一种炉内脱硫脱硝除尘的常压燃煤锅炉及其处理方法与流程

本发明属于煤炭燃烧设备领域，涉及一种常压燃煤锅炉及其处理方法，尤其涉及一种炉内脱硫脱硝除尘的常压燃煤锅炉及其处理方法。

背景技术：

目前，市面上燃烧的常压热水锅炉，包括正烧炉、反烧炉和汽化炉等，其排放烟气的中，如nox、so2和粉尘的含量均比较高，达不到排放标准要求，无法满足日益严峻的环保形势。

cn107042033a公开了一种高效锅炉除尘脱硫脱硝装置，它包括除尘装置、脱硫脱硝装置和引风机，脱硫脱硝装置由脱硫脱硝塔、循环沉淀池、尿素喷淋机构和加药机构构成，旋风多管除尘器的出风口与脱硫脱硝塔烟气入口相连通，脱硫脱硝塔内设有若干组拉西环过滤组，脱硫脱硝塔烟气出口与引风机的进风口相连通，尿素喷淋机构由循环泵和位于脱硫脱硝塔内的多个喷头构成，加药机构由尿素罐和加药泵构成。

cn204768208u公开了一种对链条锅炉的烟气进行脱硫脱硝一体化系统，其包括脱硫脱硝装置、臭氧预脱硝设备、氧化剂供给设备等。脱硫脱硝装置具有连接锅炉排烟管的烟气进口，其本体内间隔设有脱硫除尘室、脱硝室和烟气排放室；臭氧预脱硝设备包括臭氧发生器和具有加注管等的快速混合加注装置，加注管安装于锅炉排烟管上以提供臭氧；氧化剂供给设备包括氧化剂储罐和多个雾化喷枪，雾化喷枪安装在脱硝室内。

虽然上述系统和装置具有较好的脱硫脱硝效果，但均是在锅炉外部增设脱硫脱硝装置，设备复杂且成本较高，且占地面积较大，限制了其应用场所，对于场地较小，在成本有限的(如花卉蔬菜大棚等)民用领域无法实施和应用。

因此，研究如何实现在炉内脱硫脱硝除尘的技术，是解决现有技术中存在的问题的有效途径之一。

技术实现要素：

针对现有常压水热锅炉烟气脱硫脱硝中存在的问题，本发明提供了一种炉内脱硫脱硝除尘的常压燃煤锅炉及其处理方法。本发明通过在炉内设置脱硫脱硝组件，使烟气在炉内进行脱硫脱硝的同时进行除尘，降低排烟中的污染物浓度及含量，从而达到排放烟气指标符合日益严峻的环保要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种常压水热锅炉，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口，第二腔室内于链条炉排上方设置与炉壁相连的第一横向隔板，第一横向隔板与第一纵向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有至少1个第二纵向隔板，第二纵向隔板与第一横向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板上纵向设有至少1个第三纵向隔板，第三纵向隔板与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板与第三纵向隔板间隔设置在第二腔室内形成包括至少三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域内设置换热管和脱硫脱硝组件。

本发明中，所述“第一”和“第二”仅仅是为了在命名上进行区分，并没有其他特殊含义。

本发明中，所述第一横向隔板与第一纵向隔板之间留有的间歇在于使产生的烟气可以进入第二腔室内。

本发明中，第二纵向隔板和第三纵向隔板的个数均独立地不仅于1个，其个数均独立地可为2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。即可设置多个隔板形成具有多个回路的烟气流通区域，但回路数不是越多越好，回路数过多无法保证烟气的温度在100℃～150℃内，以形成三个回路为最佳。

本发明中，在第二腔室内形成的烟气流通区域类中烟气的流通路线类似于在蛇形管路中的流通路线。

本发明中，在第二腔室侧的炉壁顶部设有烟气出口，经脱硫脱硝以及换热后的烟气从烟气出口排出。

本发明所述常压水热锅炉，通过对传统对流换热区进行改进，增加烟气流通回程，并在增加的回程中设置脱硫脱硝组件，可以在常压水热锅炉炉体内部就完成烟气的脱硫脱硝处理。同时，通过在脱硫脱硝组件中放置有于其所炉体位置温度相匹配的脱硫脱硝剂，可利用炉体自身温度实现烟气的脱硫脱硝，而不需额外增加热源。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述第一腔室内堆砌的燃煤的上部为热解区，下部为半焦燃烧区，第一腔室和第二腔室的下部与链条炉排之间为燃尽区。

