碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统的制作方法

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：

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。

技术实现要素：

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

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、二次风箱6、可转化功能的燃烧室7、三次风燃烧器8、炉膛9、锅炉汽包10、对流受热面11、引风机12、水封式防爆出料门13、气化剂14、灰盘15和煤炭16组成。

本发明的有益效果是：碳-分子气化燃烧锅炉系统实现源头防控污染(缺氧条件下，ca/s接近1固硫)、元素减量，热煤气采用α接近1燃烧，实现防控与氧有关的有毒有害物sox、nox等的产生。

具体实施方式

根据附图对碳-分子气化燃烧锅炉系统的工程化运行进一步说明：进场煤炭16首先按国家标准进行化验，确定元素成分，为后续燃烧提供依据；再将煤炭经步骤i筛分，分出粒度煤和粉煤，步骤ii粉煤加固硫剂制球(这里的控制点是根据硫含量，按ca/s接近1配比组分)，步骤iii煤球烘干，然后一起送到煤仓，再用加煤机2加进碳-分子气化炉1，在缺氧条件下实现固硫造气；气化剂14从炉底加入，原料煤和气化剂在炉内逆向运动；含硫炉渣从灰盘15排出作为水泥原料利用；热煤气从炉顶出来经隔断阀3，进煤气燃烧器4与一次风箱5喷吹的空气交叉混合向下流动，在燃烧室7部分燃烧；根据煤质，关闭/或开启二次风箱6的空气量，在燃烧室7生产煤基活性炭/或燃尽带出物，炭原料/或灰尘从水封式防爆出料门13排出，在燃烧室出现灭火爆燃时，水封式出料门还可以泄压；三次风从燃烧器8交叉喷进补足空气(燃烧总α＝1.02-1.03)在炉膛燃烧，这种一碳煤气(co、h2)燃烧的容积热强度≥360kw/m³，实现清洁高效燃烧；由于系统采用气化段(源头)缺氧固硫，使燃烧烟气中的硫含量极少，故锅炉的排烟温度可控制在106℃以下，实现提高热能利用率；烟气经引风机12从烟囱排出；高温烟气通过炉膛9和对流受热面11换热产生蒸汽汇集到汽包10排出，用于后续生产。这样就使工程化运行系统实现了源头防控污染、元素减量，高效清洁利用煤炭烧锅炉发电/供热的目标。

这种碳-分子气化燃烧锅炉系统中的气化部分，也可设置成双面或多面与锅炉配套的组合形式。

这种碳-分子气化燃烧锅炉工程化系统，还可配套用在各种工业窑炉、热风炉和热载体炉上。

技术特征：

技术总结
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。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：陈涛
技术研发日：2017.09.18
技术公布日：2019.01.29