煤氣化分相燃燒技術(shù)在鍋爐上應(yīng)用

1、本文介紹了煤的燃燒，還介紹了一種鍋爐清潔燃燒技術(shù)一煤氣化分相燃燒技術(shù)及其應(yīng)用在鍋爐上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作特點(diǎn)。證明了煤氣化分相燃燒技術(shù)具有高效環(huán)保的穩(wěn)固性及先進(jìn)性，克服了舊技術(shù)無法解決的污染難題。關(guān)鍵詞：分相燃燒，鍋爐，氣化劑，一體化一、前言眾所周知，能源消費(fèi)是造成現(xiàn)今環(huán)境惡化的一個主要原因，尤其是煤炭在直接作為能源燃燒進(jìn)程中，存在著效率低、污染嚴(yán)峻的問題。統(tǒng)計表明，我國每一年排入大氣的污染物中有80%的煙塵，87%的S0>67%的NOx來源于煤的燃燒。我國的大氣污染主如果鍋爐、窯爐燃煤產(chǎn)生煙氣形成的煤煙型污染。目前我國能源仍然以煤炭為主，改變能源結(jié)構(gòu)，利用油氣電等清潔能源，與我國的國情乂不

2、太相適應(yīng)，未來相當(dāng)長一段時刻內(nèi)，煤炭在我國一次能源結(jié)構(gòu)中的主體地位不會改變，這已成為不爭的現(xiàn)實。因此大力進(jìn)展和應(yīng)用干凈煤燃燒技術(shù)與裝置，是解決和控制大氣污染的一條重要辦法。最近幾年來，人們已在干凈煤燃燒技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究與實踐，但綜合效果還都有待于提高。連年來在總結(jié)、借鑒、完善、進(jìn)展國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,咱們對原煤氣化和分相燃燒技術(shù)進(jìn)行了大量研究，通過幾年來的大量實驗和工作實踐，解決了十多項技術(shù)難題，掌握了一種鍋爐清潔燃燒技術(shù)一一煤氣化分相燃燒技術(shù)，并利用該技術(shù)研制出一種煤轉(zhuǎn)化成煤氣燃燒的一體化鍋爐，咱們稱之為煤氣化分相燃燒鍋爐。其突出特點(diǎn)是無需爐外除塵系統(tǒng)，通過爐內(nèi)全新的燃燒、氣固分

3、離及換熱機(jī)理，實現(xiàn)“爐內(nèi)消煙、除塵”，使其排煙無色一一俗稱無煙。煙塵、SO：.NO、排放濃度符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且熱效率高達(dá)8085%。這種鍋爐按照氣固分相燃燒理論，把互補(bǔ)控制技術(shù)、氣固分相燃燒技術(shù)集于一爐，將煤炭氣化、燃燒集于一體，組成煤氣化分相燃燒鍋爐，從而實現(xiàn)了原煤的持續(xù)燃燒與干凈燃燒。二、煤的燃燒煤的燃燒應(yīng)以最大限度地、迅速地放出其熱能為目的。煤在燃燒進(jìn)程中產(chǎn)生氣體化合物和固體炭的殘留物。氣體化合物中最簡單的是甲烷和乙塊，在高溫下，還生成水煤氣。固體炭的殘留物在空氣中燃燒時，最終也要變成水煤氣。所以，水煤氣的燃燒是煤炭燃燒的真實進(jìn)程。不同種類的煤炭，也都是水煤氣的燃燒進(jìn)程，只是從

