專利名稱：由褐煤獲取能量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前敘部分的技術(shù)特征由褐煤獲取能量的方法。
一種這樣的方法作為隨后在干褐煤沸騰床上氣化的前段是已公知的(BWK41(1989)231-243頁)。由于干燥使用低溫能級(jí)熱，按能量利用觀點(diǎn)這種干燥方法是有益的。但另一方面干燥設(shè)備是昂貴的，并且褐煤顆粒度相對地比較大直至6mm。一種如此粗的煤很難完全燃燒，同時(shí)這種粗粒容易附帶生成NOx。
另外已公知水含量低于65％的原褐煤在磨碎過程中，例如在鼓風(fēng)磨碎機(jī)或鼓風(fēng)錘式磨碎機(jī)中，進(jìn)行干燥。同時(shí)磨碎機(jī)由連接的爐膛抽入溫度約為900℃的熱煙氣。這種磨碎干燥的方法可提供一種適于燃燒的細(xì)粒磨碎煤，此外為了傳熱，在燃燒室和輻射區(qū)中有大量足夠的循環(huán)氣可供使用，然而這種干燥方法使用高溫能級(jí)的熱，因此設(shè)備的熱效率降低。另外已知爐子的燃燒室安裝有多個(gè)磨碎機(jī)，其中每一臺(tái)磨碎機(jī)供一組噴火咀以燃料。因出于備用的原因至少總有一臺(tái)磨碎機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，因此一個(gè)水平的所有噴火咀總不能全都供燃料，所以每層噴火咀面的供料是不均勻的。
本發(fā)明的任務(wù)是完成一種由褐煤獲取能量的方法，在低溫利用干燥褐煤的有利效率，并燃燒干燥的褐煤，平衡為干燥褐煤而提高的設(shè)備昂貴費(fèi)用并且燃燒過程完全且少NOx。
按照本發(fā)明此任務(wù)在一種類型的方法中通過權(quán)利要求1的特征部分的技術(shù)特征得以解決，發(fā)明的有利實(shí)施方案是多項(xiàng)從屬權(quán)利要求的主題，本發(fā)明的方法及其優(yōu)點(diǎn)將在下面予以說明。
適當(dāng)?shù)仄扑樗繛?5至60％的原褐煤，例如至最大粒度為6mm，接著將破碎的原褐煤送入沸騰床干燥器在低溫50至150℃之間進(jìn)行干燥，作為干燥和流化介質(zhì)向干燥器輸入水蒸汽。在沸騰床干燥器中加熱原褐煤至約110℃，因此水含量降至約12％，也可用管式干燥器代替沸騰床干燥器，在管式干燥器中使用例如來自電廠蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽作為熱介質(zhì)。
使干燥的相對較粗的褐煤在放棄費(fèi)用昂貴的磨碎機(jī)情況下不作進(jìn)一步的后處理在鍋爐的燃燒室中燃燒，燃燒室包括爐膛，爐膛逐漸轉(zhuǎn)為輻射區(qū)，煙道連著輻射區(qū)，在煙道中安裝有串聯(lián)的加熱面，燃燒室的墻安裝了噴火咀。
將干燥的褐煤借助于氣體載體直接輸送到噴火咀，也可使干燥的褐煤先貯存于中間倉中，由中間倉向噴火咀供應(yīng)燃料。
這些噴火咀是如此構(gòu)成的，使在噴火咀噴口中的褐煤在煤—?dú)怏w載體—混合物中不分層并均勻分布，滿足此項(xiàng)任務(wù)的噴火咀曾在申請人的德國專利申請案4407198.1中描述過。這些噴火咀由一環(huán)形風(fēng)道所圍繞構(gòu)成圓形噴火咀，在噴火咀輸入端部分裝有置換器和旋流器并在噴火咀噴口中裝有一穩(wěn)定環(huán)，環(huán)上帶有向內(nèi)定向的片。這種片突然地抑制褐煤顆粒，使褐煤管氣組分的回火速度部分地大于其流速。因此在靠近噴火咀噴口的褐煤盡管氧成分很少仍可控制點(diǎn)燃，所以這些噴火咀在缺氧情況仍能運(yùn)轉(zhuǎn)。
將低于化學(xué)計(jì)算數(shù)量的燃燒空氣輸給噴火咀，基于噴火咀的特殊構(gòu)造空氣系數(shù)可降至n＜0.8而不出現(xiàn)CO問題。在這樣低的空氣系數(shù)時(shí)降低了最高燃燒溫度并生成少許的NOx，剩余的燃燒空氣作為燃盡空氣經(jīng)噴咀吹入燃燒室。
