一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法与流程

本发明涉及燃煤炉环保技术领域，具体涉及一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法。

背景技术：

随着国家对节能减排工作的不断深入，环保标准已不断提高，排放监督已愈发严格；比如在产煤大省山西，《山西省冬季清洁取暖实施方案》晋发改能源法[2018]485号提出重点提高环保水平。2018年10月1日前，所有保留的供热燃煤锅炉排放二氧化硫、氮氧化物、颗粒物达到特别排放限值标准。2019年9月底前达到超低排放要求，即基准氧含量在6%的条件下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。

目前，燃煤炉普遍使用的燃烧方法都是在所有的通风口中通入足量的空气，以使煤充分燃烧，这种燃烧方法导致的结果是在燃煤炉的尾气中氮氧化物的浓度普遍都在400毫克/立方米左右，按照氮氧化物达到特别排放限值标准的浓度要求为160毫克/立方米，就需要对燃煤炉的尾气进行脱硝处理，一般都需要进行2次脱硝处理才可以达到160毫克/立方米的标准，而对于氮氧化物达到超低排放限值标准的浓度要求为50毫克/立方米，从氮氧化物浓度400毫克/立方米通过后期环保装置的处理，将尾气氮氧化物浓度降低到50毫克/立方米，就需要对后期环保装置进行大规模的改造，投入成本也很巨大。

因此在环保减排的实际应用中，急需一种可以在燃煤炉中使用，尤其是可以在目前正在使用的燃煤炉中使用的发明创造，将燃煤炉的尾气的氮氧化物浓度进一步降低，就可以减少后期环保装置的改造成本，还可以非常容易的达到氮氧化物超低排放要求。

技术实现要素：

本发明提供了一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法，本发明的一个目的是为了解决现有燃煤炉中氮氧化物生成量高的问题，大幅度减少燃煤炉尾气中氮氧化物浓度。

本发明的另一目的在于减少后期脱硝环保装置的改造或建造成本。

本发明的另一目的在于使燃煤炉尾气中氮氧化物浓度达到特别排放限值标准。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:

一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法，所述燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法使用的装置包括燃煤炉、设置在燃煤炉下部左侧的进煤口、下部右侧的出渣口、下部前侧的多个燃煤炉进风口、上部右侧的尾气出口；所述燃煤炉外部还设有尾气处理装置、空气预热器，所述尾气出口通过管道与尾气处理装置连接，所述空气预热器的进口为新风进口，所述燃煤炉的内部设有贯穿于进煤口至出渣口之间的燃煤传送带，在燃煤传送带上覆盖有燃煤层，其特征在于：所述尾气出口通过管道还与燃煤炉左部的多个燃煤炉进风口相连，用于送入尾气出口中的尾气分流后的二次风，所述二次风中的余氧与左部的燃煤层不充分燃烧形成预燃区，所述空气预热器的左部多个出口通过管道与燃煤炉中部的多个燃煤炉进风口相连，用于送入新风，所述新风中充足的氧气与中部的燃煤层充分燃烧形成主燃区，空气预热器的右部多个出口通过管道与燃煤炉右部的多个燃煤炉进风口相连，用于送入新风，所述新风与右部未燃尽的燃煤层完全燃烧形成燃尽区；

