一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统.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(10)申请公布号CNCN103615713103615713A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310624080.3(22)申请日2013.11.28(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人张立麒毛志慧易宝军柳朝晖朱海跃潘聪郑楚光(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人曹葆青(51)Int.Cl.F23C7/00(2006.01)F23L7/00(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2页附图2页(54)发明名称一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统(57)摘要本发明公开一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统。该方法在富氧燃烧富集CO2的基础上，通过无焰燃烧提高燃烧的稳定性、燃尽率以及辐射传热。富氧燃烧产生的高温烟气以高速射流的形式经直流无焰燃烧器注入炉膛，通过高速射流卷吸作用可实现炉膛内热量和质量的快速、均匀混合。该系统包括氧气注入系统，一次风注氧点位于循环风机与流量调节阀之间；二次风注氧点位于增压风机与炉膛出口之间；直流无焰燃烧器的一次风管位于中心，二次风管与一次风管平行，并环绕一次风管呈环形排布；二次风道安装有高压头的增压风机，二次风经升压加速后以高速射流的形式进入炉膛。本发明热利用效率可提高10～25％，NOX生成可减少15～40％。CN103615713ACN103657ACN103615713A权利要求书1/1页1.一种煤粉富氧无焰燃烧方法，其特征在于：该方法将富氧燃烧产生的高温、富含CO2的烟气与纯氧混合后代替空气作为助燃气，再通过直流无焰燃烧器将助燃气以高速射流的形式注入炉膛，使煤粉燃烧稳定后火焰峰面消失，呈现均匀的无焰燃烧；纯氧由空气分离装置提供，循环烟气与纯氧在进入一次风道和二次风道前完成混合，再循环入炉膛；助燃气以高速射流的形式注入炉膛，使煤粉燃烧稳定后火焰峰面消失，呈现均匀的无焰燃烧。2.如权利要求1所述的煤粉富氧无焰燃烧方法，其特征在于，一次风含氧量为10％～25％；二次风含氧量为20％～40％，三次风为纯氧，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的25％～35％，氧气过量系数为1.00～1.15。3.如权利要求1所述的煤粉富氧无焰燃烧方法，其特征在于，一次风为直流，出口风速为10～25m／s；二次风为高速射流，出口风速为60～200m／s；煤粉由一次风携带，一次风、二次风的比例为(5％～15％)：(95％～85％)。4.一种实现权利要求1所述煤粉富氧无焰燃烧方法的系统，包括炉膛本体及烟气管路，其特征在于，它还包括直流无焰燃烧器和氧气注入系统；所述氧气注入系统连接一次风道、二次风道和三次风道，通过注氧点分别将纯氧注入一次风道、二次风道和三次风道中；所述直流无焰燃烧器安装在所述炉膛本体内，与所述一次风道，二次风道以及三次风道相连；其中二次风道上安装有增压风机，二次风经加压后，通过直流无焰燃烧器以高速射流的形式进入炉膛。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述直流无焰燃烧器的一次风管位于中心，二次风管与一次风管平行，并环绕一次风管呈环形排布；三次风管与一次风管平行。6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述二次风道安装有高压头的增压风机，二次风经升压加速后通过直流燃烧器二次风管以高速射流的形式进入炉膛。7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述氧气注入系统包括空气分离装置、储氧罐和氧气通道；空气分离装置通过管道与储氧罐相连，储氧罐通过氧气通道分别与一次风道，二次风道以及三次风道相连；一次风注氧点位于循环风机与流量调节阀之间；二次风注氧点位于增压风机与炉膛出口之间；三次风道与氧气通道连接，若一次、二次风氧气混合出现故障，三次风能够直接进入炉膛维持燃烧。2CN103615713A说明书1/3页一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统技术领域[0001]本发明涉及燃煤锅炉燃烧技术，具体是一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统。本发明在实现CO2减排的同时，能够显著降低NOX生成，提高燃烧的稳定性和热利用效率。背景技术[0002]富氧燃烧是一种循环燃烧技术，通过循环烟气与纯氧混合进入炉膛燃烧，使CO2不断富集(大于80％)以方便捕获、埋存，达到CO2减排的目的。在富氧燃烧过程中，由于系统漏风以及含氮烟气的循环，烟气中氮元素不断的累积，使烟气中NOX排放浓度升高；同时，受CO2大比热容的影响，相比于常规空气燃烧，容易出现炉内燃烧不稳定，排烟温度过高等现象。[0003]无焰燃烧是一种均匀温和的容积燃烧，目前主要应用于燃气或燃油装置。无焰燃烧发生时，炉内无明显火焰锋面，温度场均匀，降低了燃烧与传热过程的不可逆损失；无焰燃烧的峰值温度比