作为本发明优选的技术方案，所述烟气流通区域中至少一个回程内设置脱硫脱硝组件，其余回程内设置换热管。

优选地，所述烟气流通区域中与第一腔室相邻的回程中设置脱硫脱硝组件，其余回程内设置换热管。

优选地，所述烟气流通区域位于最外侧的回程中设置脱离脱硝组件，其余回程内设置换热管。其中，此处所述的“最外侧”是与第一纵向隔壁位于的炉内相对炉壁一侧，即远离第一腔室的一侧。

作为本发明优选的技术方案，所述脱硫脱硝组件包括带有网孔的箱体和置于箱体内部的脱硫脱硝剂。

本发明中，将脱硫脱硝剂置于带有网孔的箱体，利用箱体上的网孔对烟气进行除尘，以达到同时脱硫脱硝和除尘的作用。

所述网箱中网孔的尺寸可以根据实际需求进行设置，并可以随时更换，例如可以采用d50的不锈钢丝网制作。

优选地，所述箱体的横截面面积与其所位于的回程的横截面相同，即可以使烟气从箱体内通过，而不会出现不经过箱体直接流走的情况。

优选地，所述脱硫脱硝剂包括脱硫剂和/或脱硝剂。

优选地，所述脱硝剂为活性焦炭。

优选地，当所述脱硫脱硝组件位于烟气流通区域中与第一腔室相邻的回程中时，其中采用的脱硫剂为活性温度＞600℃的脱硫剂，其活性温度可为650℃、700℃、750℃、800℃或850℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为消石灰和/或电石渣。

优选地，当所述脱硫脱硝组件位于烟气流通区域中最外侧的回程中时，其中采用的脱硫剂为活性温度为100℃～150℃的脱硫剂。

优选地，所述脱硫脱硝组件包括至少2个带有网孔的箱体，其中至少1个箱体内放置脱硫剂，其余箱体中放置脱硝剂，其中箱体的个数可为2个、3个、4个、5个、6个或7个等以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，放置脱硫剂的箱体位于烟气流动方向的上游，放置脱硝剂的箱体位于烟气流动方向的下游。即烟气先经过放置脱硫剂的箱体进行脱硫后，再经过放置脱硝剂的箱体进行脱硝。此处，烟气先进行脱硫再进行脱硝，相对于先脱硝再脱硫，有利于脱硝剂的保护和脱硫剂反应活性的调节。

作为本发明优选的技术方案，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口，第二腔室内于链条炉排上方设置与炉壁相连的第一横向隔板，第一横向隔板与第一纵向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有1个第二纵向隔板，第二纵向隔板与第一横向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板上纵向设有1个第三纵向隔板，第三纵向隔板与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板与第三纵向隔板间隔设置在第二腔室内形成包括三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域内在与第一腔室相邻的回程中设置脱硫脱硝组件，其余两个回程内设置换热管；

其中，所述脱硫脱硝组件包括沿烟气流动方向依次设置的两个带有网孔的箱体，烟气流动方向的上游设置的箱体内填充脱硫剂，烟气流动方向的下游设置的箱体内填充脱硝剂；所述脱硫剂为活性温度＞600℃的脱硫剂，所述脱硝剂为活性炭焦。

作为本发明优选的技术方案，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口，第二腔室内于链条炉排上方设置与炉壁相连的第一横向隔板，第一横向隔板与第一纵向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有1个第二纵向隔板，第二纵向隔板与第一横向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板上纵向设有1个第三纵向隔板，第三纵向隔板与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板与第三纵向隔板间隔设置在第二腔室内形成包括三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域位于最外侧的回程中设置脱离脱硝组件，其余回程内设置换热管；

