碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109282275A(43)申请公布日2019.01.29(21)申请号201710839942.2(22)申请日2017.09.18(71)申请人陈涛地址100094北京市海淀区西北旺镇唐家岭新城T05-3号楼5单元301(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.F23B90/06(2011.01)F23K1/00(2006.01)F23K3/00(2006.01)F23L1/00(2006.01)F23L9/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统(57)摘要一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，实现了源头防控污染、元素减量，高效益利用煤炭资源的目标。本系统的优势在于：采用气化段缺氧固硫(Ca/S接近1)，含硫炉渣作为水泥原料利用；热煤气与空气流交叉混合向下喷吹燃烧(α接近1，一般比国内外先进直接燃煤技术减少空气10％以上)，防控和减少了与氧有关的有害物SOx、NOx等的产生；燃烧容积热强度在360kw/m3以上，煤气隔断阀处的表压力小于0帕，燃烧过程不泄漏煤气，锅炉的排烟温度小于106℃，整个系统清洁利用能源的效率高，成本低。CN109282275ACN109282275A权利要求书1/1页1.一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，由煤炭制备、碳-分子气化炉、煤气隔断阀、煤气燃烧器和新型锅炉组成，其特征在于，工程化运行系统的控制点包括：(1)煤炭经步骤I分筛分出粒度煤，步骤II粉煤根据硫含量，按Ca/S接近1配比组分制球，步骤III煤球烘干和粒度煤进仓；(2)碳-分子气化炉缺氧固硫制造煤气，煤气出口温度≥500℃；(3)煤气的管道采用坡度设置；(4)运行时，煤气隔断阀处的表压力≤0帕；(5)燃烧器中的煤气与空气流是交叉混合向下喷吹燃烧，燃烧室设有水封式防爆出料门；(6)燃烧系统的总过量空气系数采用α接近1配比清洁燃烧，实现从元素水平防控和减少污染物NOx、SOx等的产生；(7)锅炉的排烟温度≤106℃，实现提高热能利用率；(8)燃烧室容积热强度≥360kw/m3，实现清洁高效燃烧；(9)含硫炉渣作为水泥原料，实现资源尽量利用。2.权利要求1所述的碳-分子气化燃烧锅炉系统，其特征在于：这种系统中的气化部分，可设置成双面或多面与锅炉配套的组合形式。3.权利要求1至2所述的碳-分子气化燃烧锅炉系统，其特征在于：这种系统可配套用在各种工业窑炉、热风炉和热载体炉上。2CN109282275A说明书1/2页碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统技术领域[0001]本发明涉及一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，特别是一种能够防控污染的大型碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统。背景技术[0002]现有的大型煤基锅炉一般采用煤粉、水煤浆室燃；小颗粒流化床等直接燃煤方法烧锅炉。这些直接燃煤方法的先天缺陷是气(气相挥发份)固(固相碳)在同一个燃烧室混烧，在这种先天缺陷下要把煤炭燃烧完全，就采用了α≥1.2的过量空气燃烧，由此不可避免的产生了与氧有关的有毒有害气体污染大气；同时也降低了效率。现在国内外为了解决煤基锅炉的污染问题，采用煤改气烧锅炉，由于气源不足，采用异地煤制天然气方法补充气源。这种煤制天然气方法的效率一般只有50％左右，其制气过程污染非常严重，而且制气的成本也高，并把污染排在原地。用这种天然气烧锅炉，反而比一碳气(CO、H2)排放的有害气体(NOx)高，烟气要达标排放，又得治理，显然得不偿失。因此，采用最佳实用技术，解决大型煤基锅炉的污染问题，是业界的迫切需求和重大任务。发明内容[0003]本发明针对上述需求，提供了一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，特别是一种能防控污染的大型碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统。所述系统由煤炭制备；碳-分子气化炉；煤气隔断阀；煤气燃烧器和新型锅炉组成。所述系统的特征在于：碳-分子气化炉技术采用炉内缺氧固硫造气，这样的除硫效率高，资源消耗小(Ca/S接近1)；煤气出口温度一般控制在500℃以上，煤气管道尽量短，且是坡度设置，这样可防控粉尘沉淀堵管；煤气隔断阀的运行表压力控制在0帕以下，这样可防控煤气对外泄漏；进燃烧器的煤气与空气流是交叉混合向下喷吹燃烧，燃烧室设有防爆出料门；燃烧总过量空气系数采用α接近1配比(这种配，比国内外现有先进燃煤技术节约空气10％以上)清洁燃烧，实现从元素水平防控和减少污染物NOx、SOx等的产生；由于烟气中硫元素极少，可设定≤106℃的排烟温度(比国内外现有先进燃煤技术一般降低10-20℃)，从而提高热能利用率。附图说明[0004]附图1是一种典型的大型碳-分子气化燃烧锅炉系统示意图，由碳-分子气化炉1、加煤机2、煤气隔断阀3、煤气燃烧器4、一次风箱5、二次风