煤粉高效洁净燃烧技术的煤粉高效洁净燃烧技术及烟气净化技术现状_生活广记

煤粉高效洁净燃烧及烟气净化技术包括高效燃烧技术、低NOx燃烧技术、烟气脱硫技术、烟气脱硝技术、除尘技术等。现简要介绍如下：
一般而言，煤粉高效燃烧技术与低NOx燃烧技术是互为矛盾的两种技术。降低NOx生成与排放根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率，协调好这两项技术的应用使之达到综合最佳效果是目的，实际上就要求对煤粉燃烧的全过程加以控制。既能够保证煤粉着火的稳定性，又有较低的燃烧温度，同时有足够长的并在一定温度下的燃烧时间保证燃烬。目前世界上较先进的燃烧技术基本兼顾了这些因素，其中以直流燃烧器为主的有：ABB-CE公司利用一次风弯头的惯性分离作用，在弯头出口中间设置有孔隔板，将煤粉气流分成上浓下淡两段气流，形成上下浓淡煤粉燃烧器，并在喷口处装有轴向距离可调整的V型钝体，通过合理组织二次风，同时达到了稳定、高效、低NOx 排放的燃烧效果；日本三菱重工（MHI）开发了PM型燃烧器，利用弯头的离心作用，把一次风分成上下浓淡两股气流，同时采用烟气再循环和炉内整体分级燃烧技术，也达到了较好的效果。
以旋流燃烧器为主的有：FW公司利用旋风子使进入主燃烧器的一次风浓度增加，并降低一次风速以保证煤粉气流着火稳定性，并控制NOx 的生成量；有较多工业应用的还有B&W公司的PAX型旋流煤粉燃烧器、日本IHI公司的宽调解范围旋流煤粉燃烧器、德国斯坦米勒公司多级分级供风旋流燃烧器等。上述这些工业产品均能够保证NOx 排放在400mg/Nm3以下，并具有较高燃烧效率。目前国外正在开发的低NOx 燃烧技术可以控制NOx生成量是在200mg/Nm3左右，已达到了比较高的水平。但由于世界上很多先进国家对NOx排放规定了严格的标准，仅靠改进和提高燃烧技术难以达到NOx 控制值，因而有些锅炉机组在尾部增设了烟气脱硝装置。
【煤粉高效洁净燃烧技术的煤粉高效洁净燃烧技术及烟气净化技术现状】
我国近年来也开发了很多型式的低NOx燃烧技术，具有代表性的是浓淡煤粉燃烧器，包括水平浓淡、上下浓淡直流燃烧器、旋流燃烧器和可控浓淡旋流煤粉燃烧器等。但由于我国存在煤种多变等问题，致使这些技术在应用中遇到了一些问题，包括采用国外类似技术制造的燃煤机组也遇到了同样的问题。通过努力，最近针对褐煤锅炉已开发并已工业应用了具有一定煤种自适应性的低负荷稳燃低NOx 排放成套燃烧技术，可以控制NOx排放量在400mg/Nm3以下，燃烧效率在99%以上，比较先进。
烟气脱硫、脱硝与除尘是烟气净化的三个主要内容。在烟气脱硫方面，湿法脱硫占绝对主导地位，在发达国家占有市场90%以上。其他为半干法脱硫、炉内喷钙尾部增湿、排烟循环硫化床法、电子束氨法等脱硫技术。从发展看，湿法脱硫仍由于其指标高而占主导地位，排烟循环硫化床脱硫方法也由于其技术经济的综合优势而逐步占据了一些市场并将在发展中国家逐步得到大量应用。对我国而言，对新建机组最好采用湿法脱硫技术设备一步到位；对改造机组视煤种含硫量而定，如高硫煤可采用排烟循环硫化床方法，对低硫煤可采用炉内喷钙配以尾部增湿，尤其是现已存在的大量水膜除尘器可以综合利用其价值。在烟气脱硝方面，国外一般采用选择性还原反应装置，去除烟气中大部分的氮氧化物，其他方法尚在开发和研究阶段。国内由于资金、场地等限制，尚无工业应用先例，而且暂时也无能力完成示范机组建设。在烟气除尘方面，由于发达国家对烟尘排放率和超细颗粒脱尘率的要求持续升高，许多国家已逐步将电除尘器改为脉冲反吹滤袋式除尘器，这可以澳大利亚、美国等国家为代表。我国近期计划把大批中型机组的旋风除尘器或水膜除尘器替换成电除尘器，指标为出口烟尘不超过200mg/Nm3，飘尘则无要求。在拟建的大连台山增压循环硫化床锅炉上，中方准备采用脉冲反吹式滤袋除尘器，以达到较高性能。
