一种创造富氧环境的锅炉燃烧方法技术

本发明专利技术公开了一种创造富氧环境的锅炉燃烧方法，该方法是，锅炉燃烧时，往炉膛中添加遇热会发生化学反应、可以持续不断地释放出氧气的添加剂。通过投放添加剂的方法，在锅炉内创造出富氧环境，强化燃料的燃烧，提高了燃料燃烧的效率，减少了燃料的机械损失和化学损失，提高了燃料的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热力锅炉领域，涉及锅炉燃烧方法，尤其涉及一种创造富氧环境，强化锅炉内燃料燃烧的方法。
技术介绍
传统的锅炉燃烧方法，普遍采用空气作为燃料的氧化剂和助燃剂，燃料和空气混合后进入炉膛燃烧。但空气中的氧气只占到21%的比例(体积比)，其他79%为氮气和其他气体。在整个燃烧过程中，氧气和燃料发生化学反应，产生大量热量，氮气并不与燃料发生化学反应，但氮气却流经锅炉燃烧的整个过程，吸收了大量热量，最后作为尾气排出，造成热量的损失。传统的锅炉燃烧方法，燃料在空气中燃烧，虽然有大量空气助烧，但随着氧气的消耗，燃料在“贫氧”环境中燃烧，燃烧不充分，不彻底，燃料的燃烧效率低，灰渣中的可燃物含量高，造成燃料的经济损失。针对传统锅炉燃烧方法存在的问题，相关领域的科技人员提出“富氧”环境燃烧方法，即通过补充纯氧气，提高助燃空气中的氧气含量，送入锅炉助燃；或者通过纯氧气和二氧化碳气体或者燃烧后的烟气按照一定比例掺混，形成富含氧气比例较高的混合气体，再送入炉膛助燃。通过补充纯氧气创造富氧环境的方法，在实施中需要配置整套制氧系统和输氧系统，整个系统的建设投资高，产出少，例如现有制氧技术尚不能大规模提供电厂锅炉燃烧所需要的纯氧气。同时制氧和输氧系统的技术难度大，风险大，例如系统中的液态氧气罐属于高危设备，必须按重大危险源进行管理。而采用纯氧气和二氧化碳气体或者燃烧后的烟气掺混，再送入锅炉创造富氧环境的方法，尚没有国家标准和相应的成熟技术，新建锅炉没有相关的设计标准，已建成锅炉如采用这种方法需要改造，目前也没有具体的改造方法。因此，提出一种简单可靠、经济实用的创造富氧环境的锅炉燃烧方法，即能够创造富氧燃烧的环境，又能够简单易行，不对现有锅炉进行大幅度改造的富氧燃烧方法显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，能够制造富氧环境， 在锅炉内创造富氧燃烧区，强化燃料在富氧燃烧区的燃烧。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为，该方法是，锅炉燃烧时，往炉膛中添加遇热会发生化学反应、可以持续不断地释放出氧气的添加剂。该添加剂的成分为氯酸盐或高锰酸盐或硝酸盐或其组合，添加剂的成分也可以是过氧化氢溶液。例如富含氯酸钾(分子式Καθ3)和二氧化锰(分子式=MnO2)的混合物； 例如一定浓度的过氧化氢(分子式=H2O2)溶液；再例如富含高锰酸钾(分子式=KMnO4)的物质；再例如富含硝酸钾(分子式=KNO3)的物质。燃料和添加剂分别由空气输送进入炉膛，在炉膛内部，添加剂和燃料自由混合。燃料和添加剂混合后，由空气输送进入炉膛，添加剂为粒状物料或粉状物料的混合物或者液态混合物。添加剂的投放量这样确定根据燃料的不同和添加剂的不同，先计算一定量的燃料完全燃烧所需的理论空气量及理论空气所含的氧气量，燃烧所需的实际空气量为理论空气量的1 1. 2倍，再按照化学氧量比为1. 3 1. 5的比例计算富氧燃烧状态下添加剂的需用里ο燃料燃烧的富氧环境由空气所携带的氧气和添加剂释放出的氧气构成。燃料燃烧的理论空气量为空气携带的氧气量，满足一定量的燃料完全燃烧所需要的氧气量，燃烧所需的实际空气量为理论空气量的1 1. 2倍。添加剂按其提供氧气量满足一定量的燃料在化学氧量比为1. 3 1. 5的富氧环境中燃烧提供。所述的化学氧量比是指对于一定量的燃料，供给的氧气量为其完全燃烧所需的氧气量的比例，化学氧量比< 1，是指供给的氧气量少于一定量燃料完全燃烧所需的氧气量，即贫氧燃烧；化学氧量比> 1，是指供给的氧气量大于一定量燃料完全燃烧所需的氧气量，即富氧燃烧。