加入收藏|在线留言|联系我们|网站地图您好,河北约翰节能设备科技有限公司欢迎您!

河北约翰节能设备科技有限公司

约翰节能高温气化锅炉,超净排放高温气化分级燃烧技术

全国咨询热线:0319-5650000

大家都在搜:约翰节能兰炭锅炉厂家燃煤炉改造厂家垃圾焚烧炉厂家兰炭锅炉品牌生物质锅炉厂家

当前位置: 首页 » 核心技术

高温气化分级燃烧技术

一、高温气化分级燃烧技术能做什么?

生物质(煤)的高温气化分级燃烧技术(HTGC)


01 氮氧化合物(NOx)排放浓度<50mg/m³(用户无需再加装设备)。

02 燃料适应性强,可实现生物质燃料、煤兰炭、固废垃圾、污泥等的独立燃烧,也可实现多种燃料耦合燃烧。

03 有效解决二噁英合成问题,二噁英类<0.1ng TEQ/m³ 。

04 较直燃方式节能10-20%。

05 有效解决结焦、飞灰粘结问题。



二、高温气化低氮分级燃烧原理


高温气化燃烧设备分为两部分,一部分是气化室,一部分是燃烧室(也可称为还原室)。气化室利用燃料燃烧产生800℃左右的温度场后,然后逐渐把燃料送入气化室,燃料会在合适的温度场内进行裂解气化。

此时产生的可燃气体,随着部分燃料完全燃烧产生的火焰进入燃烧室,燃烧室为绝热燃烧室,有足够的保温性,减少散热损失。当部分燃料充分燃烧产生的高温火焰,随可燃气体进入燃烧室,可燃气体借助高温火焰,在燃烧室混合燃烧,温度会逐渐增到900-1100℃,这时高温气化分级燃烧开始发生。

逐步开启鼓引风,来保证气化燃烧的有效持续进行,输出热能进行做功。


高温气化锅炉燃烧原理


可燃气体在燃烧室内燃烧,此时的温度场为900-1100℃,当温度场≥800℃,大大超过了可燃气体的着火点,只要遇到氧气,就会发生剧烈的化学反应,着火、燃烧的稳定性极好。当温度场≥900℃,即使含氧量在5%,仍可获得稳定的燃烧火焰。

此时,由于可燃气体与氧的燃烧反应活化能,远低于氧原子与氮气的反应活化能,所以可燃气体首先与氧气发生燃烧反应,当氧有剩余时,才能与氮原子发生反应,生成NOx。足够的温度和燃烧空间扩展了火焰燃烧区域,燃烧还原室(二燃室)不出现炽热点,而且温度分布均匀,从而大幅降低NOx的生成,实现低氮排放。

因炉排采用水冷炉排TFWG ( Tilt fixed water-cooled grate ),炉床温度很低,低炉床温度也会降低NOx的生成。

721c71b4c0ba46f0bca0807d28cc12b4_2 

三、高温气化分级燃烧设备结构设计


高温气化分级燃烧设备,设有气化室和燃烧还原室(二燃室)两部分。在气化室内燃料气化后,可燃气体伴随着气化室的高温火焰,进入燃烧还原室(二燃室)进行充分混合燃烧,产生的高温输出用来做功。

高温气化分级燃烧设备结构设计

气化室采用倾斜固定水冷气化床TFWG ( Tilt fixed water-cooled grate ),并设有倾斜钢制瓦片出风口;气化床分N段独立供风。气化床下各分段的独立风室内部,都设有均布风板,单个独立风室两侧各装一台同功率风机,用一拖二的变频器,同步控制两台风机。调节每个变频器用来控制气化床各段的给风量,这样可根据需要,精确调节各分段段送风量。(在燃烧三要素中,有效控制了氧气计给量)

