專利名稱：一種煤炭清潔燃燒方法及燃燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于原煤的燃燒技術(shù)及燃燒設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種可降低鍋爐煙黑、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)排放的煤炭的清潔燃燒方法及燃燒爐。
背景技術(shù)：
中國(guó)大氣污染主要來(lái)源于煤炭的燃燒。目前我國(guó)大量的小型燃煤鍋爐及民用爐都采用傳統(tǒng)的燃燒方法，燃燒效率低，污染嚴(yán)重。發(fā)展中小型清潔燃燒技術(shù)設(shè)備，對(duì)我國(guó)減少污染，保護(hù)環(huán)境有十分重要的意義。
傳統(tǒng)鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，燃煤直接進(jìn)入爐膛燃燒，供風(fēng)和煤燃燒產(chǎn)物同向流動(dòng)直接排出高溫的爐膛。由于煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間少且煤燃燒產(chǎn)物和過量空氣混合不均，一方面CO和煙黑未能燃燼，另一方面燃燒產(chǎn)生的NOx未能還原，造成環(huán)境污染同時(shí)燃燒效率低。若提高過量空氣系數(shù)或爐膛溫度，雖使CO、煙黑的排放降低，但NOx的排放卻隨之增加，且排煙損失增大；反之，若降低過量空氣系數(shù)或爐膛溫度，雖使NOx的排放降低，但CO、煙黑的排放卻隨之增加。
發(fā)明專利ZL95 102081.1公開了一種低NOx無(wú)煙燃煤方法和燃燒爐，煤首先在氣化室中利用自身燃燒熱量低氧熱解氣化，煤氣化后剩下的半焦在燃燒室進(jìn)行燃燒，由于其氣化室主要進(jìn)行煤的低氧干餾、熱解，熱解速度較慢，其抑制NOx排放主要在半焦區(qū)中進(jìn)行，但是由于很大一部分熱解氣在半焦層上方燃燒，該部分熱解氣燃燒所產(chǎn)生的NOx和煙黑沒有機(jī)會(huì)和半焦層接觸，因此半焦層對(duì)這部分NOx和煙黑的沒有消除作用。
本發(fā)明的目的是提供一種可降低鍋爐煙黑、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)排放的煤炭清潔燃燒方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種煤炭清潔燃燒爐，可降低鍋爐煙黑、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)排放。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的煤炭清潔燃燒爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示；該煤炭清潔燃燒爐包括對(duì)稱布置并彼此相隔開的熱解室20和燃燼室6，所述熱解室20和燃燼室6的下方分別設(shè)有第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11；所述熱解室20和燃燼室6之間設(shè)有水套19，所述第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間設(shè)有隔墻12，所述隔墻12上設(shè)有連通第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11的連通孔13；在所述熱解室20和燃燼室6的底部安裝水冷爐排9；所述熱解室20、燃燼室6、第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11的側(cè)壁上分別設(shè)有通風(fēng)孔18、7、14和10；所述熱解室20和燃燼室6的頂部分別設(shè)有加煤門21和4；一安裝在所述熱解室20和燃燼室6頂部的煙囪22同時(shí)與熱解室20和燃燼室6相連通，在煙囪22內(nèi)設(shè)置封閉在煙囪22與熱解室20和燃燼室6之間的可翻轉(zhuǎn)擋板26和2。
本發(fā)明提供的煤炭清潔燃燒方法，其燃燒步驟如下1)首先分別打開熱解室20與煙囪22之間的可翻轉(zhuǎn)擋板26，燃燼室6與煙囪22之間的可翻轉(zhuǎn)的擋板4，以使熱解室20和燃燼室6與煙囪22相通，再打開熱解室20、燃燼室6、第一熱解氣燃燒室15及第二熱解氣燃燒室11側(cè)壁上的通風(fēng)孔18、7、14和10；2)通過設(shè)置在熱解室20和燃燼室6頂部的加煤門21和加煤門4分別向熱解室20和燃燼室6內(nèi)加入少量煤炭，并將煤炭點(diǎn)燃，熱解室20和燃燼室6內(nèi)的煤炭開始燃燒；3)煤炭點(diǎn)燃后，煤炭揮發(fā)分開始燃燒，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后煤炭形成半焦層繼續(xù)燃燒；在熱解室20內(nèi)，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后，關(guān)閉可翻轉(zhuǎn)擋板26和進(jìn)氣口18，從加煤口21加入煤炭；在焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量作用下，新加入的煤在缺氧條件下熱解產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪22的負(fù)壓作用下，熱解氣穿過熱解室20的半焦層進(jìn)入第一熱解氣燃燒室15，在熱解氣燃燒室15內(nèi)，熱解氣與由通風(fēng)口14進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間的隔墻12上的連通孔13進(jìn)入第二熱解氣燃燒室11，沒有燃燼的可燃物質(zhì)在第二熱解氣燃燒室11內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；第二熱解氣燃燒室11內(nèi)的煙氣通過燃燼室6內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在燃燼室6內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；4)在熱解室20內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，打開可翻轉(zhuǎn)擋板26和通風(fēng)孔18；5)關(guān)閉設(shè)置在燃燼室6側(cè)壁上的通風(fēng)孔7和位于燃燼室6和煙道22連通處的可翻轉(zhuǎn)擋板2，在燃燼室6內(nèi)加入煤炭，在燃燼室6內(nèi)焦炭燃燒熱量的作用下，加入的煤炭在缺氧條件下熱解，產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪22的負(fù)壓作用下，燃燼室6內(nèi)的熱解氣穿過燃燼室6的半焦層進(jìn)入第二熱解氣燃燒室11，在其內(nèi)熱解氣與由通風(fēng)口7進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間的隔墻上的連通孔13進(jìn)入第一熱解氣燃燒室15內(nèi)，沒有燃燼的可燃物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；在第一熱解氣燃燒室15內(nèi)的煙氣通過熱解室20內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在熱解室內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；6)燃燼室6內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，反復(fù)循環(huán)重復(fù)上述步驟4)和步驟5)；7)燃燒過程中產(chǎn)生的灰渣落到水冷爐排9上，當(dāng)灰渣堆積到一定程度后，由位于爐底部的清灰門清除。
本發(fā)明提供的煤炭潔燃燒爐和清潔燃燒方法，特點(diǎn)是燃煤熱解氣首先穿過半焦層，然后進(jìn)行充分燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙氣再一次穿過另一半焦層，在穿過兩次半焦層的過程中，煙氣中的NO還原為N2，CO被氧化為CO2。


附圖1為本發(fā)明的煤炭的清潔燃燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為煤炭的清潔燃燒爐一實(shí)施例的縱向剖視圖；由圖可知，本發(fā)明提供的煤炭清潔燃燒爐，包括對(duì)稱布置并彼此相隔開的熱解室20和燃燼室6，所述熱解室20和燃燼室6的下方分別設(shè)有第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11；所述熱解室20和燃燼室6之間設(shè)有水套19，所述第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間設(shè)有隔墻12，所述隔墻12上設(shè)有連通第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11的連通孔13；在所述熱解室20和燃燼室6的底部安裝第一水冷爐排9；所述熱解室20、燃燼室6、第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11的側(cè)壁上分別設(shè)有通風(fēng)孔18、7、14和10；所述熱解室20和燃燼室6的頂部分別設(shè)有加煤門21和4；一安裝在所述熱解室20和燃燼室6頂部的煙囪22同時(shí)與熱解室20和燃燼室6相連通，在煙囪22內(nèi)設(shè)置封閉在煙囪22與熱解室20和燃燼室6之間的可翻轉(zhuǎn)擋板26和2。
其清潔燃燒步驟如下
1)首先分別打開熱解室20與煙囪22之間的可翻轉(zhuǎn)擋板26，燃燼室6與煙囪22之間的可翻轉(zhuǎn)的擋板4，以使熱解室20和燃燼室6與煙囪22相通，再打開熱解室20、燃燼室6、第一熱解氣燃燒室15及第二熱解氣燃燒室11側(cè)壁上的通風(fēng)孔18、7、14和10；2)過設(shè)置在熱解室20和燃燼室6頂部的加煤門21和加煤門4分別向熱解室20和燃燼室6內(nèi)加入少量煤炭，并將煤炭點(diǎn)燃，熱解室20和燃燼室6內(nèi)的煤炭開始燃燒；3)煤炭點(diǎn)燃后，煤炭揮發(fā)分開始燃燒，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后煤炭形成半焦層繼續(xù)燃燒；在熱解室20內(nèi)，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后，關(guān)閉可翻轉(zhuǎn)擋板26和進(jìn)氣口18，從加