低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法技術

本發明專利技術涉及一種低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，解決了現有低熱值不凝氣燃燒不充分、火焰不穩定等問題。技術方案為熱風爐包括依次連通的第一燃燒室，第二燃燒室和混合室；不凝氣分為兩股，第一股不凝氣和液化石油氣、燃燒空氣一起送入所述第一燃燒室中進行預熱和燃燒，所述第一燃燒室產生的煙氣及部分未燃燒的預熱不凝氣進入所述第二燃燒室中與通入的第二股不凝氣以及燃燒空氣進一步充分燃燒，所述第二燃燒室產生的中溫煙氣進入所述混合室中與循環煙氣混合后形成低氧低溫煙氣排出熱風爐。本發明專利技術方法方法簡單、燃燒效率高、燃燒充分、氣體燃燒穩定性好、有效降低燃燒過程中的NOx產量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及煤化工領域，具體的說是一種低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法。
技術介紹
我國是一個多煤、貧油、少氣的國家，油氣資源匱乏，煤炭資源豐富。在內蒙古、云南、黑龍江等地擁有豐富的低階煤資源。但低階煤存在水分高、發熱量低、易風化和自燃、不適于長期貯存和長距離運輸、燃燒熱效率較低等特點，制約了其利用。通過對低階煤進行干燥、熱解處理，得到高熱值半焦和中低溫煤焦油，最大限度的實現了低階煤的分級利用。但在熱解過程中，低階煤會產生大量不凝氣，這些不凝氣中含有可燃組分，但熱值很低(一般在300～550kcal/Nm3)，無法直接點燃燃燒，更難以形成穩燃，回收利用困難。直接排放不僅污染環境，且浪費資源。目前，針對這類低熱值氣體的回收利用，國內應用較多的是對低熱值氣體采用高熱值燃料(天然氣、液化石油氣、燃料油等)進行輔助燃燒，提高熱風爐爐膛溫度以達到低熱值氣體的著火點，使其穩燃。另外就是對低熱值氣體或燃燒空氣進行適當的預熱或蓄熱，以優化低熱值氣體的燃燒性能。對于低階煤干燥、熱解系統，這些方法存在以下幾個方面的問題：1、低階煤干燥、熱解系統有特定的熱負荷要求。在和高熱值氣體配燒后，低熱值不凝氣不僅需要全部燃盡，而且熱風爐輸出的熱負荷不能超過給定的熱負荷要求。單純的采用高熱值燃氣輔助燃燒的方法無法同時滿足上述兩點要求。2、不凝氣、燃燒空氣均為近常壓操作，壓力低，流量大，對其采用普通的預熱或蓄熱方法存在設備龐大，系統復雜，經濟性和安全性差等問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述技術問題，提供一種方法簡單、燃燒效率高、燃燒充分、氣體燃燒穩定性好、有效降低燃燒過程中的NOx產量的低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法。技術方案熱風爐包括依次連通的第一燃燒室，第二燃燒室和混合室；不凝氣分為兩股，第一股不凝氣和液化石油氣(簡稱LPG)、燃燒空氣一起送入所述第一燃燒室中進行預熱和燃燒，所述第一燃燒室產生的煙氣及部分未燃燒的預熱不凝氣進入所述第二燃燒室中與通入的第二股不凝氣以及燃燒空氣進一步充分燃燒，所述第二燃燒室產生的中溫煙氣進入所述混合室中與循環煙氣混合后形成低氧低溫煙氣排出熱風爐。向所述第二燃燒室內通入的燃燒空氣中添加純氧。所述不凝氣與LPG的燃燒輸出熱負荷比為3:2。