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一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法

阅读：202发布：2024-02-10

专利汇可以提供一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法，主要包括增氧高温还原性燃烧、化学链空气分离和半焦预热系统，可实现半焦类低挥发分燃料在电站锅炉中与煤大比例、低NOx和高效混燃，显著提高电厂的经济和环保效益。选用优化的金属载氧体，利用化学链空气分离原理制得的纯氧，通过二次风或墙式风喷口送入炉膛，保证主燃区过量氧气系数低于0.8，创造还原性的高温增氧区。利用化学链空分装置得到高温贫氧空气来预热半焦燃料，提高入炉温度，解决其燃烧困难的问题；燃尽风采用高氧浓度空气或纯氧以提高燃料的燃烧效率。还原反应器产生的氧气由汽轮机抽汽携带并通过电厂低压加热器冷凝分离，大大降低了空分系统的能耗。，下面是一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，包括锅炉本体(1)，省煤器(2)，空气预热器(3)，化学链氧化反应器(4)，氧化态氧载体(5)，化学链还原反应器(6)，还原态氧载体(7)，汽轮机高压缸(8)，汽轮机中低压缸(9)，发电机(10)，凝汽器(11)，低压加热器(12)，氧气分离器(13)，除氧器(14)、高压加热器(15)，半焦给粉系统(16)，旋风预热分离器(17)，烟煤给粉系统(18)，烟煤燃烧器(19)，主燃区二次风或墙式喷口(20)，预热半焦燃烧器(21)，预热产物燃烧器(22)，燃尽风喷口(23)，以及自下而上布置在炉膛内的主燃区、预热产物燃烧及NOx还原区和燃尽区；其中，
省煤器(2)和空气预热器(3)安装在锅炉本体(1)的尾部烟道内；工作时，经空气预热器加热之后的部分热空气通入化学链氧化反应器(4)将还原态氧载体(7)氧化为氧化态氧载体(5)，并产生高温贫氧空气；氧化态氧载体(5)送入化学链还原反应器(6)在蒸汽环境下释放高浓度氧气，转化为还原态氧载体(7)循环利用，送入化学链还原反应器(6)的过热蒸汽通过汽轮机中低压缸(9)抽汽产生；化学链还原反应器(6)产出的含有高浓度氧气的过热蒸汽送入低压加热器(12)通过与冷凝水换热后蒸汽被冷凝，通过氧气分离器(13)分离出高浓度氧气和冷凝水，冷凝水送入低压加热器(12)之前管路进入汽水循环系统；分离得到的纯氧通入空气预热器(3)中加热后通过主燃区二次风或墙式喷口(20)和燃尽风喷口(23)喷入炉膛；经空气预热器(3)加热的另一部分空气作为一次风和二次风，其中部分一次风通过烟煤给粉系统(18)携带烟煤煤粉经由烟煤燃烧器(19)送入炉膛燃烧，部分一次风携带旋风预热分离器(17)分离得到的预热半焦粉末通过预热半焦燃烧器(21)送入炉膛主燃区，二次风通过主燃区二次风或墙式喷口(20)喷入炉膛；化学链氧化反应器(4)得到的部分高温贫氧空气携带由半焦给粉系统(16)制得的半焦粉末进入旋风预热分离器(17)中反应的得到预热半焦和预热产气，其中预热产气携带部分超细半焦粉末通过预热产物燃烧器(22)送入炉膛NOx还原区进行燃烧利用；锅炉产生蒸汽依次通过汽轮机高压缸(8)，汽轮机中低压缸(9)做功，带动发电机(10)发电，做工后的蒸汽依次通过凝汽器(11)、低压加热器(12)、除氧器(14)、高压加热器(15)和省煤器(2)之后送入炉膛加热产生高温蒸汽，循环做功利用。
2.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，主燃区布置有增氧或纯氧二次风或墙式风喷口(20)。
