【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃烧器，尤其涉及一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低nox燃烧器。
技术介绍
1、氨气(nh3)是极具前景的氢能载体，也是性能优良的新兴零碳燃料，氨气能利用是构建低碳能源体系的重要抓手。国际能源署和其他研究机构发布了几份关于氨气经济路线图的报告。结论是，氨气将是最有效的能源载体之一，特别是对于长途运输。因为它可以由环境中易得的水和氮制成，而燃烧的产物可回收相同数量的水和氮，是一种清洁的可再生替代燃料。利用氨气替代传统化石燃料被认为是实现能源大规模碳减排的前瞻性技术，已被国际能源署列为能源零排放的重要技术途径之一。
2、氨气与传统的碳氢化合物燃料掺混后的混合燃料的火焰速度、热释放速率和辐射强度都高于氨气，且氨气与传统的碳氢化合物燃料掺混后的混合燃料燃烧的二氧化碳排放量也低于碳氢化合物燃烧的二氧化碳排放量,因此，氨气与碳氢化合物燃料进行掺混后的混合燃料对逐步向无碳社会过渡具有深远意义。
3、在实现全球可持续发展愿景下，推进火电机组掺烧氨气或纯氨气等低碳燃料是发电领域碳减排的重要技术方向。
4、掺氨气燃烧技术原理是利用可燃的氨气替代一定比例的煤粉，氨气和煤粉直接掺混后进入锅炉的炉膛高温区内共同燃烧，但氨气与煤粉的掺混不均匀，且由于氨气的燃点较高而不易着火点燃，致使氨气和煤粉的燃烧不充分并会产生大量的氮氧化物(nox)、一氧化碳和飞灰，造成酸雨、臭氧空洞等大气污染及其他环境问题。
5、本专利技术设计一种增强分级氨气与煤粉解耦混燃低nox燃烧器通过燃烧分级、燃烧组织优化等方式对氨气和
技术实现思路
1、为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术公开一种增强分级氨气与煤粉解耦混燃低nox燃烧器，它是采用以下技术方案来实现的。
2、一种增强分级氨气与煤粉解耦混燃低nox燃烧器，包括壳体，所述壳体为方管状，所述壳体连接有一次风煤粉气流进口，所述一次风煤粉气流进口呈90度弧弯的圆管状，所述壳体内设置有浓相通道和淡相通道，所述淡相通道的进口处设置有两个间隔分布的分级格栅挡板，所述淡相通道的外侧设置有二次风通道，所述浓相通道的外侧设置有氨气掺混通道，所述氨气掺混通道通过热解气通道与浓相通道连通，所述氨气掺混通道和浓相通道之间设置有电加热组件，所述热解气通道内设置有细密格栅，所述细密格栅的氨气掺混通道侧设置有负压组件，所述氨气掺混通道的氨气喷口的长度大于浓相通道的浓相喷口的长度，所述淡相通道的淡相喷口的长度与氨气喷口的长度相等，所述二次风通道的二次风喷口的长度大于淡相喷口的长度。
3、进一步地，所述浓相喷口处设置有稳焰器。
4、进一步地，所述负压组件包括圆环，所述圆环设置于热解气通道内，所述圆环通过四个周向均匀分布的连接杆连接有同轴线的轴套，所述轴套内旋转设置有一号转轴，所述一号转轴上安装有三个周向均匀分布的扇叶片，所述热解气通道的壁面上旋转连接有二号转轴，所述二号转轴上安装有二号齿轮，所述二号齿轮与一号转轴上的一号齿轮啮合，所述二号转轴与壳体外侧的电机传动连接。
5、进一步地，所述电加热组件包括电加热片，所述电加热片设置于氨气掺混通道和浓相通道之间，用于对氨气掺混通道和浓相通道的壁面进行加热，所述电加热片的周围包裹有隔热层。
6、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
7、1、本专利技术中浓相通道内煤粉因电加热片加热而热解产生的热解气经细密格栅进入氨气掺混通道内，由氨气掺混通道的氨进口进入的氨气经电加热组件的充分预加热与进入的热解气混合后经氨气喷口进入炉膛向火侧高温区，在入炉前经过充分预加热的氨气与热解气混合后会有效降低氨气着火点，使得氨气在其进入炉膛高温区内后会更容易着火点燃，提高氨气的燃烧稳定性及燃烧效率。此外，由于氨气掺混通道的氨气喷口的长度大于浓相通道的浓相喷口的长度，淡相通道的淡相喷口的长度与氨气喷口相等，二次风通道的二次风喷口的长度大于淡相喷口的长度，所以，氨气在炉膛内与二次风接触的时间被推迟并使得氨气在炉膛内处于贫氧气氛燃烧，减少了氨气燃烧产物nox的产生，减少大气污染。
8、2、煤粉气流经过两级浓淡分级后的浓相煤粉先进入炉膛高温区内进行热解，热解产生的热解气进一步加强炉膛内的贫氧气氛，从氨气喷口进入炉膛高温区的掺混有热解气的氨气被点燃并在贫氧气氛下燃烧产生较少的nox，点燃的氨气对由浓相喷口进入炉膛内的煤粉在炉膛内进一步热解产生的半焦和热解气进行引燃，从浓相喷口出来并被点燃的煤粉进一步将淡相喷口喷出的煤粉点燃，煤粉及煤粉在贫氧气氛下燃烧产生的co与从二次风喷口最迟进入炉膛的二次风掺混并进行富氧充分燃烧，实现充分的解耦燃烧，解除了氨与煤粉掺烧中各种污染物生成过程中的耦合关系，在减少nox排放的同时减少co和飞灰的排放，降低锅炉黑烟排放，提高锅炉的热效率。
