电厂煤基锅炉碳分子气化燃烧方法.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(10)申请公布号CNCN103980943103980943A(43)申请公布日2014.08.13(21)申请号201310653009.8(22)申请日2013.12.09(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)发明人陈涛陈科正陈专科陈科宾陈俊丽陈泽龙魏刚赵卫军陈诚张建陈鹏陈专昌(51)Int.Cl.C10J3/02(2006.01)F23K5/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称电厂煤基锅炉碳分子气化燃烧方法(57)摘要本发明提供的煤基锅炉碳分子气化燃烧发电方法，主要优势是：(1)气化燃烧过程实现了从源头防控、元素减量，科学根治燃煤污染，保护大气环境；(2)气化燃烧系统的成本低(比煤粉、流化床燃烧系统节电50％以上；锅炉启动和低负荷稳燃都不要用油)，效率高(比煤粉、流化床燃烧排烟热损失降低10％以上)；(3)碳分子气化产量大(气化强度1000～2600kg/m2·h，)，运行成本低(电耗是同产量气流床的1/千)，燃料适应广(可气化各种煤和其它有机物)，长周期运行稳定(一次连续运行达30个月以上)，设备投资小(比国内外同产量技术节省投资50％以上)，可大型化(单炉几千吨/天)发展。因此，本发明的应用面极其广阔，几乎所有产煤国和用煤、油、气、电作燃料热源的设备都可用，而且环保效益和经济效益巨大。CN103980943ACN103984ACN103980943A权利要求书1/1页1.一种电厂煤基锅炉碳分子气化燃烧方法，主要工艺包括：①筛分原煤，并把粉煤加钙制煤球烘干；②改进型碳分子气化炉采用加钙煤炭固硫造气；③热煤气采用高温除尘器除尘；④清洁热煤气与低过量空气混合喷进锅炉清洁燃烧；⑤高温烟气经锅炉受热面换热从烟囱达标排出；⑥锅炉产生的蒸汽(热水)用于发电(供热)。2.根据权利要求1所述的一种煤基锅炉碳分子气化燃烧方法，其特征在于：所述的工艺是煤炭采用先气化再燃烧的路线，从源头防控污染，在碳分子气化炉缺氧条件下用Ca/S接近1的加钙煤炭固硫造气；用α接近1的低氧空气燃烧防控有害物生成，全过程环保节能。3.根据权利要求1或2所述的一种煤基锅炉碳分子气化燃烧方法，其特征在于：所述的碳分子气化炉进行改进，通过在上部还原区环形布置数个测温孔，相应在下部氧化区布置相同数量的蒸汽喷孔，并根据测点工艺温度规定值和环形测点温差超过一定数量(根据煤质定)，控制系统自动开启下部蒸汽进行调控，确保大界面薄料层完全氧化反应耦合小截面厚料层正向还原反应工艺稳定进行。4.根据权利要求1至3所述的一种煤基锅炉碳分子气化燃烧方法，其特征在于：所述的热煤气采用高温除尘。5.权利要求1至4所述的改进型煤基碳分子气化炉和气化方法，可配套应用在燃气内燃机和燃气轮机发电系统，制造所需的清洁冷煤气。6.权利要求1至5所述的煤基锅炉碳分子气化燃烧方法，是按照能源效益理念：进行工艺设计和发展。2CN103980943A说明书1/3页电厂煤基锅炉碳分子气化燃烧方法技术领域[0001]本发明涉及一种电厂煤基锅炉高效清洁燃烧方法，特别是关于一种电厂煤基锅炉的碳分子气化燃烧方法。背景技术[0002]我国发电用煤已经突破全国煤炭消耗总量的55％，工业发达国家也是依煤为主来发电。公知的国内外煤基电厂，均是采用提高煤炭比表面的煤粉和流化床等直接燃煤方法发电(供热)。这种燃烧方式的特征是：它把煤炭中的全部固相元素和生成的气相物混杂在同一室内一起进行燃烧，违背了气固两相物各自燃烧的规律。要进行燃料的完全燃烧，就得采用较高的空气压力(一般在2kpa左右)和较高的过量空气(α≥1.2)，结果顾此失彼，反而造成在燃烧过程要大量产生与氧有关的有毒有害气体(SOx、NOx等)和烟尘污染大气。为了排放达标，煤粉锅炉要在尾部加装污染治理设备；流化床因为是在有过量氧(α=1.2)的环境中脱硫，存在资源消耗大，除硫效率差的问题。这样的末端和燃烧中污染治理技术都存在投资大，成本高，环保不节能的难题。如煤粉锅炉加装治理设备后，燃烧系统的电耗在原有基础上要增加50％以上。因此，用户一般都不愿意搞。我国为了鼓励火电脱硫、脱硝，国家增加了这类电厂的上网电价。尽管如此，有些电厂宁愿受罚也顶着不搞(如2013年环保部通报的无治理锅炉就属这种情况)；有的电厂“勉强上得起，但确运行不起”，有的还出现了严重的“治污又生污”、排放难达标的状况。可见，沿用自从有火以来的这种直接燃煤技术，存在先制造污染再治理的严重先天缺陷。[0003]目前发展的煤基IGCC技术，虽然发电效率高，但因投资大、成本高，推广也很困难。其根本原因是由传统的高比表面