煤口21加入煤炭；在焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量作用下，新加入的煤在缺氧條件下熱解產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪22的負(fù)壓作用下，熱解氣穿過熱解室20的半焦層進(jìn)入第一熱解氣燃燒室15，在熱解氣燃燒室15內(nèi)，熱解氣與由通風(fēng)口14進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間的隔墻12上的連通孔13進(jìn)入第二熱解氣燃燒室11，沒有燃燼的可燃物質(zhì)在第二熱解氣燃燒室11內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；第二熱解氣燃燒室11內(nèi)的煙氣通過燃燼室6內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在燃燼室6內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；4)在熱解室20內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，打開可翻轉(zhuǎn)擋板26和通風(fēng)孔18；5)關(guān)閉設(shè)置在燃燼室6側(cè)壁上的通風(fēng)孔7和位于燃燼室6和煙道22連通處的可翻轉(zhuǎn)擋板2，在燃燼室6內(nèi)加入煤炭，在燃燼室6內(nèi)焦炭燃燒熱量的作用下，加入的煤炭在缺氧條件下熱解，產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪22的負(fù)壓作用下，燃燼室6內(nèi)的熱解氣穿過燃燼室6的半焦層進(jìn)入第二熱解氣燃燒室11，在其內(nèi)熱解氣與由通風(fēng)口7進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室15和第二熱解氣燃燒室11之間的隔墻上的連通孔13進(jìn)入第一熱解氣燃燒室15內(nèi)，沒有燃燼的可燃物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；在第一熱解氣燃燒室15內(nèi)的煙氣通過熱解室20內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在熱解室內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；6)燃燼室6內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，反復(fù)循環(huán)重復(fù)上述步驟4)和步驟5)；7)燃燒過程中產(chǎn)生的灰渣落到水冷爐排9上，當(dāng)灰渣堆積到一定程度后，由位于爐底部的清灰門清除。
權(quán)利要求
1.一種煤炭清潔燃燒爐，其特征在于，該清潔燃燒爐包括對(duì)稱布置并彼此相隔開的熱解室(20)和燃燼室(6)，所述熱解室(20)和燃燼室(6)的下方分別設(shè)有第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)；所述熱解室(20)和燃燼室(6)之間設(shè)有水套(19)，所述第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)之間設(shè)有隔墻(12)，所述隔墻(12)上設(shè)有連通第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)的連通孔(13)；在所述熱解室(20)和燃燼室(6)的底部安裝水冷爐排(9)。所述熱解室(20)、燃燼室(6)、第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)的側(cè)壁上分別設(shè)有通風(fēng)孔(18，7，14，10)；所述熱解室(20)和燃燼室(6)的頂部分別設(shè)有加煤門(21)和(4)；一安裝在所述熱解室20和燃燼室(6)頂部的煙囪(22)同時(shí)與熱解室(20)和燃燼室(6)相連通，在煙囪(22)內(nèi)設(shè)置封閉在煙囪(22)與熱解室(20)和燃燼室(6)之間的可翻轉(zhuǎn)擋板(26)和(2)。
2.一種使用權(quán)利要求1所述煤炭清潔燃燒爐的清潔燃燒方法，其特征在于，在清潔燃燒爐中進(jìn)行清潔燃燒，所述清潔燃燒爐的結(jié)構(gòu)包括對(duì)稱布置并彼此相隔開的熱解室(20)和燃燼室(6)，所述熱解室(20)和燃燼室(6)的下方分別設(shè)有第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)；所述熱解室(20)和燃燼室(6)之間設(shè)有水套(19)，所述第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)之間設(shè)有隔墻(12)，所述隔墻(12)上設(shè)有連通第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)的連通孔(13)；在所述熱解室(20)和燃燼室(6)的底部安裝水冷爐排(9)。