煙氣凈化裝置及安裝有該裝置的鏈條鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煙氣凈化裝置及安裝有該裝置的鏈條鍋爐，屬于鍋爐環(huán)保技術領域，用于鍋爐煙氣排放凈化，其包括爐膛、鏈排、換熱室、上鍋筒、下鍋筒，其中爐膛包括前拱、后拱，鏈排位于爐膛的下方，所述煙氣凈化裝置位于鏈排的上方，并分別與前拱、后拱連接；所述煙氣凈化裝置包括若干并列或錯位排列的管道，管道由管壁圍成兩端開口的密閉通道，所述管壁內部設有冷卻層，所述管道的縱截面至少包括一個內徑縮小段，所述內徑縮小段至少有一個位于管道的入口處。鑒于上述技術方案，本發(fā)明能夠在不使用催化劑的情況下提高燃料的燃燒程度，提高氨水或尿素與氮氧化物、硫化物的反應程度，提高氧氣的利用率，降低煙氣黑煙排放及氨氣的逸出量。
【專利說明】
煙氣凈化裝置及安裝有該裝置的鏈條鍋爐
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于鍋爐環(huán)保技術領域，具體地說，尤其涉及一種煙氣凈化裝置及安裝有該裝置的鏈條鍋爐。
【背景技術】
[0002]鏈條鍋爐作為機械化程度較高的一種層燃爐，在工業(yè)鍋爐使用中較為廣泛。鏈條鍋爐在燃燒過程中會產生大量煙氣，如果這些煙氣直接排放到大氣中會對空氣產生嚴重的污染。鍋爐在燃燒過程中產生的煙氣，除含有粉塵外，還包括一定量的氮氧化物及硫化物。
[0003]在實際使用過程中，通常采用氨水或者尿素來進行氮氧化物的處理，但是氨水或者尿素必須在適宜的溫度范圍內才能與氮氧化物進行充分地反應。如果反應溫度或反應時間不符合要求，則會造成氮氧化物的還原效率較低，煙氣中的含氧量及氨的逸出量增加，煙氣中伴有黑煙現(xiàn)象。如果采用催化劑來有選擇的處理上述有害物質，不僅處理設備更加復雜、占地面積大、投入成本較高，而且在實際處理過程中會造成以T12為載體，包含V2O5活性成分的還原劑損耗，嚴重時造成二次重金屬污染。
[0004]而對硫化物的處理則需要另一套專用的設備進行處理，如利用石灰石一石膏法進行脫硫，其與脫硝工藝分開進行，存在著投資成本高，運行費用高，同時產生大量的副產脫硫石膏，后期處理較為困難。
[0005]現(xiàn)有的煙氣處理裝置如果需要進行兩種物質的同時脫離，存在著工藝技術復雜，反應條件苛刻，脫硫脫硝效果差和運行費用高的問題。上述現(xiàn)象在現(xiàn)有的鍋爐進行升級改造過程中會導致升級改造成本較高，改造難度大，安裝調試困難的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種煙氣凈化裝置及安裝有該裝置的鏈條鍋爐，其能夠提高燃料的燃燒程度及氧氣的利用率，在提高SNCR技術脫硝效率的同時提高硫化物的處理效率，且改造成本低，難度小，便于安裝調試。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]本申請中所述的煙氣凈化裝置，包括若干并列或錯位排列的管道，管道由管壁圍成兩端開口的密閉通道，所述管道的縱截面至少包括一個內徑縮小段，所述內徑縮小段至少有一個位于管道的入口處，所述管壁內部設有冷卻層。
[0009]進一步地講，本申請中所述的內徑縮小段的數(shù)量為2個，包括位于管道入口處的前內徑縮小段、位于中段且靠近入口處的中內徑縮小段。
[0010]進一步地講，本申請中所述的冷卻層為水冷層，水冷層與水冷裝置連接。
[0011]進一步地講，本申請中所述的冷卻層為風冷層，風冷層與風冷裝置連接。
[0012 ]進一步地講，本申請中所述的管壁包括若干水冷管、連接板，相鄰水冷管之間采用連接板連接，水冷層由水冷管內的水路構成，所述水冷管的上下兩端分別與分布管連接。