3.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，氧化反应器(4)的热空气由布置在炉膛尾部的空气预热器引入，载氧体选择金属氧化物载氧体或硫酸盐载氧体。
4.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，还原反应器(5)的过热蒸汽由汽轮机抽汽提供，能够根据不同电厂的具体参数选择相应的汽轮机末级抽汽。
5.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，还原反应器(5)出口的携氧蒸汽通过低压加热器冷凝后通过氧气分离器分离得到纯氧与冷凝水，分离得到的疏水与上级冷凝水混合进入汽水系统循环。
6.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，氧化反应器(4)出口的贫氧空气通入旋风预热分离器(17)对半焦进行预热处理，旋风预热分离器(17)上设置有水冷系统。
7.根据权利要求1所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，其特征在于，该电站系统针对半焦与烟煤混燃体系，或者用于纯燃低挥发分燃料，包括半焦、无烟煤和贫煤。
8.一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至7至任一项所述的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，包括：
1)烟煤和半焦采用分磨制粉的方法，得到所需细度的烟煤煤粉从炉膛下部喷入炉膛着火燃烧，起到着火引燃的作用；半焦燃料磨煤机研磨后得到所需细度的半焦粉末，被氧化反应器(4)出口的高温贫氧空气携带进入旋风预热分离器(17)后，形成预热半焦和预热产物分级喷入炉膛的主燃区和预热产物燃烧及NOx还原区；
2)氧化反应器(4)得到的高温贫氧空气一部分用于预热半焦，与空气或热二次风混合以调节含氧量与温度，高温贫氧空气与半焦燃料在者在旋风预热分离器(10)内剧烈混合反应，分离得到强还原性的预热产物喷入炉膛NOx还原区，而预热半焦则送入炉膛主燃区进行燃烧；另一部分根据电厂运行调节喷入炉膛对应烟道通过对流换热器进行热量回收利用；
3)经空气预热器加热后的热空气部分引入化学链空气分离系统中的氧化反应器(4)与还原态载氧体进行反应，释放出大量热量，并形成氧化态的载氧体送入还原反应器(6)；从汽轮机末级抽取过热蒸汽送入还原分反应器(6)，在氧分压几乎为零的环境中，氧化态载氧体释放出其含有的氧气转变为还原态的载氧体，释放的氧气被过热蒸汽带走通过低压加热器(12)冷凝后，经氧气分离器(13)分离获得高纯度的氧气；得到的高纯的氧气通过空气预热器(3)加热后送入炉膛主燃区，创造增氧环境；
4)冷凝分离得到的疏水与上级冷凝水混合，依次通过低压加热器(12)、除氧器(14)、高压加热器(15)和省煤器(2)作为锅炉给水进入炉膛汽水系统循环；
5)化学链空分得到的高纯度氧气可选择与二次风混合或单独通过二次风和墙式风喷口送入炉膛，高氧浓度环境使得燃料剧烈燃烧，创造出高温环境，同时控制主燃区过量氧气系数低于0.8，创造出增氧高温还原性气氛，降低了初始燃烧阶段的NOx生成；
6)根据实际运行情况，选择将二次风与纯氧混合风或纯氧作为燃尽风，由设置在炉膛上部的燃尽风喷口送入炉膛，并提高燃尽风喷口位置，延长NOx还原长度，使未燃尽的燃料在高氧浓度条件下剧烈燃烧，显著提高燃料燃烧效率；
7)主燃区燃烧区配置选择半焦与烟煤间隔喷入的方式，通过易燃烟煤的引燃作用来进一步改善燃料的燃烧特性。