4、煤轉(zhuǎn)變成水煤氣的進(jìn)程有所不同（一）煤中揮發(fā)物和燃燒的關(guān)系在煤的燃燒進(jìn)程中，固體炭的殘留物變成氣體狀態(tài)要比從煤中先分離出氣體化合物慢得多，因此揮發(fā)分離的煤，燃燒就很慢，也就是說，含固體炭殘留物較多的煤炭，比含固體炭殘留物較少的煤炭燃燒得慢。（二）煤的變形煤在燃燒中都要變形，一些煤轉(zhuǎn)變成可塑狀態(tài)，粘結(jié)在一路；另一些煤，則發(fā)生裂隙，碎裂成為很小的顆粒。煤轉(zhuǎn)變成可塑狀態(tài)時，就粘結(jié)成大塊，從而妨礙燃燒進(jìn)程的進(jìn)行，煤發(fā)生裂隙，變成小顆粒，乂暴露出新的表面時，將加速燃燒進(jìn)程的進(jìn)行?？墒?，煤粉增加到必然程度，反而填充了大塊煤之間的間隙，使空氣難以通過，阻礙燃燒，乃至破壞燃燒進(jìn)程的進(jìn)行。（三）煤的粒度與燃燒的關(guān)

5、系煤的燃燒進(jìn)程是煤表面的化學(xué)反映。反映速度與起反映的煤表面大小和供給的空氣數(shù)量有關(guān)。起反映的煤表面積愈大，供給空氣的數(shù)量愈多，那么反映的速度也愈快。煤塊愈大，透氣性雖好，但起反映的煤表面積小，所需要的空氣量也小。煤的顆粒愈小，它的表面積雖然大，但由于彼此堆積很緊密，起反映的煤表面積實際上很小，進(jìn)入的空氣也很少。所以在成層燃燒時，對煤的粒度要有嚴(yán)格的要求，粒度不宜于過大，也不宜于過小，一般來講，5060毫米的煤炭，對燃燒最為有利。（四）煤中礦物質(zhì)對燃燒的影響煤中礦物質(zhì)對燃燒的影響在燃燒時，煤中的肝石和礦物質(zhì)要轉(zhuǎn)變成液體狀態(tài)，使熱量不能充分放出，或減低熱量的放出速度，影響燃燒進(jìn)程。礦物質(zhì)的這種影響

6、,以燃燒揮發(fā)分較小的無煙煤、貧煤時更為突出。煤中所含礦物質(zhì)越多，則單位重量或單位體積的煤所貯存的熱量就越少。鍋爐的燃燒效率及燃燒速度也因此而降低。（五）煤中水分對燃燒的影響煤中水分對燃燒的影響煤中存在水分，則一樣要減少單位重量或單位體積的煤所貯存的熱量，同時使煤中的水分蒸發(fā)還要消耗一些熱量?？墒?，若是爐膛溫度較高，煤中含有必然水分對燃燒過程并無影響。（六）煤中硫分對燃燒的影響煤中硫分對燃燒的影響煤中的硫分在燃燒時轉(zhuǎn)變成氣體，這種氣體與金屬接觸時能起侵蝕作用。三、煤氣化分相燃燒技術(shù)（一）煤氣化分相燃燒技術(shù)簡介煙塵的主要污染物是碳黑，它是不完全燃燒的產(chǎn)物。形成黑煙的原因主如果煤在燃燒進(jìn)程中，形成易

7、燃的輕碳?xì)浠衔锖碗y燃的重碳?xì)浠衔锛坝坞x碳粒。這些難燃的重碳?xì)浠衔?、游離碳粒隨煙氣排出，即可見到濃濃的黑煙。一般情形下，煤的燃燒屬于多相混合燃燒，煤在燃燒進(jìn)程中析出揮發(fā)物，而揮發(fā)物的燃燒對煤焦的燃燒起到制約作用，使固體碳的燃燒進(jìn)程繁雜化、困難化。固體燃料氧化反映進(jìn)程中的次級反映，即一氧化碳和二氧化碳的產(chǎn)生和一氧化碳的氧化反映和二氧化碳的還原反映，都無益于固體碳和天然礦物煤的燃燒，而氣固分相燃燒就可以夠有效地解決上述問題。氣固分相燃燒就是使固體燃料在同一個裝置內(nèi)分解成氣相態(tài)的燃料和固相態(tài)的燃料，并使其依照各自的燃燒特點(diǎn)和與此相適應(yīng)的燃燒方式，在同一個裝置內(nèi)有聯(lián)系地、彼此依托地、彼此增進(jìn)地燃燒

