燃气锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种燃气锅炉。
【背景技术】
[0002]燃气锅炉是以可燃气体(如天然气)为燃料的锅炉设备。燃气锅炉利用燃气燃烧所产生的热量与待加热流体进行热交换，以获得所需的加热流体。锅炉排烟基本无尘，特别是采用天然气为燃料时，不仅无尘，而且二氧化硫含量极低。在环保要求标准日益提高的前提下和城市大型集中供热为发展趋势的大形势下，燃气锅炉相比燃油锅炉和燃煤锅炉有更大的发展前景。
[0003]然而燃气锅炉在工作时,参与燃烧的空气中氮气会被氧化成氮氧化物并会随烟气排放到大气中造成污染。对于燃气锅炉来说，其工作时产生的氮氧化物的含量较低，因此通常能够达到直接排放标准。但是随着燃气锅炉的数量增加，其排放到空中的氮氧化物的总量也在增加，将对特定区域的大气质量产生一定的影响。如前所述，燃气锅炉烟气中氮氧化物的含量相对较低，如果采用现有技术中较为成熟的脱硝设备对其进行脱硝，由于增加脱硝设备的投资和运行费相对较高，会使得燃气锅炉烟气脱硝具有高成本低效益的缺点，难以推广使用。因此需要开发低投入、低运行费用、高效率的燃气锅炉烟气脱硝技术。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种新的燃气锅炉。
[0005]本发明一个进一步的目的是要使得本发明燃气锅炉脱硝成本低。
[0006]本发明另一个进一步的目的是要简化燃气锅炉的脱硝装置。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气锅炉，包括炉体，所述炉体内设置有燃烧室和换热烟道，所述燃气锅炉还包括:催化反应器，布置在所述换热烟道内，用于促使烟气中的N0被氧化成N02。
[0008]可选地，所述催化反应器中含有促使所述烟气中的N0被氧化成N02的催化剂，所述催化剂的载体为包含锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的混晶型二氧化钛，所述催化剂的活性组分为含有锰元素的氧化物。
[0009]可选地，所述载体中包含的锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的质量比为0.25:1-3:1 ;所述猛元素相对于所述载体的质量分数为5-40%。
[0010]可选地，所述催化剂具有蜂窝状结构。
[0011]可选地，所述催化反应器布置在所述换热烟道中温度为200-400°C优选为300-350°C 的区域。
[0012]可选地，所述换热烟道包括前烟箱、多个换热管以及后烟箱；
[0013]所述催化反应器布置在所述前烟箱或所述换热管中。
[0014]可选地，所述换热烟道包括前烟箱、多个第二回程换热管、多个第三回程换热管以及后烟箱，所述前烟箱通过所述多个第二回程换热管与所述燃烧室连通，所述前烟箱通过所述多个第三回程换热管束与后烟箱连通；
[0015]所述催化反应器布置在所述前烟箱或所述第二回程换热管或所述第三回程换热管中。优选地，所述催化反应器布置在所述前烟箱中。
[0016]可选地，所述换热烟道包括前烟箱、多个二回程换热管以及后烟箱，所述前烟箱与所述燃烧室连通，所述前烟箱通过所述多个二回程换热管与所述后烟箱连通；
[0017]所述催化反应器布置在所述前烟箱或所述二回程换热管中。
[0018]可选地，所述燃气锅炉还包括烟气余热回收装置，设置在所述炉体的外部，与所述后烟箱的烟气排出口连通；
[0019]其中，所述烟气余热回收装置具有冷凝装置，所述冷凝装置用于将所述烟气中的水蒸气冷凝成冷凝水，同时利用所述冷凝水从所述烟气中去除no2。
[0020]可选地，所述燃气锅炉还包括喷淋装置，设置在所述炉体的外部，用于去除所述烟气中的no2。
[0021 ] 可选地，所述燃气锅炉不包括喷淋装置。
[0022]本发明还提供了一种以天然气为燃料的燃气锅炉，包括炉体，所述炉体内设置有燃烧室和换热烟道，所述换热烟道具有与所述炉体外部连通的烟气排出口 ；所述燃气锅炉还包括:
[0023]催化反应器，布置在所述换热烟道内，用于促使烟气中的N0被氧化成N02 ;和
