一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，包括余热锅炉以及引风机，天然气浮法玻璃窑炉所排出的烟气通过引风机抽引至余热锅炉，还包括除尘系统以及脱硝系统；天然气浮法玻璃窑炉的排烟口通过烟道与余热锅炉连通，余热锅炉的烟道通过垂直于烟气流向的烟道闸板分隔成相互独立的两部分，分别为第一烟道、第二烟道，所述第一烟道、第二烟道沿着余热锅炉中烟气流向顺序设置，且第一烟道的侧壁设置有取烟口，该取烟口的设立位置满足脱销系统进行脱销工艺的温度需求，而第二烟道的侧壁则设置有回烟口；另外，在取烟口和回烟口之间顺序连接除尘系统和脱销系统。因此，本实用新型在使玻璃窑炉烟气排放达标满足环保要求的同时，实现烟气余热的稳定高效利用，有效避免烟气的热能损失。
【专利说明】一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种烟气环保治理及余热回收系统，更具体地涉及一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统。
【背景技术】
[0002]随着国家对大气污染控制的要求日渐严格，限制排放的污染物种类也在逐步增多，氮氧化物及粉尘的排放治理要求已多次明确并强制执行。根据目前浮法玻璃行业的生产规模及燃料使用情况，玻璃熔窑内温度约1600°C，主烟道烟气排放温度分布在400°C?520°C，烟气中的主要污染物为SOj^P NOx，其含量随使用的燃料不同而相差较大。天然气燃料中本身硫含量极少，采用Na2SO4作为玻璃澄清剂，分解微量SO2产生，对于采用天然气作为燃料的熔炉，SO2排放浓度在200mg/m3左右，排放浓度满足环保要求(国家强制标准400mg/m3)o天然气玻璃窑炉颗粒物(粉尘)初始排放浓度在99?280mg/m3,国家强制标准要求达到50mg/m3以下；同时其氮氧化物初始排放浓度在1800?2870mg/m3,国家强制标准要求达到700mg/m3以下；因此，为满足环保要求，通常需要对烟气进行除尘和脱销处理。
[0003]目前天然气浮法玻璃窑炉烟气常用的除尘方法有:
[0004](一)干法除尘；通常有重力沉降除尘器，离心旋风除尘器及袋式除尘器。
[0005](二)湿法除尘；借助液滴或液膜洗涤含尘气体，使尘粒附着于液体上或凝集成大粒，使粒子分离。
[0006](三)电除尘(ElectrostaticPrecipitat1n,简称EP);利用电晕放电使含尘气体中的粒子带电，借助电作用力使带电粒子分离。
[0007]目前天然气浮法玻璃窑炉烟气常用的脱硝方法有:
[0008](一)选择性催化还原法(SelectiveCatalytic Reduct1n,简称SCR);选择性催化还原法(SCR)可分为高温、中温、低温三种不同的工艺。高温SCR—般指的是催化剂的适用温度在450°C?600°C及以上，中温SCR是指催化剂的适用温度在280°C?420°C，低温SCR是指催化剂的适用温度在120°C?300°C。SCR工艺的基本反应方程式如下:
[0009]4NH3+4N0+02=4N2+6H20 (I)
[0010]8NH3+6N02=7N2+12H20(2)
[0011]4NH3+2N02+02=3N2+6H20 (3)
[0012]在催化剂作用下，向温度约280°C?420°C的烟气中喷入氨，将NOx还原成队和H2O。
[0013](二)选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduct1n,简称 SNCR);选择性非催化还原(SNCR)脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为850°C?1050°C的区域，该还原剂迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与窑炉烟气中的NOx进行反应而生成N2和H20。
[0014](三)湿法脱硝；旋流板塔技术，采用高锰酸钾KMnOjPNaOH作为吸收剂，先用KMnO4将烟气中的NO氧化为NO2,再用NaOH反应去除NO2,达到除去烟气中NOx的目的。
[0015]当前，我国旨在建设资源节约型、环境友好型的新型工业化道路；因此，对于天然气浮法玻璃窑炉的烟气如果仅治理不加以回收，将造成能源浪费；而如何将天然气浮法玻璃窑炉的烟气的余热回收与烟气治理两个工序有机结合，以达到能源利用最大化，是当前天然气浮法玻璃窑炉的烟气回收治理的极大挑战；因此，开发出适应上述需求的新型烟气治理工艺，实现清洁生产，能源回收，对于目前天然气浮法玻璃窑炉的烟气回收治理领域来说势在必打。
