一种高效清洁低排放燃烧方法与流程

本发明涉及燃烧技术领域，尤其涉及一种高效清洁低排放燃烧方法燃烧技术领域，尤其涉及一种高效清洁低排放燃烧方法。

背景技术：

中国的大气污染主要来源于化石燃料的燃烧，大气污染已经成为影响人类健康和全球经济社会发展的突出问题。据统计，全球每年由于化石燃料燃烧排入大气中的污染物近10亿吨，其中有害污染物含量5000多万吨，所以发展一种高效清洁低排放燃烧方法已成为减少污染，保护人类健康的重点和难点。

传统燃烧方法简单，在燃烧过程中燃烧不充分，燃烧效率低。温度场分布不均匀，存在局部高温区和低温区，使得烟尘、so2、nox、有机污染物和微量元素等污染物排放高，造成严重的环境污染问题。

技术实现要素：

本发明提供一种高效清洁低排放燃烧方法，能够实现高效燃烧和低排放的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效清洁低排放燃烧方法，包括：

通过在950℃到1300℃范围内的温度下，将燃料和燃烧助剂的混合物在锅炉的炉膛内燃烧，使所述燃烧助剂与燃料中的重金属和硫的反应速率远大于氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率。

进一步地，所述燃烧助剂与燃料中的重金属和硫的反应速率为a，所述氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率为b，所述a：b为10^x:1，其中1≤x≤10。优选地，2≤x≤5。

进一步地，所述燃烧助剂与燃料中硫和重金属之和的质量比为0.5:1～5:1。

由以上技术方案可知，本发明通过在高温环境下加入燃料和燃烧助剂，使燃烧助剂与燃料中的重金属和硫的反应速率远大于氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率，燃料中的重金属和硫大部分与燃烧助剂进行结合反应，大大减少了so2和重金属有机污染物的产生，实现低排放；同时，较高的炉膛温度具有较高的锅炉热效率，实现高效燃烧。

附图说明

图1为本发明反应速率曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

本发明提供用于高效清洁低排放的燃烧方法，在950℃到1300℃范围内的温度下，较高的炉膛温度具有较高的锅炉热效率，实现高效燃烧，使燃烧助剂与燃料中的重金属和硫的反应速率远大于氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率，大大减少了so2和重金属有机污染物的产生，实现低排放。

所述锅炉为链条炉排锅炉、粉煤空间燃烧锅炉或循环流化床锅炉。所述燃料为煤、生物质、污泥、有机固废或垃圾中的一种或多种，这些燃料中具有重金属和硫，其中重金属为汞、镉、硒、铬、锰、铜、镍、铅、砷中的一种或多种。重金属和硫容易在低温燃烧环境下，与氧气结合生成有毒有害气体或物质。

所述燃烧助剂为硅粉、铝粉、硅的化合物及衍生物、铝的化合物及衍生物中的一种或多种。硅铝金属与重金属和硫在高温下可以合成结构较为复杂的重金属盐，可以减少有毒有害气体或物质的排放。

所述燃料和燃烧助剂需要按照一定质量比进行配比，由于燃料分为很多中类型，每种类型的重金属和硫的含量不同，本发明将燃烧助剂与燃料中硫和重金属之和的质量比设置为0.5:1～5:1，优选1:1～2:1。按照这样的方式设计配比，能够较为精准的满足燃烧要求。将配比好的燃料和燃烧助剂在混煤器中混合均匀，在将混合均匀的物料通过炉排送入到炉膛内燃烧。

图1是硫或重金属与氧气的反应速率、铝粉与氧气的反应速率以及硅粉与氧气的反应速率的曲线示意图。

物料中的重金属和硫容易在低温燃烧环境下，与氧气结合生成有毒有害气体或物质，这是由于在低于950℃的燃烧温度下，重金属和硫与氧气的反应速率非常快。

而此时的燃烧助剂由于在低于950℃的燃烧温度下的活化能不够，其与重金属和硫的反应速率非常低，若此时将物料和燃烧助剂投入炉膛中燃烧的话，煤中的重金属和硫会先与氧气结合，会生成大量的有毒有害气体或物质，污染环境。

本发明通过在950℃到1300℃范围内的温度下，将燃料和燃烧助剂的混合物在锅炉的炉膛内燃烧，使所述燃烧助剂与燃料中的重金属和硫的反应速率远大于氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率。为了达到更优的效果，所述方法是在1050℃到1250℃范围内的温度下进行的。若超过1300℃后，氮氧化物生成量会大幅增加，因此控制不超过1300℃。

由图1可知，在燃烧温度超过950℃后，燃烧助剂燃料中的重金属和硫的反应速率显著提升，而此时氧气与燃料中的重金属和硫的反应速率b还是维持在较低水平，a：b为10³:1～10⁴:1。这样的反应速率比，完全抑制了重金属和硫于氧气的结合，大大降低有毒有害气体或物质的生成。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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