8、，從而達(dá)到完全燃燒或接近完全燃燒的目的。煤氣化分相燃燒技術(shù)是按照氣固分相燃燒理論，將煤炭氣化、氣固分相燃燒集于一體，以煤炭為原料，采用空氣和水蒸氣為氣化劑，先通太低溫?zé)峤獾臏睾蜌饣?把煤易產(chǎn)生黑煙的可燃性揮發(fā)份中的碳?xì)浠衔锵绒D(zhuǎn)化為煤氣，與脫去揮發(fā)份的煤焦一同在燃燒室進(jìn)行燃燒。如此在同一個燃燒室內(nèi)氣態(tài)燃料與固態(tài)燃料有聯(lián)系地、彼此依托地、彼此增進(jìn)地依照各自的燃燒規(guī)律和特點(diǎn)別離燃燒，消除黑煙，提高了燃燒效率，而且在整個燃燒進(jìn)程中，有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成，進(jìn)而達(dá)到干凈燃燒和提高鍋爐熱效率的雙重功效。（二）煤的氣化燃燒機(jī)理煤氣化分相燃燒技術(shù)在鍋爐上的應(yīng)用，使固體燃料的干燥、干鐳、氣化和由此

9、產(chǎn)生的氣相態(tài)的煤氣和固相態(tài)的煤焦在同一爐內(nèi)同時燃燒。并使鍋爐在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了兩個一體化，即煤氣發(fā)生爐和層燃鍋爐一體化，層燃鍋爐與除塵器一體化，因此無需另設(shè)煤氣發(fā)生爐便實現(xiàn)了煤的氣化燃燒；也無需爐外除塵器，就可實現(xiàn)爐內(nèi)消煙除塵，鍋爐排煙無色。其燃燒機(jī)理如圖一所示，雙點(diǎn)劃線框內(nèi)表示固相煤和煤焦的燃燒進(jìn)程，單點(diǎn)劃線框內(nèi)表示氣相煤氣的燃燒進(jìn)程，實線框內(nèi)表示煤的干儲進(jìn)程,虛線框內(nèi)表示煤焦的氣化進(jìn)程（圖1）。匚 ZH20,X。I LCmHnI ECO£H2I 1 EC微粒+ 02C02+H20 + 塵埃IIIIr-l1，煤焦還原I 乜 煤氧化丁 T 灰 02 H20 表示結(jié)果關(guān)系 一少煤干儲灰渣-

10、I表示作用關(guān)系圖1煤的氣化燃燒機(jī)理原煤第一在氣化室缺氧條件下燃燒和氣化熱解，煤料自上部加入，煤層從下部引燃，自下而上形成氧化層、還原層、干錨層和干燥層的分層結(jié)構(gòu)。其中氧化層和還原層組成氣化層，氣化進(jìn)程的主要反映在這里進(jìn)行。以空氣為主的氣化劑從氣化室底部進(jìn)入，使底部煤層氧化燃燒，生成的吹風(fēng)氣中含有必然量的一氧化碳，此高溫鼓風(fēng)氣流經(jīng)干儲層，對煤料進(jìn)行干燥、預(yù)熱和干謫。煤料從氣化室上部加入，隨著煤料的下降和吸熱，低溫干餡進(jìn)程緩慢進(jìn)行，逐漸析出揮發(fā)份，形成干譚煤氣。其成份主如果水分、輕油和煤中揮發(fā)物。原煤經(jīng)干偏后形成熱煤焦進(jìn)入到還原層，靠基層部份煤焦的氧化反映熱進(jìn)行氣化反映。同時可注入適量的水蒸汽發(fā)生