[0013]—種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，包括爐膛、鏈排、換熱室、上鍋筒、下鍋筒，其中爐膛包括前拱、后拱，鏈排位于爐膛的下方，所述煙氣凈化裝置位于鏈排的上方，并分別與前拱、后拱連接;所述煙氣凈化裝置包括若干并列或錯位排列的管道，管道由管壁圍成兩端開口的密閉通道，所述管壁內部設有冷卻層，所述管道的縱截面至少包括一個內徑縮小段，所述內徑縮小段至少有一個位于管道的入口處。
[0014]進一步地講，本申請中所述的內徑縮小段的數(shù)量為2個，包括位于入口處的前內徑縮小段、位于管道中段且靠近入口處的中內徑縮小段。
[0015]進一步地講，本申請中所述的管壁包括若干水冷管、連接板，相鄰水冷管之間采用連接板連接，水冷層由水冷管內的水路構成，所述水冷管的上下兩端分別與分布管連接。
[0016]進一步地講，本申請中所述的分布管分別通過進集箱管、下降管與上鍋筒、下鍋筒連接。
[0017]進一步地講，本申請中所述的煙氣凈化裝置與前拱、后拱的連接處采用耐火材料進行封堵。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明能夠提高SNCR技術下的氮氧化物及硫化物的轉化效率，降低氮氧化物及硫化物的排放量，提高燃料的燃燒程度，使得排放煙氣中的氧氣含量由常規(guī)的6%?8%降低至2?3.5%。
[0020]2、本發(fā)明在促進氮氧化物及硫化物轉化效率的同時，由于提高了氧氣的利用率，能夠降低鍋爐一次風與二次風的進風量，降低鼓引風機的功率，減少加熱空氣所需的用煤量，減少黑煙。
[0021]3、本發(fā)明能夠提高脫硝率至93?98%，經噴淋塔后的硫化物無檢出，且能夠減少氨水或尿素的使用量。
[0022]4、本發(fā)明中所述的煙氣凈化裝置的使用壽命與鍋爐的使用壽命等長，有效減少了鍋爐升級改造的成本及后續(xù)煙氣凈化裝置的維護成本，且便于安裝調試。
【附圖說明】
[0023]圖1是實施例1中的管道結構示意圖。
[0024]圖2是實施例2中的管道結構示意圖。
[0025]圖3是水冷層或風冷層的位置結構示意圖。
[0026]圖4是水冷管構成的管道結構示意圖。
[0027]圖5是煙氣凈化裝置中并列管道的分布示意圖。
[0028]圖6是煙氣凈化裝置中錯位排列的管道分布示意圖。
[0029]圖7是實施例1的安裝位置示意圖。
[0030]圖8是安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐示意圖。
[0031 ]圖9是煙氣凈化裝置中管道的分布示意圖及煙氣凈化裝置的位置示意圖。
[0032]圖中:1、鏈排;2、前拱;3、后拱;4、下降管;5、分布管;6、前內徑縮小段;7、中內徑縮小段;8、集箱管;9、上鍋筒；10、換熱室；11、下鍋筒；12、水冷管；13、連接板；14、管道；15、管壁;16、冷卻層;17、內徑縮小段;18、爐膛;19、入口處;20、出口處;21、耐火材料。
【具體實施方式】
[0033]下面結合實施例對本申請所述的技術方案作進一步地描述說明。
[0034]實施例1:一種煙氣凈化裝置，包括若干排列的管道14，管道14由管壁15圍成兩端開口的密閉通道，所述管道14的縱截面至少一個內徑縮小段17，所述內徑縮小段17位于管道的入口處19，所述管壁15內部設有冷卻層16。
[0035]實施例2:—種煙氣凈化裝置，包括若干排列的管道14，管道14由管壁15圍成兩端開口的密閉通道，所述管道14的縱截面設有內徑縮小段17，所述內徑縮小段17包括位于管道入口處19的前內徑縮小段6，位于中段靠近入口處19的中內徑縮小段7，所述管壁15內部設有冷卻層16。
[0036]實施例3:—種煙氣凈化裝置，所述冷卻層16采用水冷層，水冷層與所安裝的鏈條鍋爐原有的水循環(huán)系統(tǒng)連接，其余部分的結構與實施例1或實施例2中的結構相同。
