实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉制造技术

本实用新型专利技术涉及低NOx燃烧技术，旨在提供一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉。该设备包括柱状的炉体，设在炉体顶端的水煤浆燃烧器具有中空的预燃区；在预燃区上方设有水煤浆入口和一次风入口，水煤浆燃烧器的壁上设二次风喷口；炉体内的炉膛从上至下分为主燃区、再燃区和燃尽区，在主燃区的中上部设上切向二次风喷口，主燃区的下部设下切向二次风喷口，再燃区设再燃燃料喷口，燃尽区设燃尽风喷口；炉膛底部侧面设烟气出口，炉膛底部设出渣口。该设备在燃烧过程中运行分级配风及再燃技术，能够降低60%的NOx排放；各配风喷口的设置，使水煤浆的燃烧能以最简单和最经济的方式进行，这在工业上应用具有很好的应用前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉技术背景本技术涉及一种低NOx燃烧技术，尤其是涉及一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉。
技术介绍
随着经济的快速发展，人们对能源的需求也在日益增加，煤炭、石油和天然气是目前世界一次能源的三大支柱。石油作为一种战略资源，其对国防安全有重大的作用。随着工业化的发展，国内对石油的需求在逐步的增加，虽然我国是产油大国，但我国石油大部分还是依赖进口。国际上，国际油价的波动上升，将使得世界各国竞相争夺石油，并且随着石油的逐步被消耗，这种世界范围内的竞争将会更加的激烈。而我国天然气资源相对贫乏，天然气在一次能源消耗只占3%，但天然气的需求将日益增加，同时天然气的价格也在不断上涨，工业上的燃气锅炉面临成本上升的巨大压力。同时，“十一五”计划中明确指出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，这使得工业上的燃气锅炉面临改造。我国是煤炭大国，煤炭资源很丰富，在石油和天然气价格不断上涨的时候，水煤浆作为一种低硫、低灰的清洁燃料，其燃烧效率高，水煤浆锅炉的热效率较燃煤锅炉的高。发展水煤浆代油和代气具有很好的经济价值。燃料燃烧排放的污染物是大气污染物的主要部分，其中燃烧产生的NOx是引起酸雨的主要成分之一。我国经济发展十分迅速，但是是以能源的巨大消耗为代价，随之而来的环境问题不容乐观，我国的NOx总排放量从2000年的12. l*106t到2005年的19. l*106t，年增长率为10%，因此降低NOx的排放已经是刻不容缓。“十二五”规划也是把降低氮氧化物的排放作为改善大气环境质量的重中之重。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉。为解决技术问题，本技术的解决方案是提供一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉，包括柱状的炉体；在炉体的顶端设有水煤浆燃烧器，其主体具有水平延伸的边缘且中心呈凸起状，形成中空的预燃区；在预燃区上方设有水煤浆入口和一次风入口，水煤浆燃烧器的壁上设二次风喷口 ；炉体内的炉膛从上至下分为主燃区、再燃区和燃尽区，在主燃区的中上部设上切向二次风喷口，主燃区的下部设下切向二次风喷口，再燃区设再燃燃料喷口，燃尽区设燃尽风喷口 ；炉膛底部侧面设烟气出口，炉膛底部设出渣口。作为一种改进，所述二次风喷口有10个，按预设角度、顺时针方向间隔布置于预燃区的壁上。作为一种改进，所述上切向二次风喷口分两层布置布置于炉膛内壁上，每层2个。作为一种改进，所述下切向二次风喷口分两层布置布置于炉膛内壁上，每层2 8个。本技术的有益效果是:本技术中的液态排渣旋风炉通过在燃烧过程中运行分级配风及再燃技术，能够降低60%的NOx排放；各配风喷口的设置，使水煤浆的燃烧能以最简单和最经济的方式进行，这在工业上应用具有很好的应用前景。附图说明图1是燃水煤浆液态排渣旋风炉的结构示意图。附图标记:I水煤浆入口、2—次风入口、3 二次风喷口、4上切向二次风喷口、5下切向二次风喷口、6再燃燃料喷口、7燃尽风喷口、8出渣口、9预燃区、10主燃区、11再燃区、12燃尽区。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行阐述。