说明书全文

一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法

技术领域

[0001] 本发明属于火力发电领域，特别涉及一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法。

背景技术

[0002] 煤炭的清洁高效利用仍然是近几十年来能源领域关注的焦点之一。煤炭分质梯级利用包括煤液化、气化、热解等为其关键技术之一，相关煤化工产业在我国迅速发展，分布广泛。半焦是低阶煤煤中低温热解的固体产品，其大规模、清洁的利用是煤炭分级利用的关键之一。随着我国低阶煤分级转化产业的发展，煤气化、制焦等行业每年将产生数亿吨半焦、残炭。一种有效的方法是将半焦这类低挥发分燃料作为动力燃料燃烧利用。但由于半焦挥发分含量极低，在其燃烧过程中存在着火和燃尽性能差、氮氧化物排放量高的问题。在电站锅炉中将烟煤与半焦进行掺烧利用有效提高半焦燃料的燃烧性能，并降低NOx排放，优化的半焦与烟煤混燃系统有待开发。而随着我国的发展，为应对日益严峻的环境保护压力，火力发电厂大气污染物排放标准日益严苛。单纯掺烧烟煤，其燃烧过程中NOx排放依然较高。同时考虑到电厂的经济效益，应减少对SCR等高成本脱硝装置的依赖，则需开发新型的低NOx燃烧技术，在燃烧源头控制减少NOx的生成。

[0003] 化学链空气分离技术就是基于化学链燃烧技术的基础上提出的，是一种新的制氧工艺。即使考虑了系统运行过程中的热量损失，制氧能耗也仅有0.08kWh/m3，是传统的深冷法制氧能耗(0.3kWh/m3)的26％，并且该法系统简单，成本投资较少，能够快启快停，并且可以适用于不同规模的制氧场合。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统与方法，其可实现在电站锅炉中大比例掺烧半焦，通过化学链空气分离技术得到高温贫氧空气和高纯度氧气，利用高温贫氧空气预热半焦燃料，将高纯度氧气喷入主燃区，在控制主燃区过量氧气系数低于0.8的条件下，创造增氧高温强还原气氛，同时解决半焦燃料燃烧过程中产生的NOx排放高和着火、稳燃和燃尽性能差等问题，实现半焦类低挥发分燃料大规模高效清洁燃烧，同时提高电厂经济效益。

[0005] 本发明采用如下技术方案来实现的：

[0006] 一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，包括锅炉本体，省煤器，空气预热器，化学链氧化反应器，氧化态氧载体，化学链还原反应器，还原态氧载体，汽轮机高压缸，汽轮机中低压缸，发电机，凝汽器，低压加热器，氧气分离器，除氧器、高压加热器，半焦给粉系统，旋风预热分离器，烟煤给粉系统，烟煤燃烧器，主燃区二次风或墙式喷口，预热半焦燃烧器，预热产物燃烧器，燃尽风喷口，以及自下而上布置在炉膛内的主燃区、预热产物燃烧及NOx还原区和燃尽区；其中，

[0007] 省煤器和空气预热器安装在锅炉本体的尾部烟道内；工作时，经空气预热器加热之后的部分热空气通入化学链氧化反应器将还原态氧载体氧化为氧化态氧载体，并产生高温贫氧空气；氧化态氧载体送入化学链还原反应器在蒸汽环境下释放高浓度氧气，转化为还原态氧载体循环利用，送入化学链还原反应器的过热蒸汽通过汽轮机中低压缸抽汽产生；化学链还原反应器产出的含有高浓度氧气的过热蒸汽送入低压加热器通过与冷凝水换热后蒸汽被冷凝，通过氧气分离器分离出高浓度氧气和冷凝水，冷凝水送入低压加热器之前管路进入汽水循环系统；分离得到的纯氧通入空气预热器中加热后通过主燃区二次风或墙式喷口和燃尽风喷口喷入炉膛；经空气预热器加热的另一部分空气作为一次风和二次风，其中部分一次风通过烟煤给粉系统携带烟煤煤粉经由烟煤燃烧器送入炉膛燃烧，部分一次风携带旋风预热分离器分离得到的预热半焦粉末通过预热半焦燃烧器送入炉膛主燃区，二次风通过主燃区二次风或墙式喷口喷入炉膛；化学链氧化反应器得到的部分高温贫氧空气携带由半焦给粉系统制得的半焦粉末进入旋风预热分离器中反应的得到预热半焦和预热产气，其中预热产气携带部分超细半焦粉末通过预热产物燃烧器送入炉膛NOx还原区进行燃烧利用；锅炉产生蒸汽依次通过汽轮机高压缸，汽轮机中低压缸做功，带动发电机发电，做工后的蒸汽依次通过凝汽器、低压加热器、除氧器、高压加热器和省煤器之后送入炉膛加热产生高温蒸汽，循环做功利用。

