專利名稱：一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭燃燒方法，尤其是一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，已探明的石化能源日益愈少，如何就有限的能源充分發(fā)揮其作用并同時得到環(huán)境保護(hù)，是當(dāng)今世界能源技術(shù)研究發(fā)展的新課題。我國是以煤炭為主要能源的國家，全國大多數(shù)工業(yè)鍋爐和窯爐都是以廉價的煤炭作為燃料來進(jìn)行生產(chǎn)，但由于煤炭燃燒時會產(chǎn)生大量的煙塵和二氧化硫等有害氣體，對環(huán)境造成污染，損害人體健康，因而制約了煤炭燃料的發(fā)展和應(yīng)用，特別是我國的煤炭品種較多，煤質(zhì)發(fā)熱量和揮發(fā)份相差大，如石煤、油頁巖、無煙煤等低劣質(zhì)煤，其儲藏總量比例較大，但其發(fā)熱量較低、揮發(fā)份較低，因此，這些發(fā)熱量低，揮發(fā)份低的煤炭燃料在大型工廠和城鎮(zhèn)由于其燃燒排放達(dá)不到國家環(huán)保要求，嚴(yán)重污染環(huán)境，損害人體健康。為了提高燃煤特別是低劣質(zhì)燃煤的燃燒熱效率，大大降低煙塵和有害氣體的排放量，近年來，研究發(fā)展了各種新型燃煤爐和燃煤燃燒新方法。
在我國中、小型燃煤工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐中，大多數(shù)是手燒爐、鏈條爐和往復(fù)爐，這些爐窯均為層燃式燃燒爐，層燃式燃燒爐的煤層在燃燒時，一般都處于擴(kuò)散燃燒區(qū)，但因?qū)尤济猴w灰較細(xì)，容易形成過渡燃燒區(qū)或動力燃燒區(qū)，造成煤層不完全燃燒，燃燒損失較大，熱效率較低，特別是鏈條式層燃爐中還存在接火難的問題，還需采用揮發(fā)份好的散煤，為了提高層燃爐的燃煤熱效率和降低煙塵及有害氣體的排放量，層燃爐都需要進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)和脫硫除塵處理，因而需要消耗大量水資源，增加了生產(chǎn)成本。
為了提高煤燃燒效率和降低燃燒時煙塵和有害氣體的排放污染，出現(xiàn)了用型煤代替原煤進(jìn)行燃燒的方法，這種方法只適用一般民用爐灶和手燒爐，當(dāng)在鏈條爐中使用該方法時，容易出現(xiàn)不容易接火，火苗短，固態(tài)幅射能力低，爐渣殘?zhí)苛扛?，燃燒效率低等問題。近來出現(xiàn)了在原煤中加入助燃劑、固硫劑，以及在原煤中加入本申請人發(fā)明的兩項專利產(chǎn)品其一是合成氨氣化助燃粘結(jié)劑(專利號為ZL93107352.9)，其二是催燃劑(專利號為ZL93107353.7)的燃燒方法，但這些方法都只能提高燃煤的燃燒效率和降低減少SO2氣體以及煙塵的排放，只適用于氧化焰的燃燒方式和化肥廠造氣，不適用還原焰的燃燒方式，其適用性不強(qiáng)。
為了增加和擴(kuò)大對燃煤品種的適用性，解決著火難和質(zhì)量較差的煤炭燃燒問題，出現(xiàn)了將層燃爐改為懸浮式燃燒煤粉爐，用壓縮空氣將煤粉輸送并高速噴入到燃燒爐內(nèi)，強(qiáng)化煤粉的燃燒，但在制煤粉和輸送煤粉過程中，增加了電力消耗和粉塵污染，并對水冷壁管產(chǎn)生噴射磨損，因此必須有一整套高排放除塵脫硫凈化裝置，才能使懸浮燃燒煤粉爐達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，且其凈化除塵裝置設(shè)備龐大，價格高。