11、水煤氣反映，如此以空氣和水蒸汽的混合物為氣化劑，在氣化室內(nèi)與灼熱的碳作用生成氣化煤氣。其成份主如果一氧化碳和二氧化碳和由固體燃料中的碳與水蒸碳與產(chǎn)物、產(chǎn)物與產(chǎn)物之間反映生成的氫氣、甲烷，還有50%以上的氮?dú)?。如此干錨層生成的干鏘煤氣和進(jìn)入干錨層的氣化煤氣混合,由煤氣出口排出。氣化室內(nèi)各層的作用及主要化學(xué)反映見表lo表1氣化室內(nèi)各層的作用及主要化學(xué)反映層區(qū)名作用及工作過程主要化學(xué)反應(yīng)灰層分配氣化劑，借灰渣顯熱預(yù)熱氣化劑氧化層碳與氣化劑中氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，放出熱量，供還原層吸熱反應(yīng)所需C+O=COc放熱2C+0：=2C0放熱還原層co：還原成co,水蒸汽與碳分解為氫氣，C0：+C=2C0放熱H：O+

12、C=CO-H：放熱CO+H二3C0二+4吸熱干儲層煤料與熱煤氣換熱進(jìn)行熱分解，析出干儲煤氣：水份、輕油和煤中揮發(fā)物。干燥層使煤料進(jìn)行干燥在鍋爐的氣化室中，煤料自上而下加入，在氣化進(jìn)程中慢慢下移，氣化劑則由下部進(jìn)入，通過爐柵自下而上，生成的煤氣由燃料層上方引出。這一進(jìn)程屬逆流進(jìn)程，它能充分利用煤氣的顯熱預(yù)熱氣化劑，從而提高了鍋爐的熱效率，而且由于干儲煤氣不通太高溫區(qū)裂解，使氣化煤氣的熱值有所提高。原煤經(jīng)溫和氣化低溫?zé)峤猱a(chǎn)生的煤氣，在通過上部干錨層后，通過氣化室的煤氣出口進(jìn)入燃燒室，與充沛的二次風(fēng)充分混合，在燃燒室的高溫條件下自行點(diǎn)燃，并與進(jìn)入燃燒室爐排上煤焦向上的火焰相交，如此在燃燒室內(nèi)煤氣與煤

13、焦別離依照氣相和固相的燃燒特點(diǎn)和燃燒方式別離燃燒，乂彼此聯(lián)系、彼此增進(jìn)，使一氧化碳和煙黑燃燼，達(dá)到或接近完全燃燒。四、煤氣化分相燃燒鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用（一）煤氣化分相燃燒鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鍋爐在進(jìn)展的進(jìn)程中一直重視提高鍋爐熱效率和煙塵排放達(dá)標(biāo)兩大問題。傳統(tǒng)的鍋爐解決這兩大問題的大體上是靠強(qiáng)化燃燒和傳熱提高鍋爐熱效率和設(shè)置爐外除塵器。強(qiáng)化燃燒往往會致使鍋爐煙塵初始排放濃度的加大，增大除塵器的負(fù)擔(dān)，在發(fā)達(dá)國家可利用除塵效率在99%以上的電除塵器或布袋除塵器，使煙塵排放濃度控制在50mg/Nm3以下，而在我國由于經(jīng)濟(jì)條件的原因，只能利用價錢相對低廉的機(jī)械式或濕式除塵器，除塵效率一般低于95%,使煙塵排

14、放濃度大于100-200mg/NnJ,達(dá)不到國家的環(huán)保要求。這種依托爐外除塵器解決除塵的辦法，不僅增加鍋爐房的占地面積和基建投資，而且增大引風(fēng)機(jī)電耗，還造成二次污染。由于煤氣化分相燃燒鍋爐完全改變了傳統(tǒng)鍋爐的燃燒原理，利用氣固分相燃燒理論，使煤在燃燒進(jìn)程中易產(chǎn)生黑煙的可燃性揮發(fā)份中的碳?xì)浠衔锵绒D(zhuǎn)化為可燃煤氣，與脫去揮發(fā)份的煤焦一同在燃燒室進(jìn)行燃燒。由于燃燒室溫度高達(dá)1000C以上，煙霧得以充分分解,解決了煤直接燃燒產(chǎn)生黑煙的難題。這種鍋爐不僅使原煤盡可能地完全燃燒和高效利用，有較高的熱效率，而且還盡可能地減少煙塵和有害氣體SO2、NOx等的排放,達(dá)到消煙除塵的作用，使鍋爐各項環(huán)保及節(jié)能指標(biāo)大