因?yàn)楦稍锏暮置簾o二次破碎輸入噴火咀，所以在燃燒室墻上安裝噴火咀并無空間限制而且可自由選擇，噴火咀可對稱地安裝在一個(gè)橫截平面上并定位使燃料射束垂直于燃燒室墻壁方向?qū)χ紵业膬?nèi)部空間噴射。以這種方式使未燃的氣體CO及在褐煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的粘的或熔化的灰組分盡可能地避開燃燒室墻壁。盡管在噴火咀噴口的比率低于化學(xué)計(jì)算量還是避免了由于侵蝕對墻壁造成的損害。
這些噴咀也可以這樣定位，使噴出的燃料射束形成旋轉(zhuǎn)火焰，同時(shí)使粘的或熔化的灰組分碰到燃燒室墻壁。形成液態(tài)出渣爐膛，在其燃燒室中溫度高于褐煤灰的流動(dòng)點(diǎn)，使灰分盡可能多的以液態(tài)形式排出，由此煙氣帶走很少灰粒，這種灰粒能導(dǎo)致鍋爐的加熱面磨損。
安裝在一個(gè)水平面上的噴火咀對稱地供應(yīng)燃料。以這種方式在燃燒室橫截面上獲得均勻溫度分布。在垂直方向安裝噴火咀和燃盡空氣輸入的噴咀，考慮觀點(diǎn)是保證褐煤燃燒完全。此外應(yīng)避免高峰溫度，使在燃燒室和連接的輻射區(qū)中即使在垂直方向也達(dá)到均勻溫度分布。這種溫度運(yùn)行通過下述情況將是可能的，在安裝噴火咀時(shí)既不必考慮磨碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也不必顧及磨碎機(jī)進(jìn)出輸送管道的所需空間。
同已知的褐煤碾磨干燥相比，使用所述的干燥方法，當(dāng)接著把干燥的褐煤送入爐膛時(shí)，減少了隨褐煤一起進(jìn)入爐膛的含水蒸汽的廢氣的量。供鍋爐加熱面使用的傳熱介質(zhì)數(shù)量較小，因此使燃燒室容積變小并由此使整個(gè)鍋爐的容積縮小。
在輻射區(qū)安裝隔墻，這樣可提高加熱面強(qiáng)度，從而進(jìn)一步減少整個(gè)鍋爐的建造體積。
權(quán)利要求
1.由褐煤獲取能量的方法，在此方法中使褐煤在沸騰床或管式干燥器中在低溫進(jìn)行干燥，其特征是，干燥的褐煤直接或在一中間貯倉后間接通過噴火咀不再破碎吹入鍋爐燃燒室，干燥煤在噴火咀中用低于化學(xué)計(jì)算量的空氣系數(shù)n＜0.8進(jìn)行燃燒，燃燒過的空氣經(jīng)數(shù)個(gè)噴咀吹入燃燒室和/或緊接其后的輻射區(qū)中，通過噴火咀的對稱供料獲得在燃燒室橫截面上方均勻的溫度分布并在燃燒室和/或輻射區(qū)中通過安裝噴火咀和/或燃盡空氣噴咀獲得上下高度的均勻溫度分布。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，噴火咀如此定位，使褐煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的粘的或熔化的組分盡可能地避開燃燒室墻壁。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征是，在輻射區(qū)內(nèi)通過安裝隔墻提高加熱面強(qiáng)度。
4.按權(quán)利要求1至3的方法，其特征是，有意使溫度超過灰分流動(dòng)點(diǎn)，使盡可能多的灰分液態(tài)排出并因此影響煙氣使之減少侵蝕。
全文摘要
原褐煤在沸騰床或管式干燥器中在低溫進(jìn)行干燥并接著直接或在中間貯倉后間接不再破碎通過噴火嘴吹入鍋爐燃燒室中，在噴火嘴中干燥過的褐煤用低于化學(xué)計(jì)算量的空氣系數(shù)n＜0.8進(jìn)行燃燒，在燃燒室和/或緊接其后的輻射區(qū)中經(jīng)噴嘴吹入燃盡空氣，由噴火嘴的對稱供料獲得在燃燒室橫截面上方的均勻溫度分布，并通過安裝噴火嘴和/或燃盡空氣的噴嘴使燃燒室和/或輻射區(qū)中獲得上下高度的均勻溫度分布。
文檔編號(hào)F23C3/00GK1159541SQ9610029
公開日1997年9月17日 申請日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月20日
發(fā)明者K·D·蒂格斯, F·克拉克 申請人:巴考克·萊也茨發(fā)電廠技術(shù)有限公司