為了解決上述懸浮燃燒煤粉爐存在的問題，又提出了采用水煤漿代替煤粉的方法，雖然這種水煤漿可減少煤中的粉塵，但水煤漿只能通過霧化才能達(dá)到著火燃燒狀態(tài)，因而需要有使水煤漿能高速噴射產(chǎn)生霧化的動力設(shè)備，燃燒溫度比粉煤爐降低100-200℃，其安全性降低，投資較大，生產(chǎn)成本增加，并需要采用灰小于12％的優(yōu)質(zhì)短缺的煉焦煤，而將優(yōu)質(zhì)短缺的煉焦煤用于鍋爐燃燒不符合國家資源綜合利用要求。
為了充分利用低劣質(zhì)煤和煤矸石，提高其低劣質(zhì)煤和煤矸石的燃燒效率，又出現(xiàn)了一種流化床沸騰燃煤的燃燒方法，這種方法采用向爐內(nèi)加入顆粒大小為0-8毫米的原煤，與氣流混合形成很大的流動性，使其呈沸騰狀態(tài)燃燒，提高了低劣質(zhì)煤和煤矸石的燃燒效率，但被氣流帶出爐外的細(xì)小粉煤多，燃煤利用率低，同時增加了水膜除水器負(fù)擔(dān)和對管壁的磨損，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，為此，歐美等國和中國最新又研制了各種循環(huán)式的流化床沸騰燃煤的燃燒方法，它主要是在煙氣出口處增加一套回收氣流中未燃盡的煤粒的旋風(fēng)除塵器，將含碳量較高的煤粒多次循環(huán)送回到沸騰爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，使燃煤充分燃燒，雖然大大提高了低劣質(zhì)燃煤和煤矸石的燃燒效率，但其粉塵排放量增多，不僅對管壁的磨損和治理灰塵污染的成本增加，而且沸騰爐內(nèi)溫度只能達(dá)到850-950℃，減小了蒸氣出口壓力，否則，提高溫度就會使?fàn)t內(nèi)燃料結(jié)塊。
本申請人在2001年12月20日申請的一種型煤結(jié)合還原劑陶瓷煅燒方法(申請?zhí)枮?1131875.9)，是在當(dāng)燃燒爐內(nèi)溫度達(dá)到900℃時，向窯內(nèi)噴入以CO和H2為主的混合煤氣或半水煤氣，來調(diào)整爐內(nèi)壓力、氣氛和補(bǔ)充熱量來進(jìn)行燃燒的一種方法，而不是單純的作為燃料與型煤混合燃燒主法。
技術(shù)內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中單純使用燃煤直接燃燒所帶來的不利環(huán)保和節(jié)能、燃燒效率低的問題，特別是使用低劣質(zhì)煤和煤矸石燃燒存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種既適用層燃爐，又適用流化床沸騰爐的，具有節(jié)能、環(huán)保、固硫、降塵、燃燒效率高的型煤結(jié)合煤氣混合燃燒方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，所述型煤與煤氣混合燃燒方法可在層燃爐和流化沸騰爐中進(jìn)行，其混合燃燒方法是在層燃爐中，根據(jù)煤質(zhì)本身的含硫量、易燃性、結(jié)焦性和揮發(fā)份等不同情況，在燃煤中加入1-4％的助燃粘結(jié)劑及1％的輔助劑，將燃煤制成具有消煙、固硫的燃燒型煤，在爐排上進(jìn)行氧化焰或強(qiáng)氧化焰燃燒，用煤氣與空氣經(jīng)過有焰噴嘴混合調(diào)整為弱氧化焰或中性焰向爐膛中內(nèi)噴入，與爐排上的型煤燃燒火焰，在爐膛中混合燃燒，形成固態(tài)幅射結(jié)合氣態(tài)幅射的傳熱燃燒方式；在流化床沸騰爐中，根據(jù)煤質(zhì)本身粘結(jié)性能和含硫量在燃煤中加入1-4％的助燃粘結(jié)劑和0.1-1％的輔助劑，破碎制成φ8-φ12毫米的具有消煙、固硫的顆粒燃燒型煤，投入到爐床中沸騰燃燒，當(dāng)沸騰爐內(nèi)溫度達(dá)到850-950℃時，適當(dāng)調(diào)整溢流渣口的高度，使型煤充分燃燒，煤氣與空氣經(jīng)過有焰噴嘴混合調(diào)整為中性焰或弱還原焰，從浮懸段噴入爐中與從沸騰爐床中向上的型煤火苗混合燃燒，使懸浮段溫度達(dá)到1050-1200℃。