实用新型内容
[0016]本实用新型是在对天然气浮法玻璃窑炉烟气的特性及温度分布规律深入理解的基础上提出，目的是为了解决上述技术问题而提出的一种工艺布置紧凑、投资较少、热能利用率高的天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，在使玻璃窑炉烟气排放达标满足环保要求的同时，实现烟气余热的稳定高效利用，有效避免烟气的热能损失。所述系统是环保治理及余热回收系统，包括余热锅炉，除尘系统，脱硝系统及引风机；玻璃窑炉通过烟道与余热锅炉连通，通过引风机将玻璃窑炉烟气抽引至余热锅炉，玻璃窑炉烟气经余热锅炉降至适宜温度引入除尘系统及脱硝系统进行环保治理，环保治理后的玻璃窑炉烟气再次引入余热锅炉换热，后经引风机抽吸，排入大气。本实用新型是在我国建设资源节约型，环境友好型社会大背景下，实现新型工业化道路的过程中提出，旨在促进玻璃行业清洁生产，实现产业结构优化升级，助力循环经济，具有良好的环境效益和社会效益。
[0017]为实现以上的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案:
[0018]一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，包括余热锅炉以及引风机，天然气浮法玻璃窑炉所排出的烟气通过引风机抽引至余热锅炉，还包括除尘系统以及脱硝系统；天然气浮法玻璃窑炉的排烟口通过烟道与余热锅炉连通，余热锅炉的烟道通过垂直于烟气流向的烟道闸板分隔成相互独立的两部分，分别为第一烟道、第二烟道，所述第一烟道、第二烟道沿着余热锅炉中烟气流向顺序设置，且第一烟道的侧壁设置有取烟口，该取烟口的设立位置满足脱销系统进行脱销工艺的温度需求，而第二烟道的侧壁则设置有回烟口 ；另外，在取烟口和回烟口之间顺序连接除尘系统和脱销系统。由此可知:本实用新型通过在余热锅炉中设置前置传热面，将天然气浮法玻璃窑炉所排出的高温烟气降低至适宜温度，再将烟气送往除尘、脱销系统分别进行烟气环保治理，最后将该清洁烟气送往余热锅炉烟道中进行余热回收；因此，本实用新型可以有效地提高脱销系统的效率以及使用寿命；同时也能在很大程度上提高烟气的回收效率；
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述余热锅炉呈π形设置；所述π形余热锅炉一端设置有烟气进口，余热锅炉的烟气进口通过烟道与天然气浮法玻璃窑炉的排烟口连通，另一端设置有烟气出口，引风机的抽吸口面向余热锅炉的烟气出口设置；烟道闸板设置于^形余热锅炉的一个侧臂上。
[0020]作为本实用新型的进一步改进，所述取烟口和回烟口的设置部位均配装有烟口闸板；所述烟口闸板的启闭控制所述取烟口与余热锅炉烟道或者回烟口与余热锅炉烟道之间的通断。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述π形余热锅炉包括组合应用的高参数余热锅炉、低参数余热锅炉；其中，高参数余热锅炉对应于η形余热锅炉中，安装烟道闸板的这一侧臂安装，而低参数余热锅炉则对应于π形余热锅炉的另一侧臂安装。
[0022]作为本实用新型的进一步改进，所述高参数余热锅炉设置有蒸汽过热器、蒸发器及软水加热器。
[0023]作为本实用新型的进一步改进，所述低参数余热锅炉设置有蒸发器及软水加热器；所述低参数余热锅炉的蒸发器及软水加热器的传热面管材为耐腐蚀钢。
[0024]作为本实用新型的进一步改进，所述π形余热锅炉采用独立设置的高参数余热锅炉，该独立设置的高参数余热锅炉的软水加热器传热面管材为耐腐蚀钢。
[0025]作为本实用新型的进一步改进，所述脱销系统为选择性催化还原法脱销系统，所述余热锅炉烟道中，在取烟口设置位置处的烟气温度为320°C?350°C。
[0026]作为本实用新型的进一步改进，所述除尘系统为电除尘系统。
[0027]作为本实用新型的进一步改进，所述烟道闸板为可翻转的烟道闸板，该烟道闸板通过翻转机构安装在余热锅炉的烟道内，且所述烟道闸板通过前述翻转机构支撑在余热锅炉烟道的横截面上。
[0028]本实用新型所述的天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统优点如下:
[0029]( I)环保治理效率高，系统运营成本低
[0030]本实用新型所述环保治理系统，通过多电场设置的电除尘(EP)系统实现烟气不同的处理深度要求，且所述除尘治理是在对烟气脱硝治理之前进行；除尘治理消除了烟气中烟尘有害成分对脱硝系统(SCR)催化剂的毒化作用，延长催化剂使用寿命，提高脱硝效率，降低脱硝运行成本；本实用新型的环保治理不会对环境造成二次污染。
[0031](2)余热回收率高，余热锅炉蒸发量、压力及温度稳定
[0032]本实用新型所述余热锅炉成π形设置，布置紧凑、占地面积小；投资较少，缩减企业的资本性支出；从传热学角度说有效提高了余热锅炉的热效率；
[0033]本实用新型所述系统实现能源梯级利用，通过高、低参数两级余热锅炉的设置，余热回收率比其他系统可以提高20%以上；通过设置前置传热面，在获得烟气环保治理适宜温度(320°C?350°C)的同时实现对烟气的高温段的余热回收；所述系统余热锅炉采用双压设计，高温烟气先行引入高参数余热锅炉，高参数余热锅炉换热后的低温烟气再行引入低参数余热锅炉换热，使得余热锅炉的蒸发量(产汽量)、压力及温度稳定，同时蒸汽参数得到显著提高。
[0034]( 3 )现场条件适应性强
[0035]本实用新型所述的余热锅炉包括高参数余热锅炉和低参数余热锅炉，可根据现场条件，所述高参数余热锅炉可独立设置亦可与所述低参数余热锅炉组合设置；亦根据现有条件灵活调整设备形状及尺寸，为设计制造、现场安装及运营维护带来很大方便。
[0036]( 4 )积木式模块化设计
[0037]本实用新型所述的环保治理装置及余热回收装置，采用模块化设计，制造厂组装出厂，提高了设备制造质量和现场安装速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统的一个示例的结构示意图，即高参数余热锅炉和低参数余热锅炉组合布置；
[0039]图2为天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统的另一个示例的结构示意图，即独立设置高参数余热锅炉回收系统；
[0040]图3为天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统之烟道通断控制方法结构示意图；
[0041]图中:1.天然气浮法玻璃窑炉，2.π形余热锅炉，3.除尘系统(EP)，4.脱硝系统(SCR)，5.高参数余热锅炉，6.低参数余热锅炉，7.引风机，8.取烟口，9.回烟口，10.烟道闸板，11.取烟口闸板，12.回烟口闸板。
【具体实施方式】
[0042]附图非限制性地公开了本实用新型具体实施例的结构示意图，以下将结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。
[0043]本实用新型公开了一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，包括余热锅炉，除尘系统，脱硝系统及引风机；玻璃窑炉通过烟道与余热锅炉连通，通过引风机将玻璃窑炉烟气抽引至余热锅炉，玻璃窑炉烟气经余热锅炉降至适宜温度引入除尘系统及脱硝系统进行环保治理，环保治理后的玻璃窑炉烟气再次引入余热锅炉换热，后经引风机抽吸，排入大气。环保治理系统，通过多电场设置的电除尘(EP)系统实现烟气不同的处理深度要求，且所述除尘治理是在对烟气脱硝治理之前进行；除尘治理消除了烟气中烟尘有害成分对脱硝系统(SCR)催化剂的毒化作用，延长催化剂使用寿命，提高脱硝效率，降低脱硝运行成本；本实用新型的环保治理不会对环境造成二次污染。余热回收系统，其基于能源梯级利用原理，根据玻璃窑炉的烟气温度参数，分等级地配置不同运行参数的余热锅炉(高参数余热锅炉及低参数余热锅炉)，获得相应等级对应的蒸汽，实现玻璃窑炉的烟气余热的高效回收；具体地说，为使烟气余热得到最大限度的回收，本实用新型对烟道中的烟气进行分梯级回收:高温烟气，采用高参数余热锅炉进行余热回收，而低温烟气，则采用低参数余热锅炉进行余热回收。鉴于玻璃窑炉的烟气排放温度通常在400°C?520°C，SCR烟气脱硝工艺的最佳反应温度在280°C?420°C，因此在进行脱硝处理前，需对烟气进行降温。在脱硝之前单独对烟气降温而不实现烟气热量回收，将会造成能源的巨大浪费。
