預熱燃燒技術是中國科學院工程熱物理研究所提出並開發的一種變革性煤粉清潔高效燃燒技術，適用於工業鍋爐、電站鍋爐、熱風爐、窯爐的新建和改造，具有燃料適應性強、NOx排放低、負荷調節靈活等優點。
該技術的主要流程和原理在於：將煤粉(可以擴展到粉狀燃料)先送入預熱燃燒器，通過煤粉自身少部分燃燒放熱將煤粉預熱到著火溫度點以上，實現煤粉改性，形成含有煤氣和高活性半焦的高溫氣固混合燃料後，再進入主燃燒室(如鍋爐爐膛)懸浮燃燒。預熱後的燃料燃燒特性顯著提升，且溫度高於著火點，一進入主燃燒室即快速燃燒，從而突破了常規的加熱、著火和燃燒的三段式燃燒過程。同時，由於預熱裝置內為強還原性氣氛，預熱析出的氮元素大部分被還原為氮氣，從而大幅度降低了主燃燒室的氮氧化物生成量。
中國科學院工程熱物理研究所早在2004年即提出了預熱燃燒技術，煤粉等燃料在循環流化床型式的燃燒器先進行預熱並脫除部分燃料氮，再通入爐膛通過分級燃燒進一步控制NOx生成，進而實現低NOx排放。
該項技術徹底解決了超低揮發分碳基燃料著火穩燃難、燃盡難和污染物排放水平高等問題。
基本介紹
- 中文名：預熱燃燒技術
- 外文名：preheating combustion technology
- 用途：燃料的清潔高效燃燒，例如在工業鍋爐、電站鍋爐等領域
- 性質：變革性的先進清潔燃燒技術
定義,技術特性,發展歷史,
定義
固體燃料先通過流態化自預熱形成高溫改性的預熱燃料，再將預熱燃料通入主燃燒室（爐膛）中進行懸浮燃燒的清潔燃燒技術。
技術特性
預熱燃燒技術具有燃料適應性強、NOx排放低、負荷調節靈活等優點。
發展歷史
中國科學院工程熱物理研究所循環流化床實驗室團隊自2004年提出“煤粉預熱燃燒技術”以來，經過系統的機理研究、小試試驗、中試試驗，原創性地提出了煤氮定向轉化的燃煤氮氧化物減排控制新思路，並揭示了預熱強化燃燒與煤氮定向轉化機理，發明燃料自持加熱-流態化預熱技術，並開發了預熱燃燒系統，直接在燃燒過程中控制NOx，形成了超低NOx煤粉預熱燃燒技術，在國內外首次實現煤粉燃燒NOx原始排放達到超低排放標準。
預熱燃燒技術發展歷程2004至2010年，提出預熱燃燒原理構想，建成30kWth預熱燃燒試驗平台，開展機理和小試研究；2010至2014年，開展中試研究，建成全流程煤粉預熱試驗平台(2MW煤粉預熱燃燒試驗平台)，打通工藝流程；2014至2016年，工業規模放大研究，開展首台工業示範項目建設(20t/h 預熱燃燒鍋爐)；2016年至今，開展預熱燃燒工程示範和商業運行，包括20~90t/h 規模的工業鍋爐和14~64MW的預熱燃燒器的商業化套用。
2020年12月4日，中國科學院工程熱物理研究所研發的“MW級超低NOx煤粉預熱燃燒技術”在北京通過了中國電力企業聯合會組織的科技成果評審。該技術的MW級試驗測試報告表明，輸入熱功率為1.88MW時，燃燒效率為99.39%，NOx原始排放濃度為49.09mg/m（基準O2含量：6%）。來自國內煤燃燒技術主要研發機構和三大動力集團的專家組成的評審委員會認為，“該技術在不藉助煙氣脫硝手段條件下，率先在國內外實現煤粉的高效燃燒和NOx超低排放，達到國際領先水平”，“建議該技術儘快套用於煤粉鍋爐”。
2021年，“40t/h煤粉工業鍋爐低NOx高效燃燒技術研究與示範”項目榮獲中國煤炭工業協會科學技術獎一等獎。獲獎項目研發的40t/h煤粉預熱燃燒鍋爐具有突出的環保性和經濟性優勢，相對於常規技術200-400mg/m的NOx原始排放水平，該鍋爐在不採用SCR和SNCR的條件下，全負荷下NOx原始排放均低於100mg/m；相較於常規燃煤工業鍋爐80%的鍋爐效率，該鍋爐滿負荷鍋爐效率達到93.08%，且在30%-100%負荷均能穩定運行，在30%負荷下依然能夠保證90%以上的鍋爐效率；此外，該鍋爐調節靈活，起停速度快，停爐48至72小時內可實現不投油10min快速啟動。該項目綜合技術水平經中國煤炭工業協會組織的鑑定，被評價為國際領先水平。
