专利名称：减少氮氧化物排放的燃烧系统的制作方法
技术领域：
本发明系与燃烧系统有关，特别有关于一种减少氮氧化物排放的燃烧系统。
背景技术：
电力需求一直是国内产业最重要的资源，尤其是大型企业如石化业、造纸业等，大多设置汽电共生厂，除可提供电力，同时也可利用发电后之蒸汽作为热源。为节省燃料成本，目前国内汽电共生厂大多以燃煤锅炉为主。锅炉会产生硫氧化物、氮氧化物等空气污染物；氮氧化物可能涉及酸雨、地面臭氧的形成，节能减排是目前世界各国首要课题。目前氮氧化物排放控制技术，有低氮氧化物燃烧器(LNB)、分段燃烧(staged combustion)、再燃烧(reburning)、烟气回流法(FGR)、选择性触媒还原法(SCR),以及选择性非触媒还原法(SNCR)等，可用于减少氮氧化物的排放。LNB为两段式燃烧器。第一段供应约80%的理论空气量，燃烧时产生的热能将燃油或燃煤中的氮气化，由于缺氧，燃油中的氮无法生成氮氧化物。燃油或燃煤与剩余的空气于第二阶段中之燃烧速度较慢而降低火焰温度，进而降低空气中的氮生成NOx之机会。分段燃烧(Staged Combustion)系使燃烧器在富燃料条件下运转,在燃烧器上方设火上空气(Over Fired Air, 0FA),将剩余之空气送入以降低氮氧化物生成。再燃烧为燃料分段供应。第一阶段供应约80%的燃料，第二阶段供应约10 20%，第三阶段则供应剩余约10%的燃料以及充足的空气，以降低氮氧化物生成。目前商业化氮氧化物控制技术相当多，然而不同设备必须选取最有利的控制技术，在符合排放标准的前提下，作最大可能减少排放量的努力。因此，如何在经济可行的情况下，选取与组合最有利的控制技术，达到最大可能减少排放量仍是一大挑战。有鉴于此，本发明人为改善并解决上述之缺失，乃特潜心研究并配合学理之运用， 终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失之本发明。
发明内容
本发明目的之一，在于提供一种燃烧系统，以减少氮氧化物的排放。按照本发明提供的技术方案，所述燃烧系统包括煤碳制粉系统及锅炉燃烧装置， 具有结合了主燃烧区(采用LNB)、再燃烧区(Reburning)及燃烬区(采用火上空气(OFA)) 等技术；主燃烧区属缺氧区，由磨煤机出口动力筛选器提供77 82wt%左右燃料至主燃烧器及送风机所供空气；再燃烧区亦属缺氧区，由磨煤机出口动力筛选器提供18 23wt%之燃料量至再燃燃烧器，分阶段燃烧降低NOx排放，燃烬区火上空气孔再提供足够之过剩空气量，以达到燃烧完全降低烟气NOx排放浓度。本发明的燃烧系统装设有低氮氧化物燃烧器、再燃烧器及火上空气孔，经由巧妙的安排而能减少氮氧化物的排放。
图I为本发明之一实施例的减少氮氧化物排放的燃烧系统示意图。附图标记说明1、燃烧系统，10、燃烧装置，12、主燃烧器，14、再燃烧器，16、火上空气孔，102、炉膛，104、主燃烧区，106、再燃烧区，108、燃烬区。
具体实施例方式有关本发明之详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。请参照图，图I为本发明之一实施例的燃烧系统示意图。此燃烧系统I包括燃烧装置10、主燃烧器12再燃烧器14及火上空气孔16。燃烧装置10炉膛102具有主燃烧区 104、再燃烧区106及燃烬区108。本实施例中，主燃烧器12系由磨煤机出口动力筛选器提供77 82wt%燃料，及送风机提供之空气至主燃烧区104内，且主燃烧器12排列于燃烧装置10的四角成二层四角切圆。再燃烧器14系由磨煤机出口动力筛选器提供18 23wt%燃料，及送风机提供之空气至再燃烧区106内，再燃烧器14排列于燃烧装置10的壁上成一层四周各两个成切圆。 