该实施例中，实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉包括柱状的炉体；在炉体的顶端设有水煤浆燃烧器，其主体具有水平延伸的边缘且中心呈凸起状，形成中空的预燃区9 ;在预燃区9上方设有水煤浆入口 I和一次风入口 2，水煤浆燃烧器的壁上设二次风喷口 3 ;炉体内的炉膛从上至下分为主燃区10、再燃区11和燃尽区12，在主燃区10的中上部设上切向二次风喷口 4，主燃区10的下部设下切向二次风喷口 5，再燃区11设再燃燃料喷口 6 (再燃燃料使用天然气)，燃尽区12设燃尽风喷口 7 ;炉膛底部侧面设烟气出口，炉膛底部设出渣口 8。所述二次风喷口 3有 10个，按预设角度、顺时针方向间隔布置于水煤浆燃烧器的壁上。上切向二次风喷口 4共有4个，分两层布置布置于炉膛内壁上，每层两个风口。下切向二次风喷口 5分两层布置布置于炉膛内壁上，每层2 8个。在该燃烧系统中，水煤浆以一定的速度喷入到炉膛，形成雾化颗粒。一次风通过旋流装置以一定的切向速度进入到炉膛。NOx的生成机理有三种:温度型NOx、燃料型NOx、快速温度型NOx。(I)温度型NOx。是指空气中的氮在超过1500C的高温下，发生氧化反应，温度越高，NOx的生成量越多。如果局部区域的火焰温度很高，将产生大量的NOx，这部分NOx占NOx总量的10°/Γ20%，要减少温度型Ν0χ，就要求燃烧处于较低的燃烧水平，同时要求燃烧中心各处的火焰温度分布均匀。本技术提出的分级配风能沿火焰行程、适量分散送入空气，能有效抑制NOx的产生。(2)燃料型的NOx。是指燃料中的氮受热分解和氧化生成NOx。进一步说，主要是指挥发分中得氮化合物生成N0x，其占NOx总量的80% 90%，这部分NOx在燃烧器的出口处的火焰中心产生。要控制该区域的NOx的生成量，就应该控制燃料着火初期的过量空气系数。使煤粉在开始着火阶段处于缺氧状态，挥发分的一部分NOx被还原。本技术中提出的预燃室9中通入的空气量为总量的20%，使得燃料在着火的初期，过量空气系数远小于1(3)快速温度型NOx。是指空气中得氮和碳氢燃料先在高温下反应生成中间产物N、NCH、CN等，然后快速与氧反应，生成的NOx占总量的5%。具体实施过程水煤浆对着火条件有一定的要求。水煤浆着火时，需高温烟气将水煤浆中的水迅速气化，干燥的煤粉被加热。所以炉膛上部设置了预燃区9，保证水煤浆和空气能充分混合，同时在预燃区9，一次风和预燃室二次风都是少量的，过量空气系数小于I。雾化的水煤浆颗粒和空气混合进入主燃区10，大部分是在这个区域燃烧，因为液态排渣旋风炉的燃烧温度和燃烧强度都很高，煤粉中的挥发分快速挥发，快速释放的挥发分能减少NOx的生成。通过分级配风技术，在炉膛上下布置上切向二次风喷口 4和下切向二次风喷口 5，推迟燃料与空气的混合，使氧逐步加入燃烧，高温低氧环境能抑制NOx的产生。当煤粉进入到再燃区11时，大部分燃料已经燃烧完毕。此时，在炉膛的下部的再燃燃料喷口喷入一定量的天然气，使得燃料能在这个区域全部燃尽，喷入的天然气消耗从主燃区10剩下的氧，形成还原性区域，使主燃区10的NOx被还原，同时高温环境有利于液态渣的排出。在高温烟气进入到燃尽区12，通入一定量的燃尽风，使得燃烧完全。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉，包括柱状的炉体，其特征在于，在炉体的顶端设有水煤浆燃烧器，水煤浆燃烧器主体具有水平延伸的边缘且中心呈凸起状，形成中空的预燃区；在预燃区上方设有水煤浆入口和一次风入口，水煤浆燃烧器的壁上设二次风喷口；炉体内的炉膛从上至下分为主燃区、再燃区和燃尽区，在主燃区的中上部设上切向二次风喷口，主燃区的下部设下切向二次风喷口，再燃区设再燃燃料喷口，燃尽区设燃尽风喷口；炉膛底部侧面设烟气出口，炉膛底部设出渣口。

【技术特征摘要】
1.一种实现低灰燃烧的燃水煤浆液态排渣旋风炉，包括柱状的炉体，其特征在于，在炉体的顶端设有水煤浆燃烧器，水煤浆燃烧器主体具有水平延伸的边缘且中心呈凸起状，形成中空的预燃区；在预燃区上方设有水煤浆入口和一次风入口，水煤浆燃烧器的壁上设二次风喷口 ；炉体内的炉膛从上至下分为主燃区、再燃区和燃尽区，在主燃区的中上部设上切向二次风喷口，主燃区的下部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗强，周俊虎，华炜，岑可法，陈立国，黄镇宇，宋立臣，张彦威，赵西明，刘建忠，张宝生，孙国臣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，浙江大学，
类型：实用新型
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