低氮氧化物排放煤粉解耦燃烧器及煤粉解耦燃烧方法

摘要

本发明涉及一种低氮氧化物排放的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法，其通过两个阶段进行：a)第一阶段，首先将煤粉和空气的混合气流在本发明的煤粉解耦燃烧器中分离为浓、淡两部分，浓粉气流首先着火，随后进入炉膛与淡粉气流混合燃烧。该阶段的煤粉在还原性气氛下发生热解、气化和煤气燃烧，挥发份充分析出，利用热解和气化产物将燃料型NOx转化为更为稳定的N2；b)第二阶段，上述混合气流在炉膛内与二次风混合，在富氧和不足以产生热力型NOx的高温条件下，使第一阶段产生的煤粉半焦充分燃尽；可实现煤粉浓缩、稳燃和低氮氧化物排放的一体化设计，设备结构紧凑，煤粉浓缩效果好，稳燃能力强，抑制NOx生成的潜力大。

主权项

一种低氮氧化物排放的煤粉解耦燃烧器，其由燃烧器主体和连通于所述燃烧器主体前端口的燃烧器喷口组成；所述的燃烧器喷口由喷口外壳体(1)、二级变截面管(6)、一级变截面管(7)、左侧边风围板(8)、右侧边风围板(11)、内左筋板(9)、内右筋板(10)、上集粉分流稳焰器(2)和下集粉分流稳焰器(3)组成；所述二级变截面管(6)和所述一级变截面管(7)依次紧固地连接于所述喷口外壳体(1)前端口；沿由前向后的气流方向，所述一级变截面管(7)和二级变截面管(6)均为截面形状连续变化的变截面管；所述二级变截面管(6)的左右两侧面相对地向外倾斜；所述一级变截面管(7)的左右两侧面相对地向内倾斜，所述一级变截面管(7)的上下两侧面相对地向外倾斜；所述一级变截面管(7)与所述二级变截面管(6)相连接处截面尺寸相同并紧固连接；所述左侧边风围板(8)和所述右侧边风围板(11)分别位于所述喷口外壳体(1)之外的左右两侧；所述左侧边风围板(8)与所述喷口外壳体(1)左侧面外侧相连并围成前后贯通的左侧边风道(f1)；所述右侧边风围板(11)与所述喷口外壳体(1)右侧面外侧相连并围成前后贯通的右侧边风道(f2)；所述左外侧通道(f1)之内与右外侧通道(f2)之内分别设有垂向放置的左侧边风调节挡板(4)和右侧边风调节挡板(5)；所述左内筋板(9)和所述右内筋板(10)分别位于所述喷口外壳体(1)之内的左右两侧；所述左内筋板(9)与所述喷口外壳体(1)左侧面内侧相连并围成前后贯通的左淡粉通道(g1)；所述右内筋板(10)与所述喷口外壳体(1)右侧面内侧相连并围成前后贯通的右淡粉通道(g2)；所述左内筋板(9)后端和右内筋板(10)后端均位于所述喷口外壳体(1)后端面之前方；所述的上集粉分流稳焰器(2)和所述的下集粉分流稳焰器(3)分别位于所述喷口外壳体(1)之内的上下两侧及所述左内筋板(9)与右内筋板(10)之间；所述上集粉分流稳焰器2为横截面由上至下逐渐缩小的台阶状结构；所述下集粉分流稳焰器(3)为横截面由下至上逐渐缩小的台阶状结构，两台阶状结构的小截面顶面相对并留有空间；所述上集粉分流稳焰器(2)上端两侧分别与所述左内筋板(9)上端及右内筋板(10)上端固定相连；所述下集粉分流稳焰器(3)下端两侧分别与所述左内筋板(9)下端及右内筋板(10)下端固定相连；所述上集粉分流稳焰器(2)前端和所 述下集粉分流稳焰器(3)前端分别延伸至所述二级变截面管(6)与一级变截面管(7)交界处；所述上集粉分流稳焰器(2)上侧面与所述喷口外壳体(1)上侧面内侧、所述喷口外壳体(1)左侧面内侧上端侧面及右侧面内侧上端侧面合围成前后贯通的上淡粉通道(a1)；所述下集粉分流稳焰器(2)下侧面与所述喷口外壳体(1)下侧面内侧、左侧面内侧下端侧面及右侧面内侧下端侧面合围成前后贯通的下淡粉通道(a2)；所述上集粉分流稳焰器(2)后端和下集粉分流稳焰器(3)后端均与所述左内筋板(9)后端面和右内筋板(10)后端面齐平；台阶状结构的所述上集粉分流稳焰器(2)和台阶状结构的所述下集粉分流稳焰器(3)之间留有中间空间；该中间空间位于一级变截面管(7)内的部分为一级分流区(e)；该中间空间位于二级变截面管(6)内的部分为前集粉室(b1)；该中间空间的其余部分为后集粉室(b2)；集粉室(b2)左侧由左内筋板(9)与左淡粉通道(g1)隔开，集粉室(b2)右侧由右内筋板(10)与右淡粉通道(g2)隔开；所述二级变截面管(6)、所述上集粉分流稳焰器(2)左侧面与下集粉分流稳焰器(3)左侧面围成的空间为左二级分流区(h1)；所述二级变截面管(6)、所述上集粉分流稳焰器(2)右侧面与下集粉分流稳焰器(3)右侧面围成的空间为右二级分流区(h2)；左二级分流区(h1)上面和右二级分流区(h2)上面均与上淡粉通道(a1)相连通，左二级分流区(h1)下面和右二级分流区(h2)下面均与下淡粉通道(a2)相连通；左二级分流区(h1)右内侧和右二级分流区(h2)左内侧分别与集粉室(b1)相连通；左二级分流区(h1)后面与左淡粉通道(g1)相连通，右二级分流区(h2)后面与右淡粉通道(g2)相连通；所述喷口外壳体(1)后部围成空间内的上集粉分流稳焰器(2)后端的空间为上烟气回流区(c1)；所述喷口外壳体(1)后部围成空间内的下集粉分流稳焰器(3)后端的空间为下烟气回流区(c2)；所述上烟气回流区(c1)和所述下烟气回流区(c2)之间的空间为浓粉气流区(d)；所述喷口外壳体(1)后部围成空间内的其它空间为上淡粉通道(a1)、下淡粉通道(a2)、左淡粉通道(g1)和右淡粉通道(g2)的淡粉流出的淡粉气流区；所述上烟气回流区(c1)和下烟气回流区(c2)前部以及浓粉气流区(d)的左侧由左内筋板(9)与左淡粉通道(g1)隔开，右侧由右内筋板(10)与右淡粉通道(g2)隔开。上烟气回流区(c1)前部的上侧通过上集粉分流稳焰器(2)与上淡粉通道(a1)相隔开；下烟气回流区(c2)前部的下侧通过下 集粉分流稳焰器(3)与下淡粉通道(a2)相隔开。