專利名稱：具有廢氣再循環(huán)的用于氧氣燃燒鍋爐的旋風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及燃燒爐領(lǐng)域，并具體涉及產(chǎn)生減少的NOx排放的新型的 實用旋風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
從20世紀50年代早期開始，旋風(fēng)爐已經(jīng)用作燃燒煤的有效方法。它們還 可用于較小的鍋爐，因為高達90%的灰被敲打出爐底，而可采用較小的對流 通道而不會在傳熱表面形成爐渣。但是，隨著現(xiàn)今環(huán)境下對NOx排放限制得 越來越嚴格，旋風(fēng)爐由于它們大量產(chǎn)生NOx而不再是燃燒煤的理想方法。
可在Babock & Wilcox ( —個McDermott公司)發(fā)表的STEAM-ITS GENERATION AND USE (蒸汽-它的產(chǎn)生和使用)第40期第14章中得到關(guān) 于旋風(fēng)爐的構(gòu)造和操作的更多信息。.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋風(fēng)爐方法和裝置，它可減小NOx排放且同時保 留旋風(fēng)爐的許多優(yōu)點。
正在研究中的一種通過使二氧化碳富集而便于碳分離(sequester)的新技 術(shù)用注入再循環(huán)的廢氣的氧氣替代空氣來燃燒鍋爐。富含C02的氣流是有利 的，因為它更便于分離。氧氣燃燒的鍋爐的另外優(yōu)點是還產(chǎn)生很低的NOx排 放，因為在再循環(huán)廢氣中不再含有空氣燃燒通常會引入的氮氣。但是，伴隨再 循環(huán)廢氣中高濃度二氧化碳的還有高濃度的水分。因為這兩個濃度，用粉煤燃 燒方法實現(xiàn)煤的完全燃燒變得很成問題。
本發(fā)明在新型鍋爐中使用旋風(fēng)燃燒器，它通過再循環(huán)廢氣來利用氧氣燃燒， 以實現(xiàn)富集二氧化碳的目的。這種組合利用旋風(fēng)爐的燃燒效率來克服再循環(huán)廢 氣中內(nèi)在的高水分含量問題并消除了空氣燃燒的旋風(fēng)爐產(chǎn)生的高NOx水平。
另外的優(yōu)點是1)產(chǎn)生的飛灰少，允許更高的對流通道速度，從而可采用更 近間隔的對流通道設(shè)計和較小的鍋爐；以及2)可消除粉碎器，因為僅需要碎 煤，可減小輔助用電，有助于補償產(chǎn)生氧氣所需電能消耗。
因而，本發(fā)明的目的是提供一種旋風(fēng)爐，它包括旋風(fēng)燃燒器，具有旋風(fēng) 桶，該旋風(fēng)桶具有再進入喉部；主爐，連接到再進入喉部以將燃燒產(chǎn)物從再進 入喉部傳送(pass)到主爐并沿著主爐傳送，該燃燒產(chǎn)物包括富含二氧化碳的 廢氣；碎固體燃料供應(yīng)裝置，連接到旋風(fēng)桶用于向旋風(fēng)燃燒器供應(yīng)燃料；氧氣 供應(yīng)裝置，連接到旋風(fēng)桶用于向旋風(fēng)燃燒器供應(yīng)基本上不含氮氣的氧氣；以及 用于使至少一些廢氣從主爐再循環(huán)到旋風(fēng)桶的裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種操作旋風(fēng)爐的方法，該旋風(fēng)爐具有旋風(fēng)燃燒 器，旋風(fēng)燃燒器具有旋風(fēng)桶和再進入喉部，該旋風(fēng)爐還具有連接到再進入喉部 的主爐，該方法包括向旋風(fēng)桶供應(yīng)碎固體燃料；向旋風(fēng)桶供應(yīng)基本上不含氮 氣的氧氣；在旋風(fēng)燃燒器中點燃氧氣和碎燃料以形成燃燒產(chǎn)物，該燃燒產(chǎn)物被 傳送到主爐并沿著主爐傳送，該燃燒產(chǎn)物包括富含二氧化碳的廢氣；以及使至 少一些廢氣從主爐再循環(huán)到旋風(fēng)桶。
表現(xiàn)本發(fā)明特性的各新穎的特征在所附的并形成本公開文本的一部分的權(quán) 利要求書中具體指出。為了更好地理解本發(fā)明、其操作優(yōu)點和通過其使用可實 現(xiàn)的具體目標，請參考示出了本發(fā)明的較佳實施例附圖和描述內(nèi)容。


在附圖中
圖1是附圖中僅有的圖，且為根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)爐的示意性側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參照附圖，圖1示出了總體用標號io表示的旋風(fēng)爐，旋風(fēng)爐10具有總 體用12表示的旋風(fēng)燃燒器，旋風(fēng)燃燒器12具有大致圓筒形旋風(fēng)桶14，旋風(fēng) 桶14具有出口或再進入喉部16，用于排放已在旋風(fēng)爐中產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物，如 本公開文本稍后將解釋的那樣。喉部16連接于主爐18的下端，方向向上的箭 頭表示包括富含二氧化碳的廢氣的燃燒產(chǎn)物。
來自這些熱燃燒產(chǎn)物的熱量較佳地由鍋爐環(huán)境中的包含水和/或蒸汽的管 道帶走，且在那里熱量用于其它目的。