15、大優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。（二）煤氣化分相燃燒鍋爐的應(yīng)用煤氣化分相燃燒技術(shù)在鍋爐上的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)鍋爐加除塵器的模式，創(chuàng)建了無需爐外除塵器的一體化模式。而這種一體化并非是機(jī)械式地將除塵器加入鍋爐。煤氣化分相燃燒鍋爐與普通煤氣鍋爐和層燃鍋爐相較，具有自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，它將后二者有機(jī)結(jié)合，主要由前部的煤氣化室，中部的燃燒室和尾部的對流受熱面三大部份組成。（見圖2：鍋爐結(jié)構(gòu)與燃燒示用意）氣化室是鍋爐的技術(shù)核心部份，它看上去象是一個開放式的煤氣發(fā)生爐，其主要功能，一是將煤中的可燃揮發(fā)份和煤的氣化反映生成氣，以煤氣的形式排入到燃燒室進(jìn)行燃燒；二是將釋放出揮發(fā)份的半焦煤輸送到燃燒室繼續(xù)進(jìn)行燃燒；三是控制氣化室內(nèi)的反

16、映溫度和煤焦層厚度。實現(xiàn)上述功能的關(guān)鍵：一是要保證必然的原煤層；二是要合理配置送風(fēng)和氣化劑，提高煤炭氣化率和氣化室的氣化強(qiáng)度；三是要在煤氣化室和燃燒室的連接部位，合理配置煤氣出口和煤焦出口。氣化室產(chǎn)要由爐體、進(jìn)煤裝置、爐柵、氣化劑入口、煤氣出口和煤焦出口等部份組成。在氣化室內(nèi)以煤炭為原料，采用空氣和水蒸汽為氣化劑，在常壓下進(jìn)行煤的溫和氣化反映，將煤在低溫?zé)岱纸猱a(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)從煤中趕出。當(dāng)氣化室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定條件時，將氣化室內(nèi)脫揮發(fā)份的高溫煤焦輸送到燃燒室的爐排上進(jìn)行強(qiáng)化燃燒。氣化劑空氣圖2鍋爐結(jié)構(gòu)與燃燒示用意1-氣化室2-進(jìn)煤裝置3-煤氣出口4-二次風(fēng)5-防爆門6-對流受熱而7-爐柵8-煤焦

17、出口a-干燥層b-干鐳層c-還原層d-氧化層e-煤焦f-煤渣g-固相燃燒h-氣相燃燒燃燒室的主要功能：一是使煤氣和煤焦燃燒完全，提高燃燒效率；二是降低煙塵初始排放量和煙氣黑度。氣化室內(nèi)產(chǎn)生的煤氣經(jīng)煤氣出口，噴入到燃燒室，在可控二次風(fēng)的擾動下旋向下方，與由氣化室進(jìn)入到燃燒室的煤焦向上的火焰相交而混合燃燒。煤氣與固定碳（煤焦）燃燒相結(jié)合，強(qiáng)化了燃燒，達(dá)到了充分燃燼，干凈燃燒的目的，提高了燃燒效率。而且因為在爐排上的燃燒是半焦化的煤焦，因此產(chǎn)生的飛灰量小，煙塵濃度、煙氣黑度都比較低。同時.,在燃燒室上方設(shè)置了防爆門,確保鍋爐的安全運(yùn)行對流受熱面的主要功能就是完成與煙氣的熱量互換，達(dá)到鍋爐額定出力，提