[0037]實施例4:一種煙氣凈化裝置，其中所述冷卻層16采用風冷層，風冷層與外置或者鍋爐本身的送風系統(tǒng)連接。其余部分的結構與實施例1或實施例2中的結構相同。
[0038]實施例5:—種煙氣凈化裝置，其中所述管壁15包括若干水冷管12、連接板13，相鄰水冷管12之間采用連接板13連接，水冷管12與連接板13構成兩端開口的密封的管道14。水冷層由水冷管12內的水路構成，所述水冷管12的上下兩端分別與分布管5連接。其余部分的結構與實施例1或2相同。
[0039]實施例6:—種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，包括爐膛18、鏈排1、換熱室10、上鍋筒9、下鍋筒11，其中爐膛18包括前拱2、后拱3，鏈排I位于爐膛18的下方，所述煙氣凈化裝置位于鏈排I的上方，并分別與前拱2、后拱3連接;所述煙氣凈化裝置包括若干排列的管道14，管道14由管壁15圍成兩端開口的密閉通道，所述管壁15內部設有冷卻層16，所述管道14的縱截面包括一個內徑縮小段17，所述內徑縮小段17位于管道14的入口處19。
[0040]實施例7: 一種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其中所述煙氣凈化裝置中的內徑縮小段包括2個，分別為位于入口處19的前內徑縮小段6、位于管道14中段且靠近入口處19處的中內徑縮小段7。其余部分的結構與實施例6中的機構相同。
[0041 ]實施例8:—種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其中所述管壁15由若干水冷管12與連接板13構成，水冷管12與連接板13構成兩端開口周邊密封的管道14。在管道14的兩端分別連接有分布管5，分布管5分別通過進集箱管8、下降管4與上鍋筒9、下鍋筒11連接。其余部分的結構與實施例6或實施例7的結構相同。
[0042]實施例9:一種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其中所述15由若干水冷管12與連接板13構成，水冷管12與連接板13構成兩端開口周邊密封的管道14。在管道14的兩端分別連接有分布管5，分布管5與外接的水循環(huán)系統(tǒng)連接。其余部分的結構與實施例6或7中敘述的結構相同。
[0043]實施例10:—種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其中所述煙氣凈化裝置與鏈排鍋爐內的前拱2、后拱3之間連接處的位置采用耐火材料21進行封堵。其余部分的結構與實施例6至實施例9中的結構相同。
[0044]實施例1中所述的管道14可單獨使用，如說明書附圖1所示;亦可以組合使用，即所述的管道14首尾相接，來實現(xiàn)更加好地煙氣處理效果，首尾相接的方式如說明書附圖7所不O
[0045]鑒于上述實施例及附圖，對本發(fā)明的結構及原理作進一步地描述說明。
[0046]SNCR技術采用的是在爐膛18的內部噴入一定濃度的氨水或尿素，對爐膛18內部的燃料產生的氮氧化物或硫化物進行還原，從而減少氮氧化物或硫化物的排放。但是SNCR僅僅使用氨水或尿素等的還原劑來對氮氧化物或硫化物進行處理，且SNCR技術對反應溫度、濃度范圍等具有一定的要求。
[0047]一般來講，氮氧化物NOx與氨水或尿素的反應溫度一般在850°C?1100°C范圍內反應最佳，而此溫度范圍通常在爐膛18的鏈排I的上方、前拱2與后拱3之間。所以本發(fā)明通過將煙氣凈化裝置安裝在此處以實現(xiàn)對氮氧化物NOx及硫化物的一體化綜合處理，加快氨水或尿素與上述物質的反應進度，增加煙氣本身的燃燒程度，提高氧氣本身利用率。