所述熱解室(20)、燃燼室(6)、第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)的側(cè)壁上分別設(shè)有通風(fēng)孔(18)、(7)、(14)和(10)；所述熱解室(20)和燃燼室(6)的頂部分別設(shè)有加煤門(21)和(4)；一安裝在所述熱解室(20)和燃燼室(6)頂部的煙囪(22)同時(shí)與熱解室(20)和燃燼室(6)相連通，在煙囪(22)內(nèi)設(shè)置封閉在煙囪(22)與熱解室(20)和燃燼室(6)之間的可翻轉(zhuǎn)擋板(26)和(2)；其燃燒步驟如下1)首先分別打開熱解室(20)與煙囪(22)之間的可翻轉(zhuǎn)擋板(26)，燃燼室(6)與煙囪(22)之間的可翻轉(zhuǎn)的擋板(4)，以使熱解室(20)和燃燼室(6)與煙囪(22)相通，再打開熱解室(20)、燃燼室(6)、第一熱解氣燃燒室(15)及第二熱解氣燃燒室(11)側(cè)壁上的通風(fēng)孔(18、7、14和10)；2)從設(shè)置在熱解室(20)和燃燼室(6)頂部的加煤門(21)和加煤門(4)分別向熱解室(20)和燃燼室(6)內(nèi)加入少量煤炭，并將煤炭點(diǎn)燃，熱解室(20)和燃燼室(6)內(nèi)的煤炭開始燃燒；3)煤炭點(diǎn)燃后，煤炭揮發(fā)分開始燃燒，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后煤炭形成半焦層繼續(xù)燃燒；在熱解室(20)內(nèi)，揮發(fā)分燃燒結(jié)束后，關(guān)閉可翻轉(zhuǎn)擋板(26)和進(jìn)氣口(18)，從加煤口(21)加入煤炭；在焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量作用下，新加入的煤在缺氧條件下熱解產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪(22)的負(fù)壓作用下，熱解氣穿過熱解室(20)的半焦層進(jìn)入第一熱解氣燃燒室(15)，在熱解氣燃燒室(15)內(nèi)熱解氣與由通風(fēng)口(14)進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)之間的隔墻(12)上的連通孔(13)進(jìn)入第二熱解氣燃燒室(11)，沒有燃燼的可燃物質(zhì)在第二熱解氣燃燒室(11)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；第二熱解氣燃燒室(11)內(nèi)的煙氣通過燃燼室(6)內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在燃燼室(6)內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；4)在熱解室(20)內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，打開可翻轉(zhuǎn)擋板(26)和通風(fēng)孔(18)；5)關(guān)閉設(shè)置在燃燼室(6)側(cè)壁上的通風(fēng)孔(7)和位于燃燼室(6)和煙道(22)連通處的可翻轉(zhuǎn)擋板(2)，在燃燼室(6)內(nèi)加入煤炭，在燃燼室(6)內(nèi)焦炭燃燒熱量的作用下，加入的煤炭在缺氧條件下熱解，產(chǎn)生熱解氣和半焦，在煙囪(22)的負(fù)壓作用下，燃燼室(6)內(nèi)的熱解氣穿過燃燼室(6)的半焦層進(jìn)入第二熱解氣燃燒室(11)，在其內(nèi)熱解氣與由通風(fēng)口(7)進(jìn)入的空氣混合燃燒，燃燒的煙氣通過隔在第一熱解氣燃燒室(15)和第二熱解氣燃燒室(11)之間的隔墻上的連通孔(13)進(jìn)入第一熱解氣燃燒室(15)內(nèi)，沒有燃燼的可燃物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行燃燒；在第一熱解氣燃燒室(15)內(nèi)的煙氣通過熱解室(20)內(nèi)的半焦層時(shí)，煙氣中的NOx被半焦還原成N2，在熱解室內(nèi)煙氣中的CO被燃燼；6)燃燼室(6)內(nèi)的煤炭熱解結(jié)束后，反復(fù)循環(huán)重復(fù)上述步驟4)和步驟5)；7)燃燒過程中產(chǎn)生的灰渣落到水冷爐排(9)上，當(dāng)灰渣堆積到一定程度后，由位于爐底部的清灰門清除。
全文摘要
一種煤炭清潔燃燒方法及燃燒爐，包括對(duì)稱布置并隔開的熱解室和燃燼室，其下方分別設(shè)第一熱解氣燃燒室和第二熱解氣燃燒室；熱解室和燃燼室間設(shè)水套，第一熱解氣燃燒室和第二熱解氣燃燒室間設(shè)隔墻，其上設(shè)通孔；熱解室和燃燼室底部安裝水冷爐排；熱解室、燃燼室、第一熱解氣燃燒室和第二熱解氣燃燒室的側(cè)壁上分別設(shè)通風(fēng)孔；熱解室和燃燼室頂部分別設(shè)加煤門；一安裝在熱解室和燃燼室頂部的煙囪同時(shí)與熱解室和燃燼室相通，在煙囪內(nèi)設(shè)置封閉在煙囪與熱解室和燃燼室之間的可翻轉(zhuǎn)擋板。燃煤熱解氣首先穿過半焦層，然后進(jìn)行充分燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙氣再一次穿過另一半焦層，在穿過兩次半焦層的過程中，煙氣中的NO還原為N
文檔編號(hào)F23B10/02GK1796868SQ20041010354
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者何京東, 董利, 宋文立, 高士秋, 李靜海 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所