燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备,在炉体内设有降温区和反应区，反应区内装有若干个旋流筒和折流板，各旋流筒上设有低温烟气入口，反应炉内装有若干个与外部储料罐联通的脱硝剂喷管和脱硫剂喷管，喷料管道上装有给料风机或供料阀，用风机将锅炉尾部烟道内的低温烟气抽入到反应区内与高温烟气混合，同时向反应区内喷洒脱硝剂和脱硫剂，使烟气中的一氧化氮与一氧化碳进行氧化还原反应脱硝，石灰粉中的氧化钙与烟气中二氧化硫进行反应脱硫。本方法脱硫脱硝效果好，不腐蚀设备、不污染环境，不需要处理废水，占地面积小，能节省运行成本。
【专利说明】
燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备。
【背景技术】
[0002]目前，国内外已研制出多种技术和装置应用于锅炉的脱硫、脱硝。其中，脱硝技术包括低氮燃烧技术，烟气脱硝(SNCR)技术等。脱硫技术包括湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫等，湿法脱硫技术是采用石灰浆液及氢氧化钠溶液的双减法(钙法)或氧化镁(镁法)，经吸收、氧化和除雾等处理来达到脱硫效果，缺点是具有运行成本高、设备腐蚀严重、废水处理以及二次污染等问题;干法脱硫技术是在炉膛内进行，该方法虽然相对简单、无腐蚀和无废水处理。但是，在硫化床锅炉上使用，其脱硫效率低、反应速度慢。根据锅炉的燃烧特点，出现了锅炉炉内喷石灰粉脱硫技术，该方法是将固体石灰粉直接喷入炉膛后在高温下被煅烧成氧化钙，与烟气中的二氧化硫反应，从而实现在炉膛内进行脱硫;这种方法在运行时对于反应温度控制不到位，以及烟气在炉膛内停留短等问题无法达到理想状态，因此，存在脱硫效率低的问题。也是因为反应温度控制不到位，反应时间短的问题，烟气中的氮气与碳颗粒的反应量很少，氮氧化物的自分离也来不及进行，致使在锅炉尾部排出的烟气中氮氧化物的含量较高。氮氧化物是造成大气污染的主要污染物之一，氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，硝酸是酸雨的成因之一。本发明人在之前的发明中只控制了烟气中硫的排放，本次发明是脱硫技术基础上的改进，在脱硫的同时能有效的脱硝，控制烟气中氮氧化物的排放。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，本技术脱硫脱硝效果好，不腐蚀设备、不污染环境，不需要处理废水，占地面积小，能节省运行成本。
[0004]本实用新型的技术方案是:燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，具有反应炉，反应炉的炉体上设有烟气入口、烟气出口，该烟气入口与锅炉炉膛排烟管道联通、该烟气出口与锅炉的对流受热面入口烟道联通，反应炉的炉体内设有降温区和反应区，降温区由对流管束构成，反应区内装有若干个旋流筒和折流板，各旋流筒的入口与对流管束相对，并通过对流管束间的烟气通道与反应炉的烟气入口相通，折流板置于各旋流筒的出口与反应炉烟气出口之间，折流板两端由炉体活动支撑，各旋流筒上设有低温烟气入口，各低温烟气入口通过送风管道与锅炉尾部烟道联通或与大气空间联通，送风管道上装有风机，反应炉内装有若干个脱硝剂喷管和脱硫剂喷管，脱硝剂喷管进口和脱硫剂喷管进口通过喷料管道与外部的脱硝储料罐、脱硫储料罐分别联通，喷料管道上装有给料风机或供料阀。
[0005]所述的脱硝剂喷管和脱硫剂喷管的出口可与旋流筒连通，两出口也可设在旋流筒出口前方。
[0006]所述的喷料管道可与送风管道联通，喷料管道上的给料风机为装在送风管道上的风机。
[0007]在反应区空间内，可安装调温对流受热面，进一步调整反应区内的温度。
[0008]所述的炉体外面装有反应监测控制仪，炉体内装有温度传感器，反应炉的烟气入口、烟气出口处装有锅炉烟气排放物检测仪，该检测仪包括氮氧化物浓度检测仪、氧气浓度检测仪、一氧化碳浓度检测仪、二氧化硫浓度检测仪，反应监测控制仪的信号输入端口与各温度传感器、检测仪通过信号线连接，反应监测控制仪的信号输出端口与风机、给料风机或供料阀通过控制线分别连接。