9、3、本专利技术中氨气喷口、浓相喷口、淡相喷口和二次风喷口所喷出气流进入炉膛高温区的先后顺序使氨气掺混通道、浓相通道、淡相通道或二次风通道出来的气流或气固混合流按照特定的先后顺序进入高温和富氧区域，达到控制点火、燃烧和nox生成的目的。同时，本专利技术中氨气喷口、浓相喷口、淡相喷口和二次风喷口所喷出气流进入炉膛高温区的先后顺序解决了现有氨煤掺烧设备中气固两种燃料混合不均匀的问题，同时抑制了现有氨煤掺烧设备从燃烧器处直接喷入炉膛内高浓度nh3所造成的nox的增加且避免了因直接喷入炉膛内高浓度nh3所带来的爆炸风险，具有节约物料的优势。
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1.一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低NOx燃烧器，包括壳体(1)，所述壳体(1)为方管状，所述壳体(1)连接有一次风煤粉气流进口(2)，所述一次风煤粉气流进口(2)呈90度弧弯的圆管状，所述壳体(1)内设置有浓相通道(6)和淡相通道(3)，所述淡相通道(3)的进口处设置有两个间隔分布的分级格栅挡板(5)，其特征在于，所述淡相通道(3)的外侧设置有二次风通道(18)，所述浓相通道(6)的外侧设置有氨气掺混通道(12)，所述氨气掺混通道(12)通过热解气通道(9)与浓相通道(6)连通，所述氨气掺混通道(12)和浓相通道(6)之间设置有电加热组件(15)，所述热解气通道(9)内设置有细密格栅(10)，所述细密格栅(10)的氨气掺混通道(12)侧设置有负压组件(11)，所述氨气掺混通道(12)的氨气喷口(14)的长度大于浓相通道(6)的浓相喷口(7)的长度，所述淡相通道(3)的淡相喷口(4)的长度与氨气喷口(14)的长度相等，所述二次风通道(18)的二次风喷口(20)的长度大于淡相喷口(4)的长度。
2.根据权利要求1所述的一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低NOx燃烧器，其特征在于
3.根据权利要求1所述的一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低NOx燃烧器，其特征在于，所述负压组件(11)包括圆环(1101)，所述圆环(1101)设置于热解气通道(9)内，所述圆环(1101)通过四个周向均匀分布的连接杆(1102)连接有同轴线的轴套(1103)，所述轴套(1103)内旋转设置有一号转轴(1104)，所述一号转轴(1104)上安装有三个周向均匀分布的扇叶片(1105)，所述热解气通道(9)的壁面上旋转连接有二号转轴(1108)，所述二号转轴(1108)上安装有二号齿轮(1107)，所述二号齿轮(1107)与一号转轴(1104)上的一号齿轮(1106)啮合，所述二号转轴(1108)与壳体(1)外侧的电机(1109)传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低NOx燃烧器，其特征在于，所述电加热组件(15)包括电加热片(17)，所述电加热片(17)设置于氨气掺混通道(12)和浓相通道(6)之间，用于对氨气掺混通道(12)和浓相通道(6)的壁面进行加热，所述电加热片(17)的周围包裹有隔热层(16)。
...【技术特征摘要】
1.一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低nox燃烧器，包括壳体(1)，所述壳体(1)为方管状，所述壳体(1)连接有一次风煤粉气流进口(2)，所述一次风煤粉气流进口(2)呈90度弧弯的圆管状，所述壳体(1)内设置有浓相通道(6)和淡相通道(3)，所述淡相通道(3)的进口处设置有两个间隔分布的分级格栅挡板(5)，其特征在于，所述淡相通道(3)的外侧设置有二次风通道(18)，所述浓相通道(6)的外侧设置有氨气掺混通道(12)，所述氨气掺混通道(12)通过热解气通道(9)与浓相通道(6)连通，所述氨气掺混通道(12)和浓相通道(6)之间设置有电加热组件(15)，所述热解气通道(9)内设置有细密格栅(10)，所述细密格栅(10)的氨气掺混通道(12)侧设置有负压组件(11)，所述氨气掺混通道(12)的氨气喷口(14)的长度大于浓相通道(6)的浓相喷口(7)的长度，所述淡相通道(3)的淡相喷口(4)的长度与氨气喷口(14)的长度相等，所述二次风通道(18)的二次风喷口(20)的长度大于淡相喷口(4)的长度。
2.根据权利要求1所述的一种增强分级氨与煤粉解耦混燃低nox燃烧器，其特征在于，所述浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：王菁，廖新文，畅倬，张圆圆，王飞，杨凤玲，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：
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