其中，所述脱硫脱硝组件包括沿烟气流动方向依次设置的两个带有网孔的箱体，烟气流动方向的上游设置的箱体内填充脱硫剂，烟气流动方向的下游设置的箱体内填充脱硝剂；所述脱硫剂为活性温度为100℃～150℃的脱硫剂，所述脱硝剂为活性炭焦。

第二方面，本发明提供了前述常压水热锅炉的处理方法，所述方法包括以下步骤：

在常压水热锅炉的炉体内产生的烟气进入烟气流通区域经至少3个回程的流动后排出炉体；其中，烟气在经过烟气流通区域时被脱硫脱硝并进行换热以回收烟气中的热量。

作为本发明优选的技术方案，烟气在经过烟气流通区域时先被脱硫脱硝，再进行换热以回收烟气中的热量。

优选地，烟气先进行脱硫脱硝时，其脱硫脱硝的温度为＞600℃，例如650℃、700℃、750℃、800℃或850℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，烟气在经过烟气流通区域时先进行换热以回收烟气中的热量，再进行脱硫脱硝。

优选地，烟气换热后再进行脱硫脱硝使的温度为100℃～150℃。

作为本发明优选的技术方案，所述经至少3个回程的流动后排出炉体的烟气中nox浓度小于100mg/nm³，硫浓度小于50mg/nm³。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过对传统对流换热区进行改进，增加烟气流通回程，并在增加的回程中设置脱硫脱硝组件，即可以在常压水热锅炉炉体内部就完成烟气的脱硫脱硝处理，设备占地面积小，成本低，可以在民用领域得到较普遍的实施；

(2)本发明通过在脱硫脱硝组件中放置有于其所炉体位置温度相匹配的脱硫脱硝剂，可利用炉体自身温度实现烟气的脱硫脱硝，而不需额外增加热源。

(3)本发明所述常压水热锅炉进行脱硫脱硝和除尘后，其脱硫效率达到90％，脱硝效率达到50％，除尘效率达到60％。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的常压水热锅炉的结构示意图；

图2书本发明实施例2所述的常压水热锅炉的结构示意图；

其中，1-第一纵向隔壁，2-链条炉排，3-加煤口，4-第一横向隔板，5-第二纵向隔板，6-第三纵向隔板，7-换热管，8-箱体。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种常压水热锅炉，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口，第二腔室内于链条炉排上方设置与炉壁相连的第一横向隔板，第一横向隔板与第一纵向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有至少1个第二纵向隔板，第二纵向隔板与第一横向隔板之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板上纵向设有至少1个第三纵向隔板，第三纵向隔板与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板与第三纵向隔板间隔设置在第二腔室内形成包括至少三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域内设置换热管和脱硫脱硝组件。

所述常压水热锅炉的处理方法包括：

在常压水热锅炉的炉体内产生的烟气进入烟气流通区域经至少3个回程的流动后排出炉体；其中，烟气在经过烟气流通区域时被脱硫脱硝并进行换热以回收烟气中的热量。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种常压水热锅炉，如图1所示，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板1，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排2，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口3，第二腔室内于链条炉排2上方设置与炉壁相连的第一横向隔板4，第一横向隔板4与第一纵向隔板1之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有1个第二纵向隔板5，第二纵向隔板5与第一横向隔板4之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板4上纵向设有1个第三纵向隔板6，第三纵向隔板6与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板5与第三纵向隔板6间隔设置在第二腔室内形成包括三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域内在与第一腔室相邻的回程中设置脱硫脱硝组件，其余两个回程内设置换热管7；

其中，所述脱硫脱硝组件包括沿烟气流动方向依次设置的两个带有网孔的箱体8，烟气流动方向的上游设置的箱体8内填充脱硫剂，烟气流动方向的下游设置的箱体8内填充脱硝剂；所述脱硫剂为活性温度＞600℃的脱硫剂，例如消石灰，所述脱硝剂为活性炭焦。

采用所述常压水热锅炉进行烟气处理，包括以下步骤：

在常压水热锅炉的炉体内产生的烟气进入烟气流通区域经3个回程的流动后排出炉体；其中，烟气在经过烟气流通区域时先经过内装有脱硫剂的箱体8进行在约800℃的条件下脱硫除尘后，再经过内装有脱硝剂的箱体8进行脱硝除尘处理，经脱硫脱硝并除尘后的烟气，再进行换热以回收烟气中的热量。