[0048]進一步地講，本發(fā)明中的煙氣處理裝置采用空氣擾流及對流的原理，通過煙氣不同流速的差值來實現(xiàn)煙氣的充分混合，煙氣對流及擾流現(xiàn)象的存在也能夠增加煙氣凈化裝置內部的壓強，促進煙氣的二次燃燒及二次反應，促進燃料的充分燃燒，促進氨水或尿素等還原劑與氮氧化物NOx及硫化物的反應程度。
[0049]為實現(xiàn)上述原理，本發(fā)明通過在爐膛18的鏈排I的上方、前拱2與后拱3之間設有一個或多個排列的管道14，相鄰管道14之間及管道14與前拱2、后拱3之間采用耐火材料21封堵，這樣使得爐膛18下方的鏈排I燃燒產生的煙氣均通過管道14進入到爐膛18的上方，并由此進入到換熱室1之內。
[0050]當煙氣進入到管道14內時，由于管道14的縱截面至少包括一個內徑縮小段17，內徑縮小段17的位置至少有一個位于管道14的入口處19，這樣，當煙氣由較窄的入口處19進入到較寬孔徑的管道14時，由于橫截面直徑的變化導致煙氣流速發(fā)生變化，煙氣流速的變化會造成擴張效應，該擴張效應一是會增加管道14內部的氣壓，二是會產生煙氣的對流及擾流現(xiàn)象，促進煙氣燃燒的同時也能促進各物質如氨水或尿素、氮氧化物、硫化物等的混合，促進反應。
[0051]本發(fā)明的最佳方案是在管道入口處19設置前內徑縮小段6，在管道14的中段且靠近入口處19的位置上設置中內徑縮小段7，在中內徑縮小段7的作用下對經前內徑縮小段6進入的煙氣產生一個阻流作用，產生比較明顯的煙氣對流、擾流的效果，同是也增加了在這段管道內的煙氣壓力。上述現(xiàn)象使得煙氣在中內徑縮小段7與前內徑縮小段6之間產生更加明顯的二次燃燒、二次混合的現(xiàn)象，從而促進氧氣參與燃燒及還原反應的程度。
[0052]經過上述反應后的煙氣經由中內徑縮小段7進入到后續(xù)的管道14內，管道14的出口處20位于爐膛18的上方，從管道14內出來的煙氣進入到換熱室10內進行換熱。經過換熱室10的煙氣可通過脫硫塔的噴淋作用來實現(xiàn)產生硫酸副產物，不僅能夠對煙氣進行處理而且還能夠實現(xiàn)一定的附加產值。
[0053]在本發(fā)明中，管道14的管壁15內設有冷卻層，該冷卻層可為水冷層或風冷層，水冷層可采用外置的水循環(huán)裝置，也可以通過鏈排鍋爐內部的水循環(huán)裝置來實現(xiàn)。風冷層可通過鍋爐內部的送風系統(tǒng)或外置的送風系統(tǒng)來實現(xiàn)冷卻功能。本領域的技術人員能夠通過上述結構依據(jù)現(xiàn)有技術設計出合理的循環(huán)路徑及裝置，本發(fā)明中不對此作進一步詳細的說明。
[0054]本發(fā)明提供了一種具體的水冷層結構，即通過若干水冷管12及連接板13來實現(xiàn)構成管道14的管壁15。管壁15的橫截面為圓形，如附圖4所示。水冷管12通過分布管5分別與集箱管8、下降管4與上鍋筒9、下鍋筒11連接，從而通過鏈排鍋爐內部的水循環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)對管壁15的冷卻，利用管壁15與燃燒產生的高溫度顆粒物之間的溫度差來避免高溫度顆粒物在內徑縮小段17處的沉積，造成管道14的堵塞。在實現(xiàn)上述冷卻的功能下，本發(fā)明中的水冷管12還能夠起到換熱的作用，增加鍋爐本身的換熱效果，提升鍋爐原有的熱能利用率。
[0055]上述的結構形式，能夠使得原有的鏈排鍋爐在升級改造過程中，通過在爐膛的鏈排上方增加本發(fā)明所述的煙氣凈化裝置，能夠實現(xiàn)鏈排鍋爐中氮氧化物、硫化物的達標排放，消除因燃燒原料不同及氧氣利用不充分而產生的黑煙現(xiàn)象，減少一次風、二次風系統(tǒng)的供風量，能夠在新建鍋爐中減少鋼材的使用量且保證鍋爐運行的穩(wěn)定性，安全可靠。
【主權項】