所述第一股不凝氣占不凝氣總量的15～20Vol％，所述第二股不凝氣占不凝氣總量的80～85Vol％。所述第一燃燒室中，通入的第一股不凝氣與液化石油氣、燃燒空氣的體積比為1:0.07～0.09:2.60～3.27。所述第二燃燒室中，通入的第二股不凝氣與燃燒空氣、氧氣的體積比為1:0.65:0.05～0.08。控制所述第一燃燒室內的爐膛溫度為1200～1400℃。控制所述第二燃燒室內的爐膛溫度為950～1100℃。控制混合室內混合后的所述低氧低溫煙氣溫度為300～340℃。所述液化石油氣分兩股通入第一燃燒室，兩股氣體的熱負荷調節比例為1：4～6。針對
技術介紹
中存在的問題，專利技術人作出如下改進：(1)在熱風爐內設置第一燃燒室和第二燃燒室，將不凝氣分成兩股分別送入兩個燃燒室內進行分級燃燒。第一股不凝氣進入第一燃燒室內與燃燒火焰和高溫煙氣混合，實現此部分不凝氣的提前預熱與燃燒，同時也避免大流量氣體對輔助燃料的穩燃產生影響，保證燃燒的穩定性，第二股不凝氣進行第二燃燒室與第一燃燒室燃燒產生高溫煙氣及部分預熱不凝氣混合并繼續燃燒，能夠保證燃燒室內的高溫，保證能達到不凝氣的著火點并燃燒完全；(2)為了進一步保證第二燃燒室內爐膛溫度在不凝氣的著火點以上以及燃燒的穩定性，提高爐膛溫度，還向通入第二燃燒室內的燃燒空氣中補入了純氧，使之形成富氧空氣，使爐膛內形成富氧燃燒有助于提高燃燒室的爐膛溫度，更有利于不凝氣的完全燃燒和完全利用。(3)向混合室內通入循環煙氣與第二燃燒室的煙氣混合以調節出口煙氣的溫度，以供給低階煤干燥熱解系統使用。進一步的，所述不凝氣與LPG的燃燒輸出熱負荷比約為3:2，不凝氣中送入第一燃燒室內的第一股不凝氣占比較小，優選所述第一股不凝氣占不凝氣總量的15～20vol％，通過小量通入第一燃燒室內形成低氧燃燒，在此燃燒室內不要求不凝氣充分燃燒，而是部分燃燒并預熱，以保證燃燒的穩定性，避免大流量氣體的沖擊影響穩燃。優選所述第一燃燒室中,通入的第一股不凝氣與液化石油氣、燃燒空氣的體積比為1:(0.07～0.09):(2.60～3.27)，保證低氧燃燒的穩定性和可靠性；優選所述所述第二燃燒室中，通入的第二股不凝氣與燃燒空氣、氧氣的體積比為1:0.65:(0.05～0.08)，以保證富氧燃燒的充分，并進一步降低NOx產量，實現低氮燃燒，所述燃燒空氣為普通空氣。有益效果：1、采用分級燃燒，燃燒效率高。既讓低熱值不凝氣與高熱值火焰提前接觸，盡快燃燒，又避免了因低熱值氣體大量涌入而干擾高熱值氣體燃燒穩定性的問題，實現了低熱值氣體的完全回收利用。2、采用富氧燃燒，在保證總輸出熱負荷不變，燃料總量不變的前提下，富氧燃燒有助于提高燃燒室的爐膛溫度，更有利于不凝氣的完全燃燒和完全利用。氧氣來源主要是工廠空分裝置的富余氧氣，無需新建制氧裝置。3、第一燃燒室高溫區控制低氧燃燒，第二燃燒室中溫區控制富氧燃燒，有效降低燃燒過程中的NOx產量，低氮燃燒效果顯著，環保指標更好。附圖說明圖1為本專利技術流程圖。其中，：1-第一LPG管路、2-第二LPG管路、3-第一空氣管路、4-第二空氣管路、5-第一不凝氣管路、6-第二不凝氣管路、7-氧氣管路、8-循環煙氣管路、9-熱風爐出口煙氣管路；21-第一燃燒室、22-第二燃燒室、23-第三混合室。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作一步解釋說明：參見圖1，熱風爐包括依次連通的第一燃燒室21、第二燃燒室22和混合室23。