一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法及系统与流程

本发明属于燃煤锅炉低氮燃烧与固体废弃物热处理领域，具体涉及一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法及系统。

背景技术：

1、在能源结构中，煤炭一直被视为主要的一次能源。同时，火力发电量占据总发电量的71.13％，是最重要、最可靠的能源，调节灵活，响应迅速。在未来几十年内，煤炭仍会是我国重要的一次能源。然而，煤炭燃烧时会产生大量的氮氧化物，导致环境污染、酸雨、破坏臭氧层、对人类健康产生危害。nox的排放量约占煤炭燃烧产生总污染物排放量的67％。为实现大气污染防治，新版《锅炉大气污染物排放标准》中规定了氮氧化物排放量应降至80mg/m3以下。同时，塑料的使用量呈现快速上升趋势，回收量却逐年下降，热解废旧塑料成为技术开发的热点。塑料在热解过程中，会产生含氢气、烷烃、烯烃、芳香烃等产物的热解气。因此，将塑料热解气通入燃煤锅炉燃尽区内，能够有效还原煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物，用于燃煤锅炉低氮燃烧领域有着广阔的前景。

技术实现思路

1、本发明提供一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法及系统，旨在通过耦合塑料热解产生的热解气，还原煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物，实现燃煤锅炉低氮燃烧。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，包括废塑料处理装置、塑料热解装置、燃煤锅炉炉膛、热解气吹扫装置、dsc系统和智能控制系统；

4、废塑料处理装置的出口连接至塑料热解装置的废塑料进口，热解气吹扫装置的出口连接至塑料热解装置的空气进口，塑料热解装置的出口连接至燃煤锅炉炉膛的燃尽区，dcs系统设置于所述燃煤锅炉炉膛的内壁，与智能控制系统连接。

5、本发明进一步的改进在于，所述塑料热解装置与燃煤锅炉炉膛之间管道设置有保温层，能够保持管道温度高于150℃以避免挥发分在管道冷凝堵塞。

6、本发明进一步的改进在于，热解气吹扫装置设置有单向阀及单向阀控制装置，用于防止燃煤锅炉内烟气及热解气倒流。

7、本发明进一步的改进在于，热解气通入量由单向阀及单向阀控制装置根据dcs系统反馈及智能控制系统进行调控。

8、一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，该方法基于所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，包括如下步骤：

9、s1.将废塑料喂入废塑料处理装置中，处理后塑料粉末进入塑料热解装置中，使塑料粉末热解，得到塑料热解气；

10、s2.热解挥发分经热解气吹扫装置气流携带进入燃煤锅炉炉膛的燃尽区；

11、s3.通过dcs系统实时监控燃煤锅炉炉膛内的氮氧化物含量，在含量高于设定值时，智能控制系统将打开单向阀，通入塑料热解气，当氮氧化物含量低于设定值时，单向阀将关闭，塑料热解气停止通入。

12、本发明进一步的改进在于，步骤s1中，塑料热解温度为400-600℃。

13、本发明进一步的改进在于，步骤s2中，热解气吹扫装置中采用空气进行吹扫并携带热解气进入锅炉炉膛燃尽区。

14、本发明进一步的改进在于，步骤s2中，热解气吹扫装置中，采用空气作为载气，进行吹扫并携带塑料热解气进入锅炉炉膛燃尽区。

15、本发明进一步的改进在于，步骤s3中，dsc系统检测氮氧化物含量设定值为300-500mg/nm3。

16、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

17、基于塑料热解后的挥发分中含有较多具有强烈还原性的碳氢小分子基团，通入燃煤锅炉中可以形成分级燃烧并还原生成的氮氧化物的原理。针对目前燃煤锅炉氮氧化物生成难度较大，废弃塑料处理回收利用困难等问题，本发明提供了一种可以将废旧塑料热解处理所产生的挥发分应用于燃煤锅炉燃烧中的方法及系统。本发明可有效热解处理塑料，并将产生的挥发分产物通入到燃煤锅炉中，形成分级还原区域，可根据对氮氧化物排放的要求实时调整，实现燃煤锅炉低氮燃烧。

技术特征：

1.一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，其特征在于，包括废塑料处理装置(1)、塑料热解装置(2)、燃煤锅炉炉膛(3)、热解气吹扫装置(4)、dsc系统(5)和智能控制系统(6)；

2.根据权利要求1所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，其特征在于，所述塑料热解装置(2)与燃煤锅炉炉膛(3)之间管道设置有保温层，能够保持管道温度高于150℃以避免挥发分在管道冷凝堵塞。

3.根据权利要求1所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，其特征在于，热解气吹扫装置(4)设置有单向阀及单向阀控制装置，用于防止燃煤锅炉内烟气及热解气倒流。

4.根据权利要求3所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，其特征在于，热解气通入量由单向阀及单向阀控制装置根据dcs系统(5)反馈及智能控制系统(6)进行调控。

5.一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，其特征在于，该方法基于权利要求3所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的系统，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，其特征在于，步骤s1中，塑料热解温度为400-600℃。

7.根据权利要求5所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，其特征在于，步骤s2中，热解气吹扫装置(4)中采用空气进行吹扫并携带热解气进入锅炉炉膛燃尽区。

8.根据权利要求5所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，其特征在于，步骤s2中，热解气吹扫装置中，采用空气作为载气，进行吹扫并携带塑料热解气进入锅炉炉膛燃尽区。

9.根据权利要求5所述的一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法，其特征在于，步骤s3中，dsc系统(5)检测氮氧化物含量设定值为300-500mg/nm3。

技术总结本发明公开了一种耦合塑料热解的燃煤锅炉低氮燃烧的方法及系统。该系统包括废塑料处理装置、塑料热解装置、燃煤锅炉炉膛、热解气吹扫装置、DSC系统和智能控制系统；该方法包括步骤：S1.将废塑料投入粉碎装置中，处理后得到塑料粉末；S2.塑料粉末进入塑料热解装置中，使塑料粉末热解，得到高值塑料热解气；S3.通过吹扫装置将塑料热解挥发分通入燃煤锅炉燃尽区中，与煤粉燃烧时产生的氮氧化物在高温下混合并发生反应。本发明通过热解废塑料，得到富含一氧化碳、氢气和甲烷等气体的高值塑料热解气，并将热解气通入燃煤锅炉炉膛的燃尽区中，以减轻煤粉燃烧时氮氧化物的含量，实现燃煤锅炉低氮燃烧。技术研发人员：周俊波,王明坤,李军,郭彦君,王林,朱平,王嘉寅,周宇哲,赵章明,张显荣,高耀岿,王文毓受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/24