碎煤而不是粉煤存儲在煤料倉20中，且使用已知設(shè)備沿燃料供應(yīng)管線22 將煤供應(yīng)到徑向燃燒器24頂部的碎煤入口 。通過供應(yīng)裝置26將主級和三級廢 氣供應(yīng)到燃燒器24，同時沿切線方向?qū)⒅骷墢U氣通過主級廢氣供應(yīng)裝置28供 應(yīng)到旋風(fēng)桶14。
根據(jù)本發(fā)明，主級、次級和三級廢氣供應(yīng)的一個或多個，不是向旋風(fēng)爐供 應(yīng)空氣，而是供應(yīng)基本上無氮的氧氣，不過不需要純氧。
然后該富含氧氣的廢氣與碎煤混合，并被主油或氣體燃燒器以已知方式點 燃以在桶14內(nèi)產(chǎn)生漩渦線表示的燃燒產(chǎn)物的漩渦物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的顯著特征，至少一些富含二氧化碳的廢氣沿著再循環(huán)管線30 循環(huán)或再循環(huán)返回到旋風(fēng)爐。獨立地或作為主級、次級或三級廢氣流或混合在 這些氣流中的氧氣中任何一種的一部分來供應(yīng)再循環(huán)廢氣。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過使用富含氧氣的廢氣代替空氣并通過使富含二氧化碳的廢氣 再循環(huán)，來減少氮氣或消除氮氣的存在，可保持旋風(fēng)爐的效率同時NOx排放 顯著減少。
在廢氣返回到旋風(fēng)爐之前可設(shè)置由箱體32表示的各種氣體凈化機構(gòu)，它只
不過過濾出較大的微?；蚩梢允歉_的滌氣和過濾過程。
盡管碎煤對本發(fā)明來說是較佳燃料，但也可使用其它碎固體燃料。
本發(fā)明優(yōu)于常規(guī)粉煤燃燒的優(yōu)點包括
1. 即使在再循環(huán)廢氣中二氧化碳和水分的濃度高時也獲得高的煤燃燒效 率。
2. 廢氣中飛塵排放低，允許使用較小的微粒去移設(shè)備。
3. 廢氣中飛塵排放低，允許采用較高的對流通道速度并因此可采用較小的 鍋爐。
4. 因為旋風(fēng)爐使用碎煤，不需要昂貴的粉碎器，節(jié)省了資金成本并消除了 顯著的輔助用電。
盡管詳細示出和描述了本發(fā)明的具體實施例以說明本發(fā)明的原理的應(yīng)用， 但應(yīng)當理解，本發(fā)明還可在不偏離這種原理的情況下以其它方式體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種旋風(fēng)爐，包括旋風(fēng)燃燒器，具有旋風(fēng)桶，所述旋風(fēng)桶具有再進入喉部；主爐，連接到所述再進入喉部以將燃燒產(chǎn)物從所述再進入喉部傳送到所述主爐并沿所述主爐傳送，所述燃燒產(chǎn)物包括富含二氧化碳的廢氣；碎固體燃料供應(yīng)裝置，連接到所述旋風(fēng)桶用于向所述旋風(fēng)燃燒器供應(yīng)燃料；氧氣供應(yīng)裝置，連接到所述旋風(fēng)桶用于向所述旋風(fēng)燃燒器供應(yīng)基本上不含氮氣的氧氣；以及用于使至少一些所述廢氣從所述主爐再循環(huán)到所述旋風(fēng)桶的裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)爐，其特征在于，包括用于向所述旋風(fēng)爐供應(yīng) 主級、次級和三級廢氣的裝置，所述主級、次級和三級廢氣供應(yīng)裝置中的至少 一個形成所述氧氣供應(yīng)裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)爐，其特征在于，所述碎固體燃料供應(yīng)裝置包 括用于向所述旋風(fēng)爐供應(yīng)碎煤的裝置。
4. 一種操作旋風(fēng)爐的方法，所述旋風(fēng)爐具有旋風(fēng)燃燒器，所述旋風(fēng)燃燒器 具有旋風(fēng)桶和再進入喉部，所述旋風(fēng)爐還具有連接到所述再進入喉部的主爐， 所述方法包括向所述旋風(fēng)桶供應(yīng)碎固體燃料； 向所述旋風(fēng)桶供應(yīng)基本上不含氮氣的氧氣；在所述旋風(fēng)燃燒器中點燃所述氧氣和碎燃料以形成燃燒產(chǎn)物，所述燃燒產(chǎn) 物被傳送到所述主爐并沿所述主爐傳送，所述燃燒產(chǎn)物包括富含二氧化碳的廢 氣；以及 _使至少一些所述廢氣從所述主爐再循環(huán)到所述旋風(fēng)桶。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，包括向所述旋風(fēng)爐供應(yīng)主級、 次級和三級廢氣，所述主級、次級和三級廢氣中的至少一種富含氧氣。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，包括供應(yīng)碎煤作為所述碎固體 燃料。
全文摘要
一種旋風(fēng)爐和使用旋風(fēng)燃燒器的方法，所述旋風(fēng)爐具有旋風(fēng)桶，旋風(fēng)桶具有連接到主爐的再進入喉部，用于傳送包括富含二氧化碳的廢氣的燃燒產(chǎn)物。將碎煤和氧氣供應(yīng)到旋風(fēng)燃燒器，且來自主爐的至少一些廢氣再循環(huán)到旋風(fēng)桶。
文檔編號F23D1/00GK101189474SQ200680014739
公開日2008年5月28日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者D·J·德沃爾特, D·K·麥克唐納德 申請人:巴布考克及威爾考克斯公司