正常運行時，不凝氣(來自低階煤干燥熱解系統)分成兩股，占總量15～20vol％的第一股不凝氣經第一不凝氣管路5送入第一燃燒室21，同時，燃燒空氣(來自大氣)也分為兩股，第一股經第一空氣管路3通入，LPG(來自界外)也分成兩股分別經第一LPG管路1和第二LPG管路2通入第一燃燒室21內，控制第一股不凝氣與液化石油氣、燃燒空氣的體積比為1:(0.07～0.09):(2.60～3.27),可根據根據熱風爐出口煙氣溫度來調節LPG用量。第一LPG管路1負責粗調，第二LPG管路2負責細調，以滿足系統熱負荷的要求。第一LPG管路和第二LPG管路中LPG用量的熱負荷調節比例為4～6。在第一燃燒室21內第一股不凝氣與LPG和第一股燃燒空氣燃燒產生的火焰和高溫煙氣提前接觸與混合，實現了此部分不凝氣的提前預熱與燃燒，又避免大流量氣體對高熱值氣體的穩燃產生影響，控制并保持第一燃燒室21的爐膛溫度為1200～1400℃，以大幅降低高溫區燃燒產生的NOx含量，燃燒后產生的煙氣及部分未燃燒的預熱不凝氣(溫度～1350℃)進入第二燃燒室22。在第二燃燒室22內，第二股不凝氣經由第二不凝氣管路6送入，第二股燃燒空氣經第二空氣管路4通入，同時第二空氣管路4還接入有氧氣管路7用于通入氧氣(來自工廠空分裝置的富余氧氣)，第二股不凝氣與燃燒空氣、氧氣的體積比為1:0.65:0.05～0.08,上述氣體與來自第一燃燒室21的煙氣一起完全燃燒(即富氧燃燒)，控制并保持第二燃燒室本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，其特征在于，熱風爐包括依次連通的第一燃燒室，第二燃燒室和混合室；不凝氣分為兩股，第一股不凝氣和液化石油氣、燃燒空氣一起送入所述第一燃燒室中進行預熱和燃燒，所述第一燃燒室產生的煙氣及部分未燃燒的預熱不凝氣進入所述第二燃燒室中與通入的第二股不凝氣以及燃燒空氣進一步充分燃燒，所述第二燃燒室產生的中溫煙氣進入所述混合室中與循環煙氣混合后形成低氧低溫煙氣排出熱風爐。

【技術特征摘要】
1.一種低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，其特征在于，熱風爐包括依次連通的第一燃燒室，第二燃燒室和混合室；不凝氣分為兩股，第一股不凝氣和液化石油氣、燃燒空氣一起送入所述第一燃燒室中進行預熱和燃燒，所述第一燃燒室產生的煙氣及部分未燃燒的預熱不凝氣進入所述第二燃燒室中與通入的第二股不凝氣以及燃燒空氣進一步充分燃燒，所述第二燃燒室產生的中溫煙氣進入所述混合室中與循環煙氣混合后形成低氧低溫煙氣排出熱風爐。2.如權利要求1所述的低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，其特征在于，向所述第二燃燒室內通入的燃燒空氣中添加純氧。3.如權利要求1所述的低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，其特征在于，所述不凝氣與LPG的燃燒輸出熱負荷比為3:2。4.如權利要求1所述的低熱值不凝氣的燃燒利用及富氧燃燒方法，其特征在于，所述第一股不凝氣占不凝氣總量的15～20Vol％，所述第二股不凝氣占不凝氣總量的80～85Vol％。5.如權利要求1所述的低熱值不凝氣的燃燒利用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏喆，陳鋼，任敬，李澤海，李清，
申請(專利權)人：中國五環工程有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42