火上空气孔16系设置在再燃烧区106上方，排列于燃烧装置10的壁上成一层四周各两个成切圆。经由火上空气孔16提供足够空气，形成燃烬区108以确保燃烧装置10内的未燃物完全燃烧。本实施例中，主燃烧区104、再燃烧区106及烧光区108的高度比a b c 为 I. 2 : I : 2. 5。本实施例中，分别经由主燃烧器12与再燃烧器14，进给空气与燃料至主燃烧区 104与再燃烧区106。本实施例采用再燃烧(reburning)技术，在主燃烧区104提供77至 82被％的燃料，以及在再燃烧区106提供18至23被％的燃料。另外，本实施例采用低氮氧化物燃烧器(LNB)及分段燃烧(staged combustion) 技术，燃烧系统I的主燃烧区104的过剩空气率O. 95至O. 97，较佳O. 96，属于缺氧区。再燃烧区106的过剩空气率O. 80至O. 85，较佳O. 83，属于更缺氧区。燃烬区108过剩空气率
I.10至I. 30，较佳I. 20。在再燃烧区106里，再燃烧燃料借着微缺氧的条件而产生大量的碳氢离子，这些碳氢离子与上游的主燃烧区104的氮氧化物反应，将氮氧化物还原成氮气以达到降低氮氧化物的效果。再燃烧技术可广泛应用于各型锅炉，大小不拘，而其去除氮氧化物的效果则决定于主燃烧区与再燃烧区的温度、驻留时间及燃烧装置内的流场型态等因素；一般而言，驻留时间越长，温度越低，去除氮氧化物的效果越大，为保持最佳的氮氧化物去除效率及燃烧装置内的完全燃烧，再燃烧器的燃料喷嘴及火上空气喷嘴必须设计完善。以下说明本实施例之燃烧系统与未安装LNB、再燃烧器及火上空气孔之燃烧系统的比较，如表一表一
权利要求
1.一种减少氮氧化物排放的燃烧系统，包括一燃烧装置，具有主燃烧区、再燃烧区及燃烬区；一主燃烧器，提供空气及燃料至主燃烧区内；一再燃烧器，提供空气及燃料至再燃烧区内 '及一火上空气，设置在再燃烧区上方，经由至少一火上空气孔提供足够空气，形成该燃烬区。
2.如权利要求I所述之燃烧系统，其中在该主燃烧区提供78至82wt%的燃料，在该再燃烧区提供18至23wt%的燃料。
3.如权利要求I所述之燃烧系统，其中该主燃烧区过剩空气率O.95至O. 97，该再燃烧区过剩空气率O. 80至O. 85，该烧光区过剩空气率I. 10至I. 30。
4.如权利要求I所述之燃烧系统，其中该主燃烧器排列于燃烧装置的四角成二层四角切圆。
5.如权利要求I所述之燃烧系统，其中该再燃烧器排列于燃烧装置的壁上成一层四周各两个成切圆。
6.如权利要求I所述之燃烧系统，其中该火上空气排列于燃烧装置的壁上成一层四周各两个成切圆。
7.如权利要求I所述之燃烧系统，其中该主燃烧区、再燃烧区及燃烬区的高度比为 1.2:1 2. 5 ο
全文摘要
本发明涉及粉煤锅炉减少氮氧化物排放的燃烧系统，包括煤炭制粉系统及锅炉燃烧装置，主要结合了主燃烧区(采用LNB)、再燃烧区(Reburning)及燃烬区(采用火上空气(OFA))等技术；主燃烧区属缺氧区，由磨煤机出口动力筛选器提供77~82wt%左右燃料至主燃烧器及送风机所供空气；再燃烧区亦属缺氧区，由磨煤机出口动力筛选器提供18~23wt%之燃料量至再燃燃烧器，利用分阶段燃烧降低NOx排放，燃烬区由火上空气孔再提供足够之过剩空气量，以达到燃烧完全及降低烟气NOx排放浓度。
文档编号F23L9/02GK102588955SQ201210067850
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年10月6日
发明者张惠凯, 林文卿 申请人:无锡荣成纸业有限公司