[0008] 本发明进一步的改进在于，主燃区布置有增氧或纯氧二次风或墙式风喷口。

[0009] 本发明进一步的改进在于，氧化反应器的热空气由布置在炉膛尾部的空气预热器引入，载氧体选择金属氧化物载氧体或硫酸盐载氧体。

[0010] 本发明进一步的改进在于，还原反应器的过热蒸汽由汽轮机抽汽提供，能够根据不同电厂的具体参数选择相应的汽轮机末级抽汽。

[0011] 本发明进一步的改进在于，还原反应器出口的携氧蒸汽通过低压加热器冷凝后通过氧气分离器分离得到纯氧与冷凝水，分离得到的疏水与上级冷凝水混合进入汽水系统循环。

[0012] 本发明进一步的改进在于，氧化反应器出口的贫氧空气通入旋风预热分离器对半焦进行预热处理，旋风预热分离器上设置有水冷系统。

[0013] 本发明进一步的改进在于，该电站系统针对半焦与烟煤混燃体系，或者用于纯燃低挥发分燃料，包括半焦、无烟煤和贫煤。

[0014] 一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的方法，该方法基于上述一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，包括：

[0015] 1)烟煤和半焦采用分磨制粉的方法，得到所需细度的烟煤煤粉从炉膛下部喷入炉膛着火燃烧，起到着火引燃的作用；半焦燃料磨煤机研磨后得到所需细度的半焦粉末，被氧化反应器出口的高温贫氧空气携带进入旋风预热分离器后，形成预热半焦和预热产物分级喷入炉膛的主燃区和预热产物燃烧及NOx还原区；

[0016] 2)氧化反应器得到的高温贫氧空气一部分用于预热半焦，与空气或热二次风混合以调节含氧量与温度，高温贫氧空气与半焦燃料在者在旋风预热分离器内剧烈混合反应，分离得到强还原性的预热产物喷入炉膛NOx还原区，而预热半焦则送入炉膛主燃区进行燃烧；另一部分根据电厂运行调节喷入炉膛对应烟道通过对流换热器进行热量回收利用；

[0017] 3)经空气预热器加热后的热空气部分引入化学链空气分离系统中的氧化反应器与还原态载氧体进行反应，释放出大量热量，并形成氧化态的载氧体送入还原反应器；从汽轮机末级抽取过热蒸汽送入还原分反应器，在氧分压几乎为零的环境中，氧化态载氧体释放出其含有的氧气转变为还原态的载氧体，释放的氧气被过热蒸汽带走通过低压加热器冷凝后，经氧气分离器分离获得高纯度的氧气；得到的高纯的氧气通过空气预热器加热后送入炉膛主燃区，创造增氧环境；

[0018] 4)冷凝分离得到的疏水与上级冷凝水混合，依次通过低压加热器、除氧器、高压加热器和省煤器作为锅炉给水进入炉膛汽水系统循环；

[0019] 5)化学链空分得到的高纯度氧气可选择与二次风混合或单独通过二次风和墙式风喷口送入炉膛，高氧浓度环境使得燃料剧烈燃烧，创造出高温环境，同时控制主燃区过量氧气系数低于0.8，创造出增氧高温还原性气氛，降低了初始燃烧阶段的NOx生成；