在層燃燒爐中，所述助燃粘結(jié)劑為本申請人發(fā)明的催燃劑(ZL93107353.7)和合成氨氣化助燃粘結(jié)劑(ZL93107352.9)，所述輔助劑為木屑或谷殼；在流化沸騰爐中，所述助燃粘結(jié)劑為本申請人發(fā)明的合成氨氣化助燃粘結(jié)劑(ZL93107352.9)，所述輔助劑為石灰。
本發(fā)明中所述的消煙、固硫燃燒型煤，根據(jù)各種不同的層燃式鍋爐和窯爐，來確定型煤的尺寸，鏈條爐中≤φ20毫米，一般手燒爐為≤φ40毫米，摻入1％的谷殼或木屑主要起改善著火性能和燃燒造孔，以及堿性固硫及破焦作用。由于型煤具有一定的冷熱強(qiáng)度，燃燒時不容被風(fēng)帶走，起到了降塵作用。由于助燃粘結(jié)劑、催燃劑和輔助劑的作用，提高了燃燒活性和具有較強(qiáng)的固硫作用，使SO2固定在爐渣中排出，型煤還適當(dāng)控制了揮發(fā)份的泄放速度，讓其在爐膛中充分燃燒，降低了黑煙排放濃度。向爐膛中噴入的中性焰和弱氧化焰煤氣火苗，解決了由于型煤火苗縮短的造成爐膛溫度低的問題，并在爐膛中起搗動的作用，提高了爐膛溫度，改善了著火條件和充分燃燒，提高了熱效率。
本發(fā)明的煤氣是指礦井瓦斯、高爐煤氣、混合煤氣、水煤氣、半水煤氣、天然氣、焦?fàn)t煤氣等可燃?xì)怏w，在沒有礦井瓦斯、高爐煤氣、天然氣和焦?fàn)t煤氣的地區(qū)，可采用合成氨氣化助燃粘結(jié)劑制成型煤，生產(chǎn)混合煤氣或半水煤氣，采用鍋爐蒸氣尾氣造氣。
流化沸騰爐燃燒的突出優(yōu)點是能夠燃燒，包括石煤、煤矸石、油頁巖、褐煤、劣質(zhì)無煙煤等，料床溫度一般燒無煙煤時約為950℃-1050℃，褐煤和煙煤約為850℃-950℃，這種低溫煅燒有利于固硫和減輕NOX等有害氣體的污染。而且是由于采用高灰分的劣質(zhì)煤和寬篩分的配料，吹風(fēng)中的飛灰損失達(dá)到40％左右，煙氣中粉塵量對環(huán)境影響大，采用型煤后，使飛灰降為5％以下，取得降塵節(jié)能的效果。但是由于可燃飛灰的減少，使浮懸段上部的溫度降低，蒸氣不能取得增壓作用。本發(fā)明將浮懸段溫度提高到1050℃-1200℃，沸騰床溫度仍然保持在850℃-950℃，它不僅可以使飛灰得再次充分燃燒的機(jī)會，降低飛灰的殘?zhí)苛浚覍腋《蔚乃浔诠墚a(chǎn)生高溫幅射，使蒸氣增壓，將原流化床沸騰爐的發(fā)電效益從40-42％提高到80％以上。達(dá)到環(huán)保、節(jié)能，提高燃燒效益和提高鍋爐出氣壓力。解決了對流化沸騰爐的增壓問題。型煤中添加0.1-1％的石灰，它與煤中的硫在燃燒時屬于接觸反應(yīng)，比目前在沸騰爐床加入石灰石和白云石在煙氣中的隔離反應(yīng)的固硫效果明顯提高，并且更有利提高低溫煅燒的灰渣活性，是良好的建材。
本發(fā)明用于層燃爐鏈條式中的粘結(jié)劑，還可采用造紙黑液或苧麻退漿黑液等含有木質(zhì)素的工業(yè)廢水，摻入本合成氨氣化助燃粘結(jié)劑中，調(diào)制成4∶1的漿狀粘結(jié)劑液體，它可在灰熔點較高的原煤中使用。
本發(fā)明所述的型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法，充分利用豐富的煤炭資源，是一項采用潔凈煤技術(shù)結(jié)合清潔燃燒的新的混合燃燒方法，它具有節(jié)能、環(huán)保、燃燒效率高的特點。
具體實施例方式
實施例1在35噸煤矸石流化沸騰發(fā)電鍋爐中進(jìn)行