[0044]图1公开了一种包含梯级余热利用模块的天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，所述系统包括天然气浮法玻璃窑炉1，呈η形设置的余热锅炉2，所述余热锅炉2包括高参数余热锅炉5和低参数余热锅炉6，π形设置的余热锅炉2的入口端通过烟道与天然气浮法玻璃窑炉I出口端连通，其出口端通过烟道与引风机7入口端连通，所述引风机7的出口端通过烟道与大气连通；所述高参数余热锅炉5上设置有取烟口 8和回烟口 9，所述取烟口 8设置于余热锅炉2的入口端和回烟口 9之间，取烟口 8和回烟口 9之间设置有高温段传热面，回烟口 9与余热锅炉2的出口端之间设置有中、低温段传热面；除尘系统(ΕΡ)3的一端与所述取烟口 8连通，另一端与脱硝系统(SCR)4的一端连通，所述脱硝系统(SCR)4的另一端与所述回烟口 9连通；所述取烟口 8上设置有取烟口闸板11，所述回烟口 9上设置有回烟口闸板12，取烟口 8和回烟口 9之间设置有烟道闸板10，所述取烟口闸板11和回烟口闸板12的启闭(同时)控制所述取烟口 8和所述回烟口 9与所述除尘系统(EP)3及脱硝系统(SCR)4之间的烟道通断；所述烟道闸板10的启闭控制所述取烟口 8和回烟口 9之间的余热锅炉烟道通断；高参数余热锅炉5和低参数余热锅炉6，组成梯级余热利用双压系统。具体的，天然气浮法玻璃窑炉I的初始排放烟气通过烟道与呈η形设置的余热锅炉2入口端相连，高温烟气流经高参数余热锅炉5前置传热面降至320°C?350°C，降温后的烟气经取烟口 8引入除尘系统(EP) 3进行除尘治理，除尘治理后的烟气进入脱硝系统(SCR) 4进行脱硝治理，环保治理后的烟气经回烟口 9再次引入高参数余热锅炉5换热，高参数余热锅炉5换热后的低温烟气引入低参数余热锅炉6进行换热，完成环保治理及余热回收的烟气由引风机7抽吸后，经烟?排入大气。汽水流程:软水给入低参数余热锅炉6，经低参数余热锅炉6去除软水中的溶解氧，后泵入高参数余热锅炉5换热产生蒸汽(饱和或过热)，送往蒸汽管网。其中:低参数余热锅炉是指运行压力在0.2?0.3MPa的锅炉，此类锅炉一般应用于自除氧系统或者双压汽轮机补汽，是实现对低温烟气热量回收的一种有效办法；高参数余热锅炉是相对于低参数余热锅炉而言的，其主要运行压力分布在1.0?2.5MPa ;其压力的取定是根据烟气温度的高低来确定的，烟温越高可以取定的运压行力越高，反之越低。
[0045]图2公开了一种包含高参数余热利用模块的天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，所述系统包括天然气浮法玻璃窑炉1，呈η形设置的余热锅炉2，所述余热锅炉2为高参数余热锅炉5，π形设置的余热锅炉2的入口端通过烟道与天然气浮法玻璃窑炉I出口端连通，其出口端通过烟道与引风机7入口端连通，所述引风机7的出口端通过烟道与大气连通；所述高参数余热锅炉5上设置有取烟口 8和回烟口 9，所述取烟口 8设置于余热锅炉2的入口端和回烟口 9之间，取烟口 8和回烟口 9之间设置有高温段传热面，回烟口 9与余热锅炉2的出口端之间设置有中、低温段传热面；除尘系统(EP) 3的一端与所述取烟口 8连通，另一端与脱硝系统(SCR)4的一端连通，所述脱硝系统(SCR) 4的另一端与所述回烟口 9连通；所述取烟口 8上设置有取烟口闸板11，所述回烟口 9上设置有回烟口闸板12，取烟口 8和回烟口 9之间的余热锅炉烟道横截面上设置有烟道闸板10，所述取烟口闸板11和回烟口闸板12的启闭(同时)控制所述取烟口 8和所述回烟口 9与所述除尘系统(EP) 3及脱硝系统(SCR) 4之间的烟道通断；所述烟道闸板10的启闭控制所述取烟口 8和回烟口 9之间的余热锅炉烟道通断。具体的，天然气浮法玻璃窑炉I的初始排放烟气通过烟道与呈η形设置的余热锅炉2入口端相连，高温烟气流经高参数余热锅炉5前置传热面降至320°C?350°C，降温后的烟气经取烟口 8引入除尘系统(EP) 3进行除尘治理，除尘治理后的烟气进入脱硝系统(SCR)4进行脱硝治理，环保治理后的烟气经回烟口 9再次引入高参数余热锅炉5换热，完成环保治理及余热回收的烟气由引风机7抽吸后，经烟囱排入大气。汽水流程:除氧软水给入高参数余热锅炉5，经高参数余热锅炉5换热产生蒸汽(饱和或过热)，送往蒸汽管网。