[0020] 6)根据实际运行情况，选择将二次风与纯氧混合风或纯氧作为燃尽风，由设置在炉膛上部的燃尽风喷口送入炉膛，并提高燃尽风喷口位置，延长NOx还原长度，使未燃尽的燃料在高氧浓度条件下剧烈燃烧，显著提高燃料燃烧效率；

[0021] 7)主燃区燃烧区配置选择半焦与烟煤间隔喷入的方式，通过易燃烟煤的引燃作用来进一步改善燃料的燃烧特性。

[0022] 本发明具有如下有益的技术效果：

[0023] 1)本电站系统通过将高纯度氧气混入二次风或单独喷入高纯度氧气的方法，提高主燃区的氧浓度，同时控制主燃区过量氧气系数低于0.8，创造了主燃区的增氧高温强还原气氛，同时解决半焦燃料燃烧过程中产生的NOx排放高和着火、稳燃和燃尽性能差等问题，实现半焦类低挥发分燃料大规模高效清洁燃烧。

[0024] 2)本燃烧系统和方法可显著降低初始燃烧过程中的NOx生成，减少或省去电厂对SCR等脱硝装置的依赖，大大提高电厂投资和运行的经济性。

[0025] 3)本系统燃烧过程中的高纯度氧气由化学链空气分离装置制得，相比于深冷法，大大降低了制氧能耗，减少占地，且用于燃烧的氧气温度高于深冷法，减少了加热氧气所需要的热量，显著提高了经济效益。

[0026] 4)本系统充分利用化学链空气分离装置得到的高温贫氧空气，对低挥发分的半焦燃料进行预热，显著改善了半焦燃料的燃烧特性，提高锅炉燃烧效率。同时，预热过程产生的还原性预热产物通入炉膛NOx还原区，实现了燃料的高效利用和进一步降低了初始燃烧过程中的NOx生成。根据实际运行工况，过量的高温贫氧空气可通入炉膛烟道中与烟气混合，充分利用其热量，提高经济效益。同时可通过热风和高温贫氧空气的比例调节温度和含氧量，从而改变旋风预热分离器产出的预热气体成分，达到与煤种和实际运行工况匹配的目的。

[0027] 5)本系统在燃尽区喷入高氧浓度燃尽风或纯氧，可显著改善混合燃料的燃烧特性，提高低挥发分半焦燃料的燃尽率，在少许增加NOx生成的基础上，可有效降低飞灰含碳量和提高锅炉效率。

[0028] 6)本系统和方法简单有效，亦简化处理用于现役电厂的改造，只需在原系统中添加化学链空分和旋风预热分离器即可达到目的。

[0029] 7)采用分磨制粉的方式，对半焦和烟煤两种燃料进行研磨，可两种燃料的不同细度处理，对于半焦输送管道和燃烧器可有效进行特殊防磨处理。附图说明

[0030] 图1是本发明的整体结构示意图。

[0031] 图2是本发明的一种炉膛燃烧布置方式的俯视图，图2(a)为四角切圆燃烧，图2(b)为前后墙对冲燃烧。

[0032] 图3是本发明的另一种炉膛燃烧布置方式的俯视图，图3(a)为四角切圆燃烧，图3(b)为前后墙对冲燃烧。

[0033] 附图标记说明：

[0034] 1为锅炉本体，2为省煤器，3为空气预热器，4为化学链氧化反应器，5为氧化态氧载体，6为化学链还原反应器，7为还原态氧载体，8为汽轮机高压缸，9为汽轮机中低压缸，10为发电机，11为凝汽器，12为低压加热器，13为氧气分离器，14为除氧器、15为高压加热器，16为半焦给粉系统，17为旋风预热分离器，18为烟煤给粉系统，19为烟煤燃烧器，20为主燃区二次风或墙式喷口，21为预热半焦燃烧器，22为预热产物燃烧器，23为燃尽风喷口。