气化床上部砌筑绝热气化室(在燃烧三要素中,有效控制了温度场),用于恒定气化室的温度,确保气化过程稳定进行。

倾斜固定水冷气化床

燃料由前部液压送料系统送入。启炉,待加热到800℃左右时,再利用液压送料机构,将物料慢慢送入气化室,燃料在高温下快速裂解气化,并伴有部分燃烧产生,气化燃烧产生的高温一部分用来维持气化室的高温,以保证高温热解气化燃烧反应的连续进行;另一部分气化后未完全燃烧的可燃气体,进入燃烧还原室(二燃室),再次进行充分混合燃烧。

高温气化分级燃烧设备结构设计

燃烧还原室(二燃室)设计足够的的可燃气体燃烧反应空间,合理设置挡火墙,用来改变烟气流向,增加飞灰的碰壁次数,使大颗粒飞灰落入燃烧室底部,从排灰口排出,减少飞灰进入换热系统;加长烟气流程,避免局部产生炽热点,温度分布均匀,从而大幅降低NOx的生成。

燃烧还原室(二燃室)产生的高温烟气经出火口进入换热系统换热。

高温气化分级燃烧设备

四、关于低排放的原理

1、NOx的低排放原理


当温度场≥800℃,大大超过了可燃气体的着火点,只要遇到氧气,就会发生剧烈的化学反应。着火、燃烧的稳定性极好。当温度场≥900℃,即使含氧量在5%,仍可获得稳定的燃烧火焰。

在燃烧还原室(二燃室),由于不再注入氧气,二燃室的氧气主要来自气化室气化未用尽的氧气,气化室的氧气含量为11-15%。在足够空间的燃烧还原室(二燃室)内,借助气化室来的高温,让从气化室来的可燃气体迅速燃烧。由于燃烧还原室(二燃室)的温度在800-1100℃,即使氧气含量很低(5-9%),也可使从气化室来的可燃气体迅速充分燃烧。

此时,由于可燃气体与氧的燃烧反应活化能,远低于氧原子与氮气的反应活化能,所以可燃气体首先与氧气发生燃烧反应,当氧有剩余时,才能与氮原子发生反应,生成NOx。足够的温度和燃烧空间扩展了火焰燃烧区域,燃烧还原室(二燃室)不出现炽热点,而且温度分布均匀,从而大幅降低NOx的生成,实现低氮排放。

因炉排采用水冷炉排TFWG ( Tilt fixed water-cooled grate ),炉床温度很低,低炉床温度也会降低NOx的生成。

2、SO2的低排放原理

同上原理,燃料为含硫燃料时,可燃气体优先与氧气发生燃烧反应,当氧有剩余时,才能与硫发生反应,生成SO2,同样也会降低SO2的生成,从而实现原始低硫排放。

3、二噁英的低排放原理

设备运行时,燃烧室内的温度,在800-1100℃。设计足够大的燃烧室,有效降低了烟气的流速,并预设n段挡火墙,使烟气在此高温环境中,停留时间>2S,合理设计换热器,使排烟温度不低于500℃,有效遏制二噁英等有害物质的合成。

4、颗粒物的低排放原理


颗粒物是燃料中的不可燃烧组分、燃料中有机组分的杂原子,以及未燃尽的含碳颗粒。

燃烧过程中,颗粒物随烟气流向流动,当烟气进入二燃室后,在二燃室进行切圆燃烧、扰动燃烧,并设置多处挡灰墙,在改变烟气流向的同时,增加颗粒物的碰壁次数,下落到预设的出灰口,防止颗粒物随烟气流向进入换热部分,大大降低了颗粒物的排放。

5、飞灰粘结的处理原理


燃料在燃烧过程中,产生的燃料油滴在被充分氧化之前,与炽热壁面接触,发生液相裂化和高温分解,容易出现结焦。飞灰和油滴的混合物与换热管壁接触,会降低换热管束的换热效率。

当混合气体进入二燃室,由于二燃室较高的温度场和足够容积的燃烧仓,会让燃料油滴充分氧化燃烧,使飞灰不再携带燃料油滴,从而避免粘附在换热管壁。