18、高鍋爐換熱效率。其結(jié)構(gòu)形式可有多種，與普通鍋爐沒有太大的區(qū)別，因此對大多數(shù)鍋爐來講，都能夠改造成煤氣化分相燃燒鍋爐。而且鍋爐無需除塵器，大大節(jié)省鍋爐房總投資和占地面積。設(shè)計煤氣化分相燃燒鍋爐時，應(yīng)注意的幾點(diǎn):1 .合理布置煤氣出口和煤焦出口的位置和大?。? .煤焦的溫度控制；3 .氣化劑入口和進(jìn)煤口；4 .合理設(shè)置二次風(fēng)和防爆門；5 .氣化室與燃燒室的水循環(huán)要合理。由上述可知，煤氣化分相燃燒鍋爐的結(jié)構(gòu)并非復(fù)雜，只需在傳統(tǒng)鍋爐的基礎(chǔ)上,在其前部加一個氣化室，在原爐膛上設(shè)置二次風(fēng)和防爆門，再結(jié)合一些控制技術(shù)。利用該原理能夠設(shè)計出多種規(guī)格型號的鍋爐，類型主要為h10t/h各參數(shù)的鍋爐?，F(xiàn)僅在東北地域

19、已有幾十臺此類型的鍋爐在運(yùn)行，普遍用于洗浴、采暖、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，并已經(jīng)利用該技術(shù)，改造了很多工業(yè)鍋爐，效果都超級好。下面以一臺DZL2t/h鍋爐為例，改造前后對比見表2。表2DZL2t/h鍋爐改造前后對比改造前改造后比較熱效率73%78%提高5%耗煤量(AID380kg/h356kg/h節(jié)煤外適應(yīng)煤種AllAIII褐煤石煤RIAHAHI無煙煤煤種適應(yīng)性廣鍋爐外形體積X2XX2X長度約增加一米環(huán)保性能冒黑煙，環(huán)保不達(dá)標(biāo)排煙無色，滿足環(huán)保要求該新型鍋爐綜合地應(yīng)用今世高新技術(shù)和高效率傳熱技術(shù)，將煤氣發(fā)生爐與層燃鍋爐有機(jī)結(jié)合為一體，做到清潔燃燒，爐內(nèi)自行消煙除塵，鍋爐運(yùn)行期間，在無需爐外除塵器的情形

20、下，排煙無色，煙塵濃度WlOOmg/NnP比傳統(tǒng)鍋爐減少30-50%,SCh濃度W1200mg/Nm3,N0x<400mg/Nm符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001中一類地域的要求，同時，熱效率在82%以上。而本錢僅比傳統(tǒng)鍋爐增加不到一萬元,但卻省了一臺除塵器。每小時加煤次數(shù)少，僅23次，并可實現(xiàn)機(jī)械上煤和除渣，因此大大減輕了司爐工的勞動強(qiáng)度。五、煤氣化分相燃燒鍋爐的特點(diǎn)（一）煤炭燃燒造成環(huán)境污染的原因傳統(tǒng)的煤炭燃燒方式在煤的燃燒進(jìn)程中會產(chǎn)生大量的污染物，造成嚴(yán)峻的環(huán)境污染。主要原因是：1 .煤炭不易與氧氣充分接觸而形成不完全燃燒，燃燒效率低，相對增加了污染排放；2 .燃燒進(jìn)程不易控

21、制，例如揮發(fā)份大量析出時往往供氧不足，造成煙塵析出與冒黑煙；3 .固體燃料燃燒時溫度難以均勻，形成局部高溫區(qū)，促使大量NOx形成：4 .原煤中的硫大多在燃燒進(jìn)程中氧化成SO2；5 .未經(jīng)處置的固態(tài)煤炭直接燃燒時，大量粉塵將隨煙氣一同排出，造成大量粉塵污染。（二）煤氣化分相燃燒鍋爐長處煤氣化分相燃燒鍋爐將煤炭氣化、氣固分相燃燒集于一體，有效地解決環(huán)境污染問題，與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐相較，它有以下長處：1 .煙塵濃度、煙氣黑度低，環(huán)保性能好在氣化層生成的氣化煤氣和在干儲層生成的干鏘煤氣最終混合在一路，在燃燒室內(nèi)與二次風(fēng)充分混合，因是氣態(tài)燃料，供氧充分，容易達(dá)到完全燃燒，使一氧化碳和煙黑燃燼。而從氣化室進(jìn)

