生物質(zhì)氣化氣在燃煤鍋爐中的應(yīng)用工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是生物質(zhì)氣化氣在燃煤鍋爐中的應(yīng)用工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料燃燒排放的污染物是大氣污染物的主要部分，其中燃燒產(chǎn)生的NOx是引起酸雨的主要成分之一，其所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題已不容樂(lè)觀，而燃煤過(guò)程是NOx的主要來(lái)源之一。我國(guó)是煤炭大國(guó)，煤炭在一次能源消費(fèi)中占有很大的比例，并且在最近的幾十年這種能源結(jié)構(gòu)可能不會(huì)發(fā)生改變。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)是以能源的巨大消耗為代價(jià)，我國(guó)的NOx總排放量從2000年的12.lX106t到2005年的19.lX106t，年增長(zhǎng)率為10%，因此降低NOx的排放已經(jīng)是刻不容緩。“十二五”規(guī)劃也是把降低氮氧化物的排放作為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重中之重。
[0003]對(duì)常規(guī)燃煤鍋爐而言，NOx主要通過(guò)燃料型生成途徑而產(chǎn)生。NOx的生成及破壞與以下因素有關(guān):(1)煤的燃燒方式、燃燒工況，其生產(chǎn)量依賴(lài)于燃燒溫度水平；(2)煤種特性，；(3)爐膛內(nèi)反應(yīng)區(qū)煙氣的氣氛，即煙氣內(nèi)氧氣，氮?dú)?，N0和CnHn的含量；(4)燃料及燃燒產(chǎn)物在火焰高溫區(qū)和爐膛內(nèi)的停留時(shí)間。降低NOx排放措施分為一級(jí)脫氮技術(shù)和二級(jí)脫氮技術(shù)。一級(jí)脫氮技術(shù)主要是采用NOx低燃燒器以及通過(guò)燃燒優(yōu)化調(diào)整，有效控制NOx的產(chǎn)生，從源頭減少NOx生成量；二級(jí)脫氮技術(shù)則是盡可能減少已生成NOx的排放。若能將這兩種技術(shù)相結(jié)合，則能進(jìn)一步降低煙氣中的NOx含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了生物質(zhì)氣化氣在燃煤鍋爐中的應(yīng)用工藝，可有效控制NOx的產(chǎn)生，且能進(jìn)一步減少已生成NOx的排放。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種生物質(zhì)氣化氣在燃煤鍋爐中的應(yīng)用工藝，包括以下步驟:
[0007]步驟1:從鍋爐爐膛底部鼓入一次風(fēng)，一次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成；
[0008]步驟2:在鍋爐爐壁二次風(fēng)入口的上部和下部，分別布置有生物質(zhì)氣化氣噴口 ；在鍋爐的主燃燒區(qū)，二次風(fēng)與煤粉混合后進(jìn)行高溫燃燒，從生物質(zhì)氣化氣噴口噴入生物質(zhì)氣化氣，且使生物質(zhì)氣化氣形成旋流，高溫燃燒的煤粉與生物質(zhì)氣化氣混合，使生物質(zhì)氣化氣與主燃燒區(qū)中已形成的N20發(fā)生反應(yīng)；在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下，煤粉受進(jìn)一步?jīng)_擊去除其表面的灰分，從而與二次風(fēng)混合實(shí)現(xiàn)再燃燒；
[0009]步驟3:在鍋爐的燃盡區(qū)鼓入三次風(fēng)，三次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成；
[0010]步驟4:鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣從鍋爐爐膛頂部進(jìn)入旋風(fēng)分離器，經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離的氣體從旋風(fēng)分離器頂部排出，出口處設(shè)有噴槍?zhuān)瑖姌寚娙脒€原劑將煙氣中的N0X還原為N2。
[0011]進(jìn)一步的，所述生物質(zhì)氣化氣的成分包括CnHn、H2和C0，其中，014占生物質(zhì)氣化氣50%以上。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟1中，空氣與煙氣混合，混合氣的含氧濃度為16?20%。
[0013]優(yōu)選的，布置在二次風(fēng)入口下部的生物質(zhì)氣化氣噴口，噴入生物質(zhì)氣化氣的流速為 45 ?50m/s ο
[0014]優(yōu)選的，布置在二次風(fēng)入口上部的生物質(zhì)氣化氣噴口，噴入生物質(zhì)氣化氣的流速為 55 ?60m/s ο
[0015]進(jìn)一步的，在鍋爐爐壁二次風(fēng)入口的上部和下部，各設(shè)置有一圈生物質(zhì)氣化氣噴口組，每圈生物質(zhì)氣化氣噴口組均包括等距設(shè)置的若干個(gè)生物質(zhì)氣化氣噴口。