1.一種煙氣凈化裝置，包括一個或多個排列的管道(14)，管道(14)由管壁(15)圍成兩端開口的密閉通道，其特征在于:所述管道(14)的縱截面至少包括一個內徑縮小段(17)，所述內徑縮小段(17)至少有一個位于管道(14)的入口處(19)，所述管壁(15)的內部設有冷卻層(16) ο2.根據(jù)權利要求1所述的煙氣凈化裝置，其特征在于:所述內徑縮小段(17)的數(shù)量為2個，包括位于入口處(19)的前內徑縮小段(6)、位于中段且靠近入口處(19)的中內徑縮小段(7)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的煙氣凈化裝置，其特征在于:所述冷卻層為水冷層，水冷層與水冷裝置連接。4.根據(jù)權利要求1或2所述的煙氣凈化裝置，其特征在于:所述冷卻層為風冷層，風冷層與風冷裝置連接。5.根據(jù)權利要求3所述的煙氣凈化裝置，其特征在于:所述管壁(15)包括若干水冷管(12)和連接板(13)，相鄰的水冷管(12)之間采用連接板(13)連接，水冷層由水冷管(12)內的水路構成，所述水冷管(12)的上下兩端分別與分布管(5)連接。6.—種安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，包括爐膛(18)、鏈排(I)、換熱室(10)、上鍋筒(9)、下鍋筒(11)，其中爐膛(18)包括前拱(2)、后拱(3)，鏈排(I)位于爐膛(18)的下方，其特征在于:所述煙氣凈化裝置位于鏈排(I)的上方，并分別與前拱(2)、后拱(3)連接;所述煙氣凈化裝置包括一個或多個排列的管道(14)，管道(14)由管壁(15)圍成兩端開口的密閉通道，所述管壁(15)內部設有冷卻層(16)，所述管道(14)的縱截面至少包括一個內徑縮小段(17)，所述內徑縮小段(17)至少有一個位于管道(14)的入口處(19)。7.根據(jù)權利要求6所述的安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其特征在于:所述內徑縮小段(17)的數(shù)量為2個，包括位于入口處(19)的前內徑縮小段(6)、位于管道(14)中段且靠近入口處(19)的中內徑縮小段(7)。8.根據(jù)權利要求7所述的安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其特征在于:所述管壁(15)包括若干水冷管(12)、連接板(13)，相鄰水冷管(12)之間采用連接板(13)連接，水冷層由水冷管(12)內的水路構成，所述水冷管(12)的上下兩端分別與分布管(5)連接。9.根據(jù)權利要求8所述的安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其特征在于:所述分布管(5)分別通過進集箱管(8)、下降管(4)與上鍋筒(9)、下鍋筒(11)連接。10.根據(jù)權利要求6至8中任一權利要求所述的安裝有煙氣凈化裝置的鏈排鍋爐，其特征在于:所述煙氣凈化裝置與前拱(2)、后拱(3)的連接處采用耐火材料(21)進行封堵。
【文檔編號】F23J15/06GK106051803SQ201610590372
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610590372.3, CN 106051803 A, CN 106051803A, CN 201610590372, CN-A-106051803, CN106051803 A, CN106051803A, CN201610590372, CN201610590372.3
【發(fā)明人】張亞玉
【申請人】山東巨亞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰? 臨沂市巨亞環(huán)保節(jié)能鍋爐研究所