所述燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法包括以下步骤：

a.新风通过新风进口进入空气预热器进行预热；

b.在空气预热器中预热后的新风通入主燃区和燃尽区的燃煤炉进风口，燃煤层在主燃区和燃尽区中进行燃烧；

c.在燃煤炉中燃烧生成的尾气通过尾气出口一部分进入尾气处理装置，另一部分分流后作为二次风通过预燃区的燃煤炉进风口进入预燃区，燃煤层在预燃区中进行预燃烧；

d.燃煤层在燃尽区中燃烧完成后通过出渣口排出燃煤炉，通过燃煤传送带将主燃区的燃煤层传送到燃尽区，将预燃区的燃煤层传送到主燃区。

所述预燃区的燃煤炉进风口在燃煤炉的燃烧过程中完全关闭，不进行通风操作。

所述主燃区的氧气通入量占总氧气通入量的50%，燃烧温度为900℃～1000℃之间。

所述燃尽区的氧气通入量占总氧气通入量的30%，燃烧温度为800℃～950℃之间。

所述预燃区的燃烧温度为200℃～350℃之间。

所述多个燃煤炉进风口从左至右平均分配为3份，用于形成平均分配的预燃区、主燃区和燃尽区。

所述尾气出口中通过尾气的氮氧化物含量在150mg/nm³～170mg/nm³之间。

所述二次风的一部分分流到空气预热器中，通过隔离换热的方式对新风进行加热。

所述二次风通过预燃区的燃煤炉进风口进入燃煤层的底部，二次风的方向为从燃煤层的底部至燃煤层的顶部。

所述新风在主燃区和燃尽区中的流向为从燃煤层的底部至燃煤层的顶部。

本发明的有益效果是：

1、由于在燃煤炉内形成了预燃区、主燃区、燃尽区三个分区，并对主燃区、燃尽区通入新风，减少了多余的供氧量并且减少了通入的氮气含量，有利于减少氮氧化物的生成。

2、由于对预燃区通入二次风，二次风对于预燃区中燃煤层起到加热作用，还通入了二次风中可燃气体有利于预燃烧。

3、由于预燃区、主燃区、燃尽区在进煤口到出渣口之间形成平均分配，简化了本发明的使用难度，增加了本发明的实用性，尤其对于现有燃煤炉更便于使用。

4、由于二次风通过预燃区的燃煤炉进风口进入燃煤层的底部，二次风的方向为从燃煤层的底部至燃煤层的顶部，对预燃区的燃煤层添加了扰动，有利于预燃区的燃煤层充分预燃烧，还有利于燃烧温度均匀。

附图说明

图1是使用二次风进行燃烧的示意图；

图2是燃煤炉的截面示意图；

图3是预燃区不进风的燃烧示意图；

图中：1、燃煤炉；2、进煤口；3、燃煤层；4、燃煤传送带；5、预燃区；6、主燃区；7、燃尽区；8、尾气出口；9、尾气处理装置；10、二次风；11、出渣口；12、空气预热器；13、新风进口；14、燃煤炉进风口；15、新风。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

为了解决现有燃煤炉中氮氧化物生成量高的问题，大幅度减少燃煤炉尾气中氮氧化物浓度，本实施例如图1和图2所示，提供了一种燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法，所述燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法使用的装置包括燃煤炉1、设置在燃煤炉1下部左侧的进煤口2、下部右侧的出渣口11、下部前侧的多个燃煤炉进风口14、上部右侧的尾气出口8；所述燃煤炉1外部还设有尾气处理装置9、空气预热器12，所述尾气出口8通过管道与尾气处理装置9连接，所述空气预热器12的进口为新风进口13，所述燃煤炉1的内部设有贯穿于进煤口2至出渣口11之间的燃煤传送带4，在燃煤传送带4上覆盖有燃煤层3，其特征在于：所述尾气出口8通过管道还与燃煤炉1左部的多个燃煤炉进风口14相连，用于送入尾气出口8中的尾气分流后的二次风10，所述二次风10中的余氧与左部的燃煤层3不充分燃烧形成预燃区5，所述空气预热器12的左部多个出口通过管道与燃煤炉1中部的多个燃煤炉进风口14相连，用于送入新风15，所述新风15中充足的氧气与中部的燃煤层3充分燃烧形成主燃区6，空气预热器12的右部多个出口通过管道与燃煤炉1右部的多个燃煤炉进风口14相连，用于送入新风15，所述新风15与右部未燃尽的燃煤层3完全燃烧形成燃尽区7；

所述燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法包括以下步骤：

a.新风15通过新风进口13进入空气预热器12进行预热；

b.在空气预热器12中预热后的新风15通入主燃区6和燃尽区7的燃煤炉进风口14，燃煤层3在主燃区6和燃尽区7中进行燃烧；

c.在燃煤炉1中燃烧生成的尾气通过尾气出口8一部分进入尾气处理装置9，另一部分分流后作为二次风10通过预燃区5的燃煤炉进风口14进入预燃区5，燃煤层3在预燃区5中进行预燃烧；

d.燃煤层3在燃尽区7中燃烧完成后通过出渣口11排出燃煤炉1，通过燃煤传送带4将主燃区6的燃煤层3传送到燃尽区7，将预燃区5的燃煤层3传送到主燃区6。

在实际工程使用中，所述燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法即能够应用在现有的燃煤炉1中，也能应用在新制造的燃煤炉1中。