[0016]優(yōu)選的，上圈生物質(zhì)氣化氣噴口與爐壁所形成的噴射角度為75?85°，下圈生物質(zhì)氣化氣噴口與爐壁所形成的噴射角度為65?75° ;更優(yōu)選的，所述鍋爐爐壁的內(nèi)側(cè)，設(shè)有與氣化氣噴口--對(duì)應(yīng)排列的旋流板，旋流板與爐壁所形成的角度與對(duì)應(yīng)的生物質(zhì)氣化氣噴口相同。
[0017]優(yōu)選的，所述一次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的16?20% ;二次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的75?78% ;三次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的2?9%
[0018]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019](1)利用煙囪煙氣循環(huán)再燃燒，能充分利用煙氣的熱能，提高鍋爐的燃燒效率，達(dá)到節(jié)能的目的；
[0020](2)利用農(nóng)林廢棄物制備的生物質(zhì)氣化氣，灰分含量低，為鍋爐提供了理想的再燃原料，生物質(zhì)氣化氣的加入，將已生成的NOx還原為Ν2，另外，還可使未燃燒的煤粉在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下，增大了與氧氣接觸的幾率，從而在缺氧氛圍中進(jìn)行再燃燒，有效抑制了燃料中析出的Ν轉(zhuǎn)化為Ν0Χ;
[0021](3)在旋風(fēng)分離器的氣體出口管處設(shè)置有噴槍噴入還原劑，進(jìn)一步減少已生成NOx的排放。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明使用的鍋爐裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中，鍋爐1，生物質(zhì)氣化氣噴口 2，二次風(fēng)入口 3，空氣進(jìn)入管道4，煙氣回用管道5，一次風(fēng)噴口 6，旋風(fēng)分離器7，噴槍8，旋流板9，三次風(fēng)入口 10。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實(shí)施例:
[0025]實(shí)施例1
[0026]生物質(zhì)氣化氣在燃煤鍋爐中的應(yīng)用工藝，包括以下步驟:
[0027]步驟1:從鍋爐1爐膛底部鼓入一次風(fēng)，一次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成；
[0028]步驟2:在鍋爐1爐壁二次風(fēng)入口 3的上部和下部，分別布置有生物質(zhì)氣化氣噴口2 ;在鍋爐1的主燃燒區(qū)，二次風(fēng)與煤粉混合后進(jìn)行高溫燃燒，從生物質(zhì)氣化氣噴口 2噴入生物質(zhì)氣化氣，且使生物質(zhì)氣化氣形成旋流，高溫燃燒的煤粉與生物質(zhì)氣化氣混合，使生物質(zhì)氣化氣與主燃燒區(qū)中已形成的N20發(fā)生反應(yīng)；在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下，煤粉受進(jìn)一步?jīng)_擊去除其表面的灰分，從而與二次風(fēng)混合實(shí)現(xiàn)再燃燒；
[0029]步驟3:在鍋爐的燃盡區(qū)鼓入三次風(fēng)，三次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成；
[0030]步驟4:鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣從鍋爐爐膛頂部進(jìn)入旋風(fēng)分離器，經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離的氣體從旋風(fēng)分離器頂部排出，出口處設(shè)有噴槍8，噴槍8噴入還原劑將煙氣中的N0X還原為N2。
[0031]步驟2中所使用的生物質(zhì)氣化氣的成分包括CnHn、比和C0，其中，CH4占生物質(zhì)氣化氣50%以上。
[0032]在步驟1中，空氣與煙氣混合，混合氣的含氧濃度為16?20%。
[0033]為更好的抑制熱力型NOx的生成，一次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的18% ;二次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的77% ;三次風(fēng)的供氧量為燃料燃燒需氧量的5%。
[0034]本方法所使用的鍋爐裝置，如圖1所示，包括一次風(fēng)入口、二次風(fēng)入口 3和三次風(fēng)入口 10，在鍋爐1爐壁二次風(fēng)入口的上部和下部，各設(shè)置有一圈生物質(zhì)氣化氣噴口組，每圈生物質(zhì)氣化氣噴口組均包括等距設(shè)置的若干個(gè)生物質(zhì)氣化氣噴口 2 ;其中，上圈生物質(zhì)氣化氣噴口 2與爐壁所形成的噴射角度為7