具体实施方式

[0035] 本发明的目的在于提供一种可实现在电站锅炉中大比例掺烧半焦，通过化学链空气分离技术得到高温贫氧空气和高纯度氧气，利用高温贫氧空气预热半焦燃料，将高纯度氧气喷入主燃区，在控制主燃区过量氧气系数低于0.8的条件下，创造增氧高温强还原气氛，同时解决半焦燃料燃烧过程中产生的NOx排放高和着火、稳燃和燃尽性能差等问题，实现半焦类低挥发分燃料大规模高效清洁燃烧。

[0036] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

[0037] 参见图1，本发明提供的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的电站系统，包括锅炉本体1以及自下而上布置其炉膛内的主燃区、预热产物燃烧及NOx还原区和燃尽区，在锅炉本体1的尾部烟道内还安装有省煤器2和空气预热器3，化学链氧化反应器4，氧化态氧载体5，化学链还原反应器6，还原态氧载体7，汽轮机高压缸8，汽轮机中低压缸9，发电机10，凝汽器11，低压加热器12，氧气分离器13，除氧器14、高压加热器15，半焦给粉系统16，旋风预热分离器17，烟煤给粉系统18，烟煤燃烧器19，二次风或墙式喷口20，预热半焦燃烧器
21，预热产物燃烧器22，以及燃尽风喷口23。炉膛自下而上形成高温增氧还原性主燃区、预热产物燃烧及NOx还原区和增氧燃尽区。主燃区布置有增氧或纯氧主燃区二次风或墙式风喷口20。

[0038] 本发明采用分磨制粉的方式，对半焦和烟煤两种燃料进行研磨，可实现两种燃料的不同细度处理，对于半焦输送管道和燃烧器可有效进行特殊防磨处理。

[0039] 化学链空气分离装置的氧化反应器的热空气由布置在炉膛尾部的空气预热器引入。载氧体可选择金属氧化物载氧体和硫酸盐载氧体，包括铜基载或钙钛矿等高效载氧体。化学链空气分离装置中还原反应器的过热蒸汽由汽轮机抽汽提供，可根据不同电厂的具体参数选择相应的汽轮机末级抽汽，蒸汽参数可根据还原反应器的参数选择大气压力(0.1MPa)附近或低于大气压力的过热蒸汽。化学链空气分离装置中还原反应器出口的携氧蒸汽通过低压加热器冷凝后通过氧气分离器分离得到纯氧与冷凝水，分离得到的疏水与上级冷凝水混合进入汽水系统循环。

[0040] 化学链空气分离装置中氧化反应器出口的高温贫氧空气通入旋风预热分离器对半焦进行预热处理，旋风预热分离器上设置有水冷系统。

[0041] 半焦预热系统中可根据需要采用并联或串联多个旋风分离器。

[0042] 氧化反应器得到的高温贫氧空气主要用于预热半焦，当高温空气过量时，剩余的高温贫氧空气将通入锅炉烟道烟气混合通过对流受热面利用热量。

[0043] 所述的高温贫氧空气可选择与热一次风配比调节温度及含氧量，调节温度至700～800℃，此温度范围有利于半焦的活化，抑制NOx的生成，同时可保证半焦达到一定的预热温度，同时适当的含氧量保证半焦和高温贫氧空气发生部分气化反应；

[0044] 所述系统主要针对半焦与烟煤混燃体系，同时也可用于纯燃低挥发分燃料，如半焦、无烟煤和贫煤等。

[0045] 主燃区燃烧器采用半焦与烟煤间隔喷入的方式，同时底部燃烧器喷入烟煤，利用易燃的烟煤着火来改善半焦的着火与稳燃性能。高温的预热半焦由热一次风通过燃烧器送入炉膛中下部，迅速着火燃烧。还原性的预热产物和少量超细的半焦喷入炉膛NOx还原区，在实现燃料充分燃烧的同时进一步降低了NOx生成。燃尽风可选择将高纯度氧气混入方式或单独喷入纯氧方式，提高燃尽区氧浓度，在可接受的NOx排放增加的基础上，进一步提高燃料的燃尽率，降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。