[0009]本实用新型通过降温区的对流管束降温，通过控制低温烟气或冷风的风量进一步调节温度，在反应区空间内，通过调温对流受热面进一步调节温度，实现了对设计温度的准确控制;传统的脱硫脱硝反应在锅炉的炉膛内进行，烟气在炉膛内停留时间短，本实用新型的反应炉设在炉膛外，因而延长了烟气的行程，使充分反应有足够的时间，反应时间可通过反应炉的容积设计实现。烟气中的一氧化氮与一氧化碳进行氧化还原反应，当检测到一氧化碳不充足时，本实用新型向反应区内喷洒生物质燃料或者是煤粉，补充碳质材料能使反应充分进行；因为，碳的亲氧能力大于氮的亲氧能力，所以，当一氧化碳和一氧化氮反应时，由于碳的亲氧能力强于氮，从而一氧化碳将一氧化氮的氧争去，变成二氧化碳，一氧化氮中的氧析出变成氮气，最终产物为二氧化碳和氮气。以此实现了降低氮氧化物的目的。而脱硫技术则是使用石灰粉喷入反应区内，石灰粉中的氧化钙与烟气中的二氧化硫充分混合并进行反应，最终生成粉状硫酸钙，可以进行回收利用且不污染环境。本实用新型在反应炉设置了旋流筒、折流板，能使不同温度的烟气、脱硝剂、脱硫剂经旋流筒、折流板能快速得到均匀混合，为充分反应提供方便条件;本实用新型的反应监测控制仪能实时监控反应炉内各被检项的状态，并经计算机分析能在线调整风量、料量。本实用新型对锅炉脱硝、脱硫效果远超国家标准，经检测脱硫I 98%，脱硝2 85%，且用本实用新型脱硫、脱硝不腐蚀设备、不需要处理废水，占地面积小，因此能降低运行成本。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备的结构示意图。
[0011]图中I脱硝剂储料罐、2风机、3送风管道、4温度传感器、5排放物检测仪、6锅炉炉膛排烟管道、7对流管束、8锅炉的对流受热面入口烟道、9折流板、10调温对流受热面、11旋流筒、12脱硫剂喷管、13脱硝剂喷管、14低温烟气入口、15反应监测控制仪、16供料阀、17给料风机、18喷料管道、19脱硫剂储料罐。
【具体实施方式】
[0012]本实用新型属于燃煤锅炉脱硫脱硝技术。本实用新型是在锅炉炉膛附近或与炉膛相邻的锅炉外面设置一组或两组脱硫脱硝反应炉，反应炉的烟气入口与锅炉炉膛排烟管道6联通、反应炉的烟气出口与锅炉的对流受热面入口烟道8联通。反应炉的炉体内设有降温区和反应区，降温区由对流管束7构成，反应区内装有多个并列的旋流筒11、折流板9、调温对流受热面10。各旋流筒的入口端与对流管束相对，并通过对流管束间的烟气通道与反应炉的烟气入口相通。折流板9装在各旋流筒的出口与反应炉烟气出口之间的空间内，折流板两端由炉体活动支撑，各旋流筒上设有低温烟气入口 14，各低温烟气入口通过送风管道3与锅炉尾部烟道联通或与大气空间联通，送风管道上装有风机2，该风机是罗茨风机或其他送风设备。反应炉内装有多个脱硝剂喷管13和脱硫剂喷管12，脱硝剂喷管和脱硫剂喷管与旋流筒分别连通，也可设在旋流筒出口前方，脱硝剂喷管13进口和脱硫剂喷管12进口通过喷料管道18与外部脱硝剂储料罐1、脱硫剂储料罐19分别联通，喷料管道上装有给料风机17。喷料管道也可与送风管道联通，共用送风管道上的风机，在喷料管道上安装有供料阀16控制给料量。布置在反应区空间内的调温对流受热面10，可进一步调节反应区温度。布置在反应炉内的旋流筒11，能促使烟气内的各种参与反应的化学物质充分混合。特别是有利于一氧化碳和一氧化氮的进一步氧化还原反应，降低反应炉内氧的浓度，给氮氧化物氧化还原提供化学反应所需要的场。同时由于旋流的作用，也有利于场内石灰粉与二氧化硫的混合，使所喷入炉内的钙粉可以充分发挥作用，不但能够提高脱硫效率，而且还能够节省钙粉原料，进而节约投资以及运行成本。布置在反应炉内的折流板由电机驱动转动，折流板类似于百叶窗，调整折流板角度能改变气流方向，使各部位的温度趋于一致，使烟气中各成分充分混合。本实用新型在炉体外面设有反应监测控制仪15，炉体内装有温度传感器4，在烟气入口、烟气出口处装有锅炉烟气排放物检测仪5，该检测仪包括氮氧化物浓度检测仪、氧气浓度检测仪、一氧化碳浓度检测仪、二氧化硫浓度检测仪，反应监测控制仪的信号输入端口与各温度传感器、检测仪通过信号线连接，反应监测控制仪的信号输出端口与风机、给料风机或供料阀通过控制线分别连接。反应监测控制仪可检测控制反应炉内的温度，检测反应炉内氮氧化物浓度、氧气浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度，进而控制脱硝剂和脱硫剂用量。