燃煤锅炉的锅炉组成煤预先磨成很细的煤粉，与空气的接触表面积大大增加，使燃烧强化。煤粉炉炉内温度也较高，因此，除了煤质很差的煤以外，各种煤都能在煤粉炉中有效地燃烧，并且燃烧比较完全，燃烧效率也比较高，约88%－93% 。它可以完全实现机械化和自动化。煤粉燃烧几乎是所有大型燃煤锅炉的燃烧方式。煤粉炉的燃烧设备主要有炉膛、燃烧器、点火装置等部分组成。煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。煤粉与空气的混合物进入炉膛后，经过预热、干燥、挥发分析出等过程，在距燃烧器出口一定距离处开始着火、燃烧。煤粉燃尽后形成的灰，其中一小部分颗粒较粗的灰形成灰渣，落入冷灰斗内，冷却成固体灰渣，定期或连续地加以排除；绝大部分颗粒较细的灰则被烟气带走，通常把这部分灰称为飞灰。煤粉在炉膛内停留的时间很短，仅有1－2s 。在这样短的时间内要保证煤粉在炉内燃尽，必须强化燃烧，供给适量的一、二次风，以缩短燃烧的准备阶段和创造良好的燃烧条件。煤粉炉一次风的主要作用，是输送煤粉到炉膛并保证挥发分的着火燃烧。二次风的作用，一是补充空气量；二是使煤粉和空气混合均匀，保证燃料燃烧完全。因此，在运行操作上，要合理调整好一、二次风的配比和混合时间，才能可靠地保证锅炉安全经济运行
它的炉膛是用水冷壁炉墙围成的大空间，磨碎的煤粉（颗粒直径约为0.05－0.1mm）和空气经喷燃器混合后，喷入炉膛燃烧。煤粉的燃烧分着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。与此相对应，炉膛也可以分为三个区域：喷燃器出口附近为着火区，出口的上方为燃烧区，燃烧区之上部一直到炉膛出口为燃尽区。适用的煤种多，既可烧中、次煤或低热值低煤，也可烧粘结性较强的煤，是现代燃煤锅炉的主要形式，特别适合于发电厂的大型锅炉，容量较大（D≥35t/h）的工业锅炉也常常采用。煤粉炉需要配备磨煤设备和相应的除尘装置，燃烧工况的组织比较复杂，影响燃烧稳定性的因素较多。煤粉炉的飞灰量高达80－90%，需配备高效除尘装置。
燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。①直吹式制粉系统:磨好的煤粉直接全部送入炉膛中燃烧，宜采用中速和高速磨煤机，适用于磨较软的烟煤和褐煤。缺点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷有关，因而随着锅炉负荷的变化需调整磨煤机的运行台数，并且研磨部件容易磨损。中速磨煤机直吹式制粉系统又分为正压式与负压式两种。近代大容量锅炉多采用正压系统。
②中间储仓式制粉系统:特点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷无关,适于采用可磨制各种硬度煤种的钢球磨煤机。缺点是设备较直吹式复杂，磨煤机耗电量较大，空载与满载时耗电量相差不大，故应使其常在满载下运行。煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。
①旋流式燃烧器:携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4～48只燃烧器。
②直流式燃烧器：喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。
受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛，由此水冷壁（即受热面）吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面，大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。前者吸收炉内辐射热；后者吸收对流热。
空气预热器装于锅炉烟道尾部，用以回收烟气余热，提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为提高热风温度(>300℃),常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。