本专利技术的原理在于添加剂在炉膛中受到火焰加热，达到其分解的温度，发生化学反应，持续不断地释放出氧气，释放出的氧气扩散到添加剂所流经的区域，增加了该区域的氧气浓度，创造出富氧环境，流经该区域的燃料在富氧的环境中燃烧，燃料分子接触到氧气分子的几率大大增加，发生化学反应的几率增大。燃料燃烧的效率提高，燃烧更加充分，减少了燃料的机械损失和化学损失，提高了燃料的经济性。本专利技术的优点是通过投放添加剂的方法，在锅炉内创造出富氧环境，强化燃料的燃烧，提高了燃料燃烧的效率，减少了燃料的机械损失和化学损失，提高了燃料的经济性。 该方法简单可靠，方便易行，在具体实施中不需要对现有锅炉进行改造，不需要建设包括液态氧气罐在内的整套制氧和输氧装置，减少了投资，降低了危险性。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1添加剂通过一次风送入锅炉示意图。图2添加剂通过二次风送入锅炉示意图。图3添加剂通过sofa风送入锅炉示意图。图4添加剂送入锅炉示意图。图5锅炉采用等离子点火实施例图。图6锅炉采用微油点火时实施例图。具体实施例方式以下结合实例来具体说明本专利技术。实施例1参照图1，在锅炉一次风管道上增加一个添加剂储仓1，添加剂为富含氯酸钾和二氧化锰的混合物质(二氧化锰为催化剂)，针对不同的煤种和煤质，通过改变阀门3的开度，在一次风煤粉气流中掺混入添加剂，添加剂的量由事先的试验和计算取得。混有添加剂的一次风煤粉气流喷入炉膛2，添加剂受到炉膛火焰加热，并在煤粉气流流经的区域内，持续不断地释放出氧气，释放出的氧气扩散到所流经的区域，增加了该区域的氧气浓度，创造出了富氧环境，煤粉颗粒在富氧的环境中燃烧，燃料分子接触到氧气分子的几率大大增加，发生化学反应的几率增大，提高了煤粉的燃尽率，减少了经济损失。本实施例中，燃料为阳泉无烟煤，煤的收到基成分碳69. 01%，氢2. 89%，氧 2. 36 %，氮0. 99 %，硫0. 76 %，灰分18. 99 %，水分5.0%。IKg燃料完全燃烧所需理论氧气量为2. 0555kg/kg，燃料完全燃烧所需理论空气量为8. 8556kg/kg。实际空气量取理论空气量的1. 2倍，按照化学氧量比设定为1. 5倍计算得，添加剂释放出的氧气量为理论氧气量的 0. 3倍，即添加剂释放的氧气量为0. 61665kg/kg，由化学方程式IClO3 = 2KCl+302计算得到氯酸钾投放量为1. 5673kg/kg。实施例2参照图2，本实施例与实施例1的区别在于，在锅炉二次风管道上增加一个添加剂储仓1，添加剂为富含高锰酸钾的物质，添加剂由二次风气流携带进入炉膛2。同理，添加剂在炉膛火焰的加热作用下，持续不断地释放出氧气，在锅炉2内创造出富氧的环境，强化燃料的燃烧。本实施例中，燃料为阳泉无烟煤，煤的收到基成分碳69. 01%，氢2. 89%，氧 2. 36 %，氮0. 99 %，硫0. 76 %，灰分18. 99 %，水分5.0%。燃料完全燃烧所需理论氧气量为 2. 0555kg/kg，燃料完全燃烧所需理论空气量为8. 8556kg/kg。实际空气量取理论空气量的 1.2倍，按照化学氧量比设定为1.3倍计算得，添加剂释放出的氧气量为理论氧气量的0. 1 倍，即添加剂释放的氧气量为0. 20555kg/kg,由化学方程式2KMn04 = Κ2Μη04+Μη02+02计算得到高锰酸钾投放量为2. 0298kg/kg。实施例3参照图3，本实施例与实施例1的区别在于，在锅炉sofa风管道上增加一个添加剂储仓1，添加剂由sofa风气流携带进入炉膛2。本实施例中，燃料为阳泉无烟煤，煤的收到基成分碳69. 01%本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑路，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：