[0013]用本实用新型脱硫脱硝的方法是:将锅炉炉膛排出的高温烟气引入反应炉，高温烟气先经过对流管束降低温度至550-735Γ，然后进到反应区；用风机将低温烟气或外部空气抽入到旋流筒内与高温烟气混合，进一步调节温度。同时用给料风机或送低温烟气的风机向反应区喷洒脱硝剂和脱硫剂使其与烟气均匀混合。本实施例是向旋流筒内喷洒脱硝剂和脱硫剂，所述的脱硝剂为生物质燃料或者是煤粉，所述的脱硫剂为石灰粉。石灰粉中的氧化钙与烟气中二氧化硫进行反应脱硫，烟气中的一氧化碳及碳质材料与一氧化氮进行氧化还原反应脱硝。烟气温度控制为600-750°C，优选的反应温度为600-735°C。在该温度下，烟气在反应炉内的停留时间为0.8-1.5秒，本实用新型用反应监测控制仪能实时监控反应炉内的温度、氮氧化物、氧气、一氧化碳、二氧化硫的浓度，并经计算机分析、控制，实现了对设计的温度、时间和反应物的准确控制。脱硫产物最终为硫酸钙粉尘，脱硝产物是二氧化碳和氮气。它们随着烟气经锅炉的对流受热面排到下步处理程序中，硫酸钙粉尘被除尘器拦截并处理，而二氧化碳和氮气随烟囱排到空气中。
【主权项】
1.燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，反应炉的炉体上设有烟气入口、烟气出口，该烟气入口与锅炉炉膛排烟管道联通、该烟气出口与锅炉的对流受热面入口烟道联通，其特征在于:反应炉的炉体内设有降温区和反应区，降温区由对流管束构成，反应区内装有若干个旋流筒和折流板，各旋流筒的入口与对流管束相对，并通过对流管束间的烟气通道与反应炉的烟气入口相通，折流板置于各旋流筒的出口与反应炉烟气出口之间，折流板两端由炉体活动支撑，各旋流筒上设有低温烟气入口，各低温烟气入口通过送风管道与锅炉尾部烟道联通或与大气空间联通，送风管道上装有风机，反应炉内装有若干个脱硝剂喷管和脱硫剂喷管，脱硝剂喷管进口和脱硫剂喷管进口通过喷料管道与外部的脱硝储料罐、脱硫储料罐分别联通，喷料管道上装有给料风机或供料阀。2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，其特征在于:所述的脱硝剂喷管和脱硫剂喷管的出口与旋流筒连通。3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，其特征在于:喷料管道与送风管道联通，喷料管道上的给料风机为装在送风管道上的风机。4.根据权利要求1、2或3所述的燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，其特征在于:在反应区空间内，安装有调温对流受热面。5.根据权利要求1、2或3所述的燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，其特征在于:所述的炉体外面装有反应监测控制仪，炉体内装有温度传感器，反应炉的烟气入口、烟气出口处装有锅炉烟气排放物检测仪，反应监测控制仪的信号输入端口与各温度传感器、各检测仪通过信号线连接，反应监测控制仪的信号输出端口与风机、给料风机或供料阀通过控制线分别连接。6.根据权利要求4所述的燃煤锅炉高温脱硫脱硝设备，其特征在于:所述的炉体外面装有反应监测控制仪，炉体内装有温度传感器，反应炉的烟气入口、烟气出口处装有锅炉烟气排放物检测仪，反应监测控制仪的信号输入端口与各温度传感器、各检测仪通过信号线连接，反应监测控制仪的信号输出端口与风机、给料风机或供料阀通过控制线分别连接。
【文档编号】B01D53/76GK205461720SQ201620156507
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】靳曲, 魏铭辉, 汤海涛, 靳新令
【申请人】靳曲, 靳新令