[0024]冷凝装置，布置在所述炉体的外部，且与所述炉体的烟气排出口相连通，用于将所述烟气中的水蒸气冷凝成冷凝水，同时利用所述冷凝水从所述烟气中去除no2，
[0025]其中，所述烟气在经过所述冷凝装置后在不经其他N02吸收装置的情况下被排放至大气中。
[0026]可选地，所述冷凝装置包含在烟气余热回收装置中，或属于烟气余热回收装置的一部分。
[0027]本发明在燃气锅炉内部换热烟道中设置催化反应器，烟气中的N0在流过催化剂时被氧化为N02，利用烟气在与燃气锅炉炉体配套使用的烟气余热回收装置中的产生的冷凝水对烟气中的N02加以捕集，相比现有技术中对燃气锅炉进行脱硝的脱硝设备，本发明具有低成本高效益的优势。
[0028]本发明也可在燃气锅炉炉体外部单独加装喷淋装置或同时加装烟气余热回收装置和喷淋装置，通过喷淋水或碳酸钠、碳酸氢钠等弱碱性溶液获得更好的no2捕集效果。
[0029]进一步地，本发明既可用于新型燃气锅炉的设计制造，也可用于对现有燃气锅炉的改造(即在现有燃气锅炉的基础上，在其换热烟道中加装催化反应器)。实验表明，对现有燃气锅炉的改造不会对现有燃气锅炉的烟气流动、换热等带来不利影响。因此本发明具有较强的实用性。
[0030]本发明由于采用的催化剂成本相对低廉，布置方式简单方便，且能达到令人满意的脱硝效果，对中小型燃气锅炉尤其适用，有良好的应用前景。
[0031]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0032]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0033]图1是根据本发明一个实施例的燃气锅炉的示意性结构图；
[0034]图2是根据本发明另一个实施例的燃气锅炉的示意性结构图；
[0035]图3是根据本发明又一个实施例的燃气锅炉的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0036]燃气锅炉烟气中的氮氧化物(N0X，主要是N0和N02)，是空气中的氮气在燃气锅炉高温燃烧的条件下产生的，主要以N0的形式存在，难溶于水，易被氧化为N02等高价氮氧化物。而N02溶于水和碱液。因此，本发明采用将烟气中的N0被烟气中的02氧化成N02的方式对燃气锅炉的烟气进行脱硝。特别地，本发明将装载有催化N0氧化的催化剂的催化剂反应器布置在燃气锅炉内部的换热烟道中，利用换热烟道中烟气的温度使催化剂工作在较合适的温度范围内，以较好地发挥其对N0氧化的催化作用。
[0037]本发明实施例的燃气锅炉一般性地可包括炉体、在炉体内设置的燃烧室和换热烟道。其中，燃气锅炉还包括催化反应器，布置在所述换热烟道内，用于促使烟气中的N0被氧化成N02。本发明通过在燃气锅炉内部的换热烟道中布置催化剂，可利用烟气中的氧气将燃烧生成的一氧化氮催化氧化为二氧化氮，随后利用与燃气锅炉配套使用的烟气余热回收装置中产生的冷凝水或加装的喷淋装置对二氧化氮进行吸收捕集，脱硝过程简单，且成本较为低廉。
[0038]催化反应器中含有促使所述烟气中的N0氧化成勵2的催化剂。催化反应器中使用的催化剂优选为中国专利申请201310335980.6中公开的催化剂。在一个实施例中，所述催化剂的载体为包含锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的混晶型二氧化钛，所述催化剂的活性组分为含有锰元素的氧化物。在进一步的实施例中，所述载体中包含的锐钛矿型二氧化钛和金红石型二氧化钛的质量比为0.25:1-3:1 ;所述锰元素相对于所述载体的质量分数为5-40%。为了便于安装，例如可将催化剂加工成立方体，其截面为多孔的蜂窝状，然后用角钢将这些催化剂固定在燃气锅炉的换热烟道中形成催化反应器。催化剂的具体几何尺寸如截面形状和流通面积等可根据锅炉的相关参数如烟气温度、流量、烟管尺寸等设计，保证烟气流动阻力在一定范围内。对于前述的催化剂，其较适用的温度范围在200-400°C，并且当温度在300-350°C时，其催化效率更好，因此，在本发明中，可优选将催化反应器设置在温度为200-400°C进一步优选为300-350°C的换热烟道中。
[0039]图1是根据本发明一个实施例