1、將1％合成氨氣化助燃粘結(jié)劑和0.5％石灰均勻摻入到發(fā)熱量為1629大卡/公斤的煤矸石中，粉碎制成φ8MM，長15-20毫米的園柱型煤，2、將2％的合成氨氣化助燃粘結(jié)劑摻入無煙煤中制成φ20mm的煤棒，在φ1.2m混合煤氣爐中，生產(chǎn)出發(fā)熱量為1200大卡/Nm3的混合煤氣，3、當(dāng)沸騰爐內(nèi)沸騰床溫度達(dá)到850-950℃時，用上述混合煤氣和空氣經(jīng)過有焰噴嘴調(diào)整為中性焰或弱還原焰，從懸浮段噴入爐內(nèi)，與向上的型煤火焰混合燃燒，使懸浮段溫度達(dá)到1050-1200℃。
4、實施效果如下

說明1、本發(fā)明用煤量包括制作混合煤氣的煤量，2、-30.8表示每度電降低標(biāo)煤30.8％，3、75.57表示二氧化硫降低75.57％。
實施例2在4噸層燃復(fù)式鏈條爐中進(jìn)行1、用1.5％合成氨氣化助燃粘結(jié)劑和催燃劑，1％谷殼均勻摻入到發(fā)熱量為2800大卡，揮發(fā)份為16％的劣質(zhì)煤中，經(jīng)用輥機(jī)壓制成直徑為20mm的小球，2、煤氣采用2400大卡的半水煤氣，由化肥廠直接造氣供給，3、將上述半水煤氣與空氣經(jīng)過有焰噴嘴混合調(diào)整為弱氧化焰或中性焰向爐膛中內(nèi)噴入，與爐排上的型煤燃燒火焰，在爐膛中混合燃燒，4、實施效果如下

權(quán)利要求
1.一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法，在各種層燃爐和流化沸騰滬中使用，其特征是在燃煤中摻入助燃粘結(jié)劑和輔助劑，制成固硫型煤，在層燃爐爐排上采用氧化焰燃燒，將煤氣與空氣混合調(diào)整為中性焰或弱氧化焰向爐膛中噴入，與爐內(nèi)高溫?zé)煔饣旌先紵换驅(qū)⒐塘蛐兔涸诹骰序v爐床上沸騰燃燒溫度達(dá)850-950℃，將煤氣與空氣混合調(diào)整為中性焰或弱還原焰向沸騰床內(nèi)的懸浮段噴入，與爐內(nèi)高溫?zé)煔饣旌先紵?，使沸騰爐內(nèi)的懸浮段溫度達(dá)到1050-1200℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法，其特征是所述助燃粘結(jié)劑為催燃劑和/或合成氨化助燃粘結(jié)劑，其加入量為1-4％；所述輔助劑為石灰、木屑或谷殼，其加入量石灰為0.1-1％，木屑或谷殼為1％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法，其特征是所述煤氣是混合煤氣、半水煤氣、也可以是水煤氣、天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣或礦井瓦斯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種型煤結(jié)合煤氣的混合燃燒方法，它是將潔凈煤技術(shù)和清潔燃燒技術(shù)相結(jié)合的一種新型煤炭混合燃燒方法，在現(xiàn)有燃煤的層燃爐和流化沸騰爐中進(jìn)行燃燒，采用在燃煤中加入助燃粘結(jié)劑和輔助劑制成消煙、固硫、除塵的型煤，在燃燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化焰燃燒，同時向爐膛內(nèi)噴入煤氣，與高溫?zé)煔膺M(jìn)行混合燃燒，提高了溫度和蒸氣壓力，不僅可提高燃煤，特別是低劣質(zhì)煤等的燃燒熱效率，而且可大大降低煙塵和有害氣體的排放，減少環(huán)境污染，確保人身健康，因而這種燃燒方法具有節(jié)能、環(huán)保和燃燒效率高的特點。
文檔編號C10L3/00GK1773169SQ200510031898
公開日2006年5月17日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者羅海甦, 鄧亮明 申請人:羅海甦