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电站锅炉煤粉多相动态催化燃烧技术方法

电站锅炉煤粉多相动态催化燃烧技术方法

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参数
  对燃煤电站锅炉的热效率、成本、工作可靠程度及环保的先进指标的不懈追求推进着燃烧技术的不断进步,从适应锅炉煤质要求的动力配煤技术,到优化风粉射流的直流和旋流燃烧器,以及浓淡分级燃烧、低NOX煤粉燃烧及循环流化床燃烧技术等,这些燃烧技术研究和开发应用的物理方法方面的先进技术,有效地提高了煤粉的燃烧效率,提高了锅炉的用煤效率,最大限度地满足了环保要求。为更有效地利用劣质煤,或更充分地利用当地现有的煤炭资源,或应对市场供应煤质的波动,需要进一步提高锅炉煤粉燃烧速度及燃尽率、更快速有效调整稳定炉内煤粉燃烧与火焰温度的新技术。
  20世纪70年代开始的燃烧技术研究的化学方法----催化燃烧技术已显露出广泛发展前景,现已在民用燃具及尾气处理(车辆配置的三元催化燃烧器)等方面应用普及。事实上,燃烧就是指燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应,电厂锅炉的主要燃料是煤,并以空气作燃料的氧化剂。锅炉内燃烧化学反应就是煤的氧化反应,化学反应速度取决于煤粉性质及氧的浓度和炉内压力、温度以及是否存在催化反应或连锁反应。反应速度决定了煤粉燃烧过程的好坏,即决定了煤粉的燃烧效率,直接影响到锅炉的热效率和炉况的稳定性。
  我司成功开发的“煤粉燃烧用催化剂(清洁燃烧催化促进剂)及煤粉多相动态催化氧化燃烧方法”(国际专利号:PCT/CN2010/075248,美国专利号:US13/808,402),“煤粉多相动态催化(氧化)燃烧技术方法”(专利号:ZL200910212076.X),“煤粉燃烧用催化剂 (清洁燃烧催化促进剂)”(产品标准号:Q/AEGJ 001-2013 ),为解决电站锅炉煤粉的燃烧速度和燃尽率问题提供了新的技术措施,增加了新的有效调剂技术手段。电站锅炉煤粉多相动态催化(氧化)燃烧技术不能开辟新的热源,不能增加煤的热值,但可提高煤粉的燃烧效率,提高锅炉的热效率和工作可靠程度。
  电站锅炉煤粉多相动态催化(氧化)燃烧技术的采用不改变现有工艺,是借助现有工艺设施,仅增加节能催化剂加料计量装置,建立起以煤粒为催化剂载体的催化氧化物料体系,其基本功能是加速煤粉的氧化燃烧速度,一则有效提高煤粉的燃尽率,减少固体不完全燃烧热损失和气体不完全燃烧热损失而节煤,尤其是当炉温低于900℃时仍可催化CO的燃烧降低化学不完全燃烧热损失;二则提高火焰温度增强热辐射强度(热辐射强度为温度的四次方关系),进而有效提高锅炉热效率而节能。其次是降低NOx和SO2的排放。火焰催化氧化燃烧代替原来的火焰燃烧,抑制了高温热合成NOx和瞬间NOx的生成,同时,复配的功能性催化离子选择性地催化燃料产生的NOx还原成N2。在火焰催化氧化燃烧中,硫氧化合物经扩散碰撞反应与煤灰中的部分催化剂离子及Al2O3、CaO结合,大部分生成高温稳定的硫化物、硫酸盐及硫铝酸钙而脱硫。与煤粉多相动态催化氧化燃烧技术方法配套的煤粉燃烧用催化剂(清洁燃烧催化促进剂)可视煤种类、灰份、工业分析、全硫含量与燃烧炉结构工艺参数及使用要求配料,催化剂用量一般为煤量的0.3‰~3‰,可视煤质及锅炉工况随时调整用量。
 
技术优势
  1. 新技术能与各类燃煤锅炉现有技术措施相融合,开发应用工艺简单,投资很小,仅需增加催化剂添加计量泵系统。
  2. 可利用现有煤粉制备或煤粉输送系统建立起以煤粒为催化剂载体的催化氧化物料体系。
  3. 可视煤质及锅炉工况调整催化剂浓度(用量),通过调整催化剂浓度即可快速调整煤粉燃烧速度,应用调整简单。
  4. 可有效提高煤粉燃烧速度及燃尽率,一则提高煤粉燃烧效率减少不完全燃烧热损失而节煤;二则有效提高火焰温度增大辐射传热强度,进而提高锅炉热效率而节煤。
  5. 便于有效利用劣质煤或就近煤源,便于应对市场供应煤质波动,利于稳定炉况,提高锅炉工作的可靠程度。
 
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