在燃煤炉1的内部，从进煤口2到出渣口11之间，依次形成了预燃区5、主燃区6、燃尽区7共3个燃烧分区，这种不同燃烧区的形成仅仅是通风时不同，不需要对燃煤炉1进行任何实体改造，在主燃区6、燃尽区7中通过燃煤炉进风口14通入经过加热后的新风15，新风15中含有9%的含氧量，足够主燃区6、燃尽区7中燃煤层3的燃烧使用，并且在燃烧后还有多余的氧进入燃煤炉1的尾气；同时主燃区6中燃烧温度高，进一步对预燃区5的燃煤层3进行烘烤加热，使得预燃区5的燃煤层3进行低温燃烧并硫化，还产生了可燃烧的烟气也进入了燃煤炉1的尾气。

在预燃区5的燃煤炉进风口14通入了二次风10，所述二次风10由燃烧过后的尾气分流而来，二次风10中包含燃烧剩余的氧、可燃烧的烟气，而且二次风10本身温度在200℃～350℃之间，因此二次风10对预燃区5的燃煤层3具有加热作用，而二次风10中的氧、烟气能够是预燃区5中燃烧所需要的，这些氧的含量又不高，仅仅够预燃区5中低温燃烧使用，减少了氮氧化物的生成。

由于将燃煤炉内1形成了预燃区5、主燃区6、燃尽区7三个分区，并对主燃区6、燃尽区7通入新风15，减少了多余的供氧量并且减少了通入的氮气含量，有利于减少氮氧化物的生成。

由于对预燃区通入二次风，二次风对于预燃区中燃煤层起到加热作用，还通入了二次风中可燃气体有利于预燃烧。

实施例2：

在实施例１的基础上，如图3所示，为了现有燃煤炉方便使用所述的燃煤炉减少氮氧化物排放的燃烧方法，所述预燃区5的燃煤炉进风口14在燃煤炉1的燃烧过程中完全关闭，不进行通风操作。

在本实施例中，由于预燃区5的燃煤炉进风口14在燃烧过程中不通风，预燃区5的燃煤层3完全通过主燃区6中燃烧温度进行低温燃烧和硫化，燃烧后产生烟气进入主燃区6中燃烧，另一部分进入燃煤炉1的尾气中。

由于预燃区5的燃煤炉进风口14在燃烧过程中不通风，也就是减少了通入的氧气和氮气；又因为预燃区5中是低温的预燃烧，也不需要大量的氧气，因此减少了氮氧化物的生成。

实施例3：

在实施例１或实施例2的基础上，为了减少后期脱硝环保装置的改造或建造成本，所述主燃区6的氧气通入量占总氧气通入量的50%，燃烧温度为900℃～1000℃之间。

所述燃尽区7的氧气通入量占总氧气通入量的30%，燃烧温度为800℃～950℃之间。

所述预燃区5的燃烧温度为200℃～350℃之间。

由于主燃区6的燃烧温度为900℃～1000℃之间，能够有效地对预燃区5中燃煤层3进行加热使其低温燃烧并硫化，并且因为预燃区5的燃烧温度为200℃～350℃之间，所以预燃区5中预燃烧仅仅是低温燃烧和硫化。

实施例4：

在实施例3的基础上，为了使燃煤炉尾气中氮氧化物浓度达到特别排放限值标准，充分利用燃煤炉产生的热能，并对燃煤层进行充分扰动以便于燃烧，所述多个燃煤炉进风口14从左至右平均分配为3份，用于形成平均分配的预燃区5、主燃区6和燃尽区7。

所述尾气出口8中通过尾气的氮氧化物含量在150mg/nm³～170mg/nm³之间。

所述二次风10的一部分分流到空气预热器12中，通过隔离换热的方式对新风15进行加热。

所述二次风10通过预燃区5的燃煤炉进风口14进入燃煤层3的底部，二次风10的方向为从燃煤层3的底部至燃煤层3的顶部。

所述新风15在主燃区6和燃尽区7中的流向为从燃煤层3的底部至燃煤层3的顶部。

由于预燃区5、主燃区6、燃尽区7在进煤口2到出渣口11之间进行平均分配，简化了本发明的使用难度，增加了本发明的实用性，尤其对于现有燃煤炉1更便于使用。

由于二次风10通过预燃区5的燃煤炉进风口14进入燃煤层3的底部，二次风10的方向为从燃煤层3的底部至燃煤层3的顶部，对预燃区5的燃煤层3添加了扰动，有利于预燃区5的燃煤层3充分预燃烧，还有利于燃烧温度均匀。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围，本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。