22、入到燃燒室的灼熱煤焦，因大部份揮發(fā)份已被析出，避免了揮發(fā)物對固定碳燃燒的不良影響，剩余的揮發(fā)份在煤焦內(nèi)部進(jìn)一步取得氧化,生成的一氧化碳和煙黑等可燃物在通過煤焦層表面時被燃燼。另外煤焦在燃燒時產(chǎn)生的飛灰量小，同時在鍋爐內(nèi)采用除塵技術(shù)，因此從根本上消除“炭黑”，高效率地清除煙塵中的飛灰。2 .節(jié)約能源、熱效率高煤料在氣化室充分氣化熱解以后再燃燒，不僅避免了揮發(fā)物、一氧化碳、二氧化碳等對煤焦燃燒的不良影響，而且從氣化室進(jìn)入燃燒室的熱煤氣更易燃燒，并對煤焦的燃燒有必然的增進(jìn)作用。進(jìn)入燃燒室的灼熱煤焦已脫去大部份揮發(fā)份，不僅有較高的溫度，而且具有內(nèi)部孔隙，能增強(qiáng)內(nèi)部和外部擴(kuò)散氧化反映，起到強(qiáng)化煤焦燃燒的

23、作用，從而在降低過量空氣系數(shù)下，使一氧化碳和炭黑燃燼，燃燒加倍充分，因此降低了化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒熱損失，提高了煤的燃燒熱效率，與直接燒煤相較可節(jié)煤5-10%。3 .氮氧化物的排放低在氣化室內(nèi)煤層從下部引燃，并在下部燃燒，整體上氣化室內(nèi)溫度比較低，屬低溫燃燒。而且在氣化室內(nèi)過量空氣系數(shù)很小，大約在之間，屬低氧燃燒。這為降低氮氧化物的排放提供了有利條件。煤中有機(jī)氮化學(xué)劑量小，并處在還原氣氛中，只轉(zhuǎn)變成不參與燃燒的無毒氮分子。煤中含有的氮氧化物，一部份在煤層半焦催化作用下反映生成氮?dú)?、水蒸汽和一氧化碳，還有一部份在穿過上部還原層時被還原成氮?dú)?。而氣化室?nèi)脫去絕大部份揮發(fā)份的高溫煤焦在進(jìn)入燃燒室后，

24、進(jìn)行充沛供氧強(qiáng)化燃燒，其中剩余的少量揮發(fā)份在半焦內(nèi)部進(jìn)一步熱解氧化，氮氧化物在煤焦內(nèi)部被進(jìn)一步還原，生成的煙黑可燃物在通過焦層表面時被燃燼，從而控制和減少了氮氧化物的生成與排放。4 .有必然的脫硫作用煤中的硫主要以無機(jī)硫（FeS2和硫酸鹽）和有機(jī)硫的形式存在，而硫酸鹽幾乎全數(shù)存留在灰渣中，不會造成燃煤污染。在煤氣化分相燃燒鍋爐中，煤中的FeS?和有機(jī)硫在氣化室內(nèi)發(fā)生熱分解反映，和與煤氣中的氫氣發(fā)生還原反映，使煤中的硫以硫化氫氣體的形式脫除釋放出來。而且在氣化室下部，溫度一般在800C左右，恰好是脫硫劑發(fā)揮作用的最佳反映溫度。如燃用含硫量較高的煤，只需在碎煤粒中添加適量的石灰石或白云石，即可取得