[0046] 本发明所述的半焦低NOx掺烧方法，主要流程及参数总结如下：

[0047] 1)化学链空气分离装置制得的高纯度氧气通过与二次风掺混或单独喷入炉膛主燃区，提高主燃区氧浓度，改善半焦的着火和燃烧特性，并创造高温区；

[0048] 2)控制主燃区喷入空气和氧气量，保证主燃区过量氧气系数低于0.8；过量氧气系数为实际通入氧气量与完全燃烧所需氧气量的比值。

[0049] 3)利用化学链空气分离装置得到的高温贫氧空气预热低挥发分半焦燃料，提高半焦入炉温度，改善其燃烧特性；

[0050] 4)高温贫氧空气预热半焦之后产生的还原性预热气体和少许超细半焦喷入炉膛NOx还原区进行燃烧利用，并促进NOx还原；

[0051] 5)适当提高燃尽风喷口位置，通过在燃尽风中掺入氧气或将氧气作为燃尽风喷入燃尽区，使难燃的燃料充分燃尽。

[0052] 本发明提供的一种通过化学链空分实现半焦低NOx掺烧的方法，具体实施如下：

[0053] 1)烟煤和半焦采用分磨制粉的方法，通过烟煤制粉系统18得到细度较小的烟煤煤粉从炉膛下部喷入炉膛着火燃烧，可起到着火引燃的作用。半焦燃料经由半焦制粉系统16研磨后得到较细的半焦粉末，被氧化反应器4出口的高温贫氧空气携带进入旋风预热分离器17后，形成预热半焦和预热产物分级分别通过烟煤燃烧器19和半焦燃烧器21喷入炉膛的主燃区和预热产物燃烧及NOx还原区；

[0054] 2)氧化反应器4得到的高温贫氧空气一部分用于预热半焦，可与空气或热二次风混合以调节含氧量与温度，高温贫氧空气与半焦燃料在者在旋风预热分离器17内剧烈混合反应，分离得到强还原性的预热产物喷入炉膛NOx还原区，而预热半焦则送入炉膛主燃区进行燃烧；另一部分根据电厂运行调节喷入炉膛对应烟道通过对流换热器进行热量回收利用。

[0055] 3)经空气预热器3加热后的热空气部分引入化学链空气分离系统中的氧化反应器4与还原态载氧体7进行反应，释放出大量热量，并形成氧化态的载氧体5送入还原反应器6；
从汽轮机末级9抽取过热蒸汽送入还原分反应器6，在氧分压几乎为零的环境中，氧化态载氧体5释放出其含有的氧气转变为还原态的载氧体7，释放的氧气被过热蒸汽带走通过低压加热器12冷凝后，经氧气分离器13分离获得高纯度的氧气；得到的高纯的氧气通过空气预热器3加热后送入炉膛主燃区，创造增氧环境。

[0056] 4)冷凝分离得到的疏水与上级冷凝水混合，依次通过低压加热器12，除氧器14，高压加热器15和省煤器2作为锅炉给水进入炉膛汽水系统循环。

[0057] 5)化学链空分得到的高纯度氧气可选择与二次风混合或单独通过二次风和墙式风喷口20送入炉膛，高氧浓度环境使得燃料剧烈燃烧，创造出高温环境，同时控制主燃区过量氧气系数低于0.8，创造出增氧高温还原性气氛，大大降低了初始燃烧阶段的NOx生成。具体主燃区二次风布置方式可参照图2和图3。

[0058] 6)根据实际运行情况，可选择将热风与纯氧混合风或纯氧作为燃尽风，由设置在炉膛上部的燃尽风喷口23送入炉膛，并适当提高燃尽风喷口位置，延长NOx还原长度，使未燃尽的燃料在高氧浓度条件下剧烈燃烧，显著提高燃料燃烧效率。

[0059] 应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，还应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域的技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，然而，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

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