[0046]图3公开了一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统之烟道通断控制方法，取烟口 8和回烟口 9之间的烟道闸板10关闭，取烟口 8上的取烟口闸板11和回烟口 9上的回烟口闸板12同时开启，所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统运行；取烟口 8和回烟口 9之间的烟道闸板10开启，取烟口 8上的取烟口闸板11和回烟口 9上的回烟口闸板12同时关闭，所述天然气浮法玻璃窑炉烟气余热回收系统运行。
[0047]本实用新型中的高参数余热锅炉可以根据系统设计的需要，设置蒸汽过热器、蒸发器和软水加热器；低参数余热锅炉可以根据系统设计的需要，设置蒸发器及软水加热器。
[0048]上面结合附图所描述的本实用新型优选具体实施例仅用于说明本实用新型的实施方式，而不是作为对前述实用新型目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术和权利保护范畴。
【权利要求】
1.一种天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，包括余热锅炉以及引风机，天然气浮法玻璃窑炉所排出的烟气通过引风机抽引至余热锅炉，其特征在于，还包括除尘系统以及脱硝系统；天然气浮法玻璃窑炉的排烟口通过烟道与余热锅炉连通，余热锅炉的烟道通过垂直于烟气流向的烟道闸板分隔成相互独立的两部分，分别为第一烟道、第二烟道，所述第一烟道、第二烟道沿着余热锅炉中烟气流向顺序设置，且第一烟道的侧壁设置有取烟口，该取烟口的设立位置满足脱销系统进行脱销工艺的温度需求，而第二烟道的侧壁则设置有回烟口 ；另外，在取烟口和回烟口之间顺序连接除尘系统和脱销系统。
2.根据权利要求1所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述余热锅炉呈η形设置；所述η形余热锅炉一端设置有烟气进口，余热锅炉的烟气进口通过烟道与天然气浮法玻璃窑炉的排烟口连通，另一端设置有烟气出口，引风机的抽吸口面向余热锅炉的烟气出口设置；烟道闸板设置于η形余热锅炉的一个侧臂上。
3.根据权利要求1或2所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述取烟口和回烟口的设置部位均配装有烟口闸板；所述烟口闸板的启闭控制所述取烟口与余热锅炉烟道或者回烟口与余热锅炉烟道之间的通断。
4.根据权利要求2所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，η形余热锅炉包括组合应用的高参数余热锅炉、低参数余热锅炉；其中，高参数余热锅炉对应于π形余热锅炉中，安装烟道闸板的这一侧臂安装，而低参数余热锅炉则对应于π形余热锅炉的另一侧臂安装。
5.根据权利要求4所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述高参数余热锅炉设置有蒸汽过热器、蒸发器及软水加热器。
6.根据权利要求4所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述低参数余热锅炉设置有蒸发器及软水加热器；所述低参数余热锅炉的蒸发器及软水加热器的传热面管材为耐腐蚀钢。
7.根据权利要求2所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述η形余热锅炉采用独立设置的高参数余热锅炉，该独立设置的高参数余热锅炉的软水加热器传热面管材为耐腐蚀钢。
8.根据权利要求1所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述脱销系统为选择性催化还原法脱销系统，所述余热锅炉烟道中，在取烟口设置位置处的烟气温度为320°C?350°C。
9.根据权利要求8所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述除尘系统为电除尘系统。
10.根据权利要求1所述天然气浮法玻璃窑炉烟气环保治理及余热回收系统，其特征在于，所述烟道闸板为可翻转的烟道闸板，该烟道闸板通过翻转机构安装在余热锅炉的烟道内，且所述烟道闸板通过前述翻转机构支撑在余热锅炉烟道的横截面上。
【文档编号】F27D17/00GK204165408SQ201420570282
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】林仟国, 程立春, 杨玉慧 申请人:盐城市锅炉制造有限公司