25、較好的脫硫效果，從而大大降低煙氣中二氧化硫的含量。5 .操作和控制簡單易行煤氣的發(fā)生和燃燒在同一設(shè)備的兩個裝置中進(jìn)行，不用設(shè)置單獨(dú)的煤氣點(diǎn)火裝置，煤氣在燃燒室內(nèi)由高溫明火自行點(diǎn)燃，易于操作和控制，簡化了運(yùn)行管理，操作方便，減輕司爐工勞動強(qiáng)度，改善鍋爐房衛(wèi)生條件，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。6 .燃燒穩(wěn)固，煤種適應(yīng)性強(qiáng)煤在鍋爐氣化室的下部引燃，因此燃燒穩(wěn)固?？扇剂淤|(zhì)煤礦和燃點(diǎn)高的煤，其煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，在難熔區(qū)或中等結(jié)渣范圍之內(nèi)的煤種均適合。其中褐煤、長焰煤、不粘結(jié)或弱粘結(jié)煙煤、小球形型煤是比較理想的燃料。六、燃料特性對鍋爐設(shè)計和運(yùn)行的影響燃料的品種和性能是鍋爐燃燒設(shè)備以至鍋爐本體設(shè)計的主要依據(jù)。不同的燃料性能

26、要求配備不同的制粉系統(tǒng)，燃燒器結(jié)構(gòu)和爐膛及鍋爐本體型式，隨之采取不同的運(yùn)行參數(shù)和操作要求。所以燃料特性，鍋爐結(jié)構(gòu)，（包括制粉系統(tǒng)）和運(yùn)行方式是影響鍋爐性能的三要素，而其主要依據(jù)是燃料性能。只有充分掌握燃料性能，采取相應(yīng)的設(shè)計，運(yùn)行辦法，才能達(dá)到鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的?？己巳剂显跔t內(nèi)燃燒質(zhì)量主要按照以下三個特性：著火穩(wěn)固性，灰分結(jié)渣性和可燃物燃盡性。對于低揮發(fā)分，高水分，高灰分煤種要著重解決燃燒穩(wěn)固性和燃盡性。對于灰熔融溫度低的煤種要著重解決結(jié)渣性，固然有時它們是彼此關(guān)聯(lián)的，乃至是矛盾的。為了便于針對不同燃料特性采取不同的結(jié)構(gòu)辦法，可把燃料分為以下八種類型,一般無煙煤，貧煤，煙煤，易結(jié)渣煙煤，劣

27、質(zhì)煙煤，一般褐煤，高水分褐煤。為此鍋爐可相應(yīng)的有八種燃燒器及爐膛結(jié)構(gòu)。這里特別要注意解決極低揮發(fā)分無煙煤，劣質(zhì)煙煤，高水分褐煤的燃燒穩(wěn)固性和燃盡性問題；解決好低灰熔融溫度的結(jié)渣性問題，正確處置好三性之間的矛盾，如對無煙煤，為了提高燃燒穩(wěn)固性而采取衛(wèi)燃帶或其他穩(wěn)燃辦法，由于爐內(nèi)的高溫而常常帶來嚴(yán)峻的結(jié)焦問題；對于褐煤為了避免結(jié)渣，采取低溫燃燒而會帶來效率降低的問題等燃燒后的煙氣對鍋爐過熱器和尾部受熱面的影響也存在三性：沾污（積灰），磨損和堵灰。沾污，積灰主要發(fā)生在屏式和對流過熱器處；磨損主要發(fā)生在省煤器;堵灰包括侵蝕則主要發(fā)生在空氣預(yù)熱器處；對于燃油爐由于沾污會產(chǎn)生再燃而燒毀空氣預(yù)熱器。另外，燃料的燃燒對鍋內(nèi)進(jìn)程也會產(chǎn)生影響。燃料的轉(zhuǎn)變，不妥的設(shè)計和運(yùn)行，會因火焰中心的轉(zhuǎn)變等因素造成過熱器超溫（包括蒸汽溫度和管壁溫度）,低溫（一，二次溫度達(dá)不到設(shè)計值）和爆管。有時因結(jié)渣等原因影響水動力安全