本实施例中，排出炉体的烟气中nox浓度小于90mg/nm³，硫浓度小于45mg/nm³，其脱硫效率达到93％，脱硝效率达到55％，除尘效率达到65％。

实施例2：

本实施例提供了一种常压水热锅炉，如图2所示，所述常压水热锅炉在炉体内顶部纵向设置第一纵向隔板1，将炉体分为底部连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的下部设有链条炉排2，第一腔室一侧的炉壁上开设加煤口3，第二腔室内于链条炉排2上方设置与炉壁相连的第一横向隔板4，第一横向隔板4与第一纵向隔板1之间留有间隙，在第二腔室内的顶部炉壁上纵向设有1个第二纵向隔板5，第二纵向隔板5与第一横向隔板4之间留有间隙，在第二腔室内的第一横向隔板4上纵向设有1个第三纵向隔板6，第三纵向隔板6与炉顶壁之间留有间隙，第二纵向隔板5与第三纵向隔板6间隔设置在第二腔室内形成包括三个回程的烟气流通区域，所述烟气流通区域位于最外侧的回程中设置脱硫脱硝组件，其余回程内设置换热管7；

其中，所述脱硫脱硝组件包括沿烟气流动方向依次设置的两个带有网孔的箱体8，烟气流动方向的上游设置的箱体8内填充脱硫剂，烟气流动方向的下游设置的箱体8内填充脱硝剂；所述脱硫剂为活性温度为100℃～150℃的脱硫剂，所述脱硝剂为活性炭焦。

采用所述常压水热锅炉进行烟气处理，包括以下步骤：

在常压水热锅炉的炉体内产生的烟气进入烟气流通区域经3个回程的流动后排出炉体；其中，烟气在经过烟气流通区域时先进行换热以回收烟气中的热量，再经过内装有脱硫剂的箱体8进行在约100℃～150℃的条件下脱硫除尘后，再经过内装有脱硝剂的箱体8进行脱硝除尘处理后排出炉体。

本实施例中，排出炉体的烟气中nox浓度小于95mg/nm³，硫浓度小于45mg/nm³，其脱硫效率达到91％，脱硝效率达到52％，除尘效率达到60％。

实施例3：

本实施例提供了一种常压水热锅炉，所述常压水热锅炉的结构参照实施例1中结构，区别仅在于：炉体内设置1个第二纵向隔板5和2个第三纵向隔板6，在第二腔室内形成包括四个回程的烟气流通区域。

采用所述常压水热锅炉进行烟气处理，处理方法参照实施例1中方法。

本实施例中，排出炉体的烟气中nox浓度小于100mg/nm³，硫浓度小于50mg/nm³，其脱硫效率达到90％，脱硝效率达到50％，除尘效率达到60％。

对比例1：

本对比例提供了一种常压水热锅炉，所述常压水热锅炉的结构参照实施例1中结构，区别仅在于：炉体内的烟气流通区域内不设置脱硫脱硝组件，烟气从炉体排出后在炉体外进行烟气的脱硫脱硝。

本对比例所述的常压水热锅炉需要在炉体外额外增设脱硫脱硝装置，成本较高。本对比例中常压水热锅炉排出炉体的烟气中nox浓度＞200mg/nm³，硫浓度＞90mg/nm³。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明通过对传统对流换热区进行改进，增加烟气流通回程，并在增加的回程中设置脱硫脱硝组件，即可以在常压水热锅炉炉体内部就完成烟气的脱硫脱硝处理，设备占地面积小，成本低，可以在民用领域得到较普遍的实施；

同时，本发明通过在脱硫脱硝组件中放置有于其所炉体位置温度相匹配的脱硫脱硝剂，可利用炉体自身温度实现烟气的脱硫脱硝，而不需额外增加热源。

本发明所述常压水热锅炉进行脱硫脱硝和除尘后，其脱硫效率达到90％，脱硝效率达到50％，除尘效率达到60％。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。