專利名稱：粉狀固體燃料鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種粉狀固體燃料鍋爐。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是現(xiàn)在各大電廠鍋爐上普遍采用的煙氣尾端換熱裝置。其性能直接影響鍋爐熱效率。傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器一般以金屬作為傳熱介質(zhì)，只能夠回收500攝氏度以下煙氣的熱量，通過預(yù)熱助燃空氣，將煙氣熱量帶回爐膛，并且改善燃燒狀況，從而提聞鍋爐的效率。并且需要將尾氣進行脫硝處理，現(xiàn)有技術(shù)是通過SCR (選擇性催化還原法)脫硝法進行脫硝處理，采用現(xiàn)有技術(shù)SCR脫硝法，需要在鍋爐的尾部加裝脫硝裝置。脫硝裝置可布置在除塵裝置之前，也可以布置在除塵裝置之后?，F(xiàn)有技術(shù)的脫硝方法存在以下缺陷:
1、加裝脫硝裝置占用空間較大，對于現(xiàn)有鍋爐，存在尾部空間不足，不能加裝脫硝裝置的問題；2、如果脫硝裝置布 置于除塵裝置之前，煙氣含塵量大，飛灰對催化劑的污染、磨損嚴重，有時會出現(xiàn)堵塞的問題；3、如果脫硝裝置布置于除塵裝置之后，由于除塵后煙氣溫度降低，催化劑的效能下降，使得脫硝效率降低。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種可以高效方便脫硝的粉狀固體燃料鍋爐。根據(jù)本實用新型實施例的粉狀固體燃料鍋爐，所述粉狀固體燃料鍋爐包括有:爐膛；蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器包括:換熱器主體；驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述換熱器主體繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)；分隔件，所述分隔件沿著所述中心軸線的方向設(shè)置在所述換熱器主體內(nèi)，且將所述換熱器主體分隔成至少一對容納部分，所述每對容納部分相對所述中心軸線成徑向相對設(shè)置；熱載體，所述熱載體分別容納在所述容納部分中，所述熱載體由非金屬固體材料所形成，并且所述熱載體設(shè)置有脫硝催化劑層；煙氣通路，所述煙氣通路的入口端與所述爐膛的頂部相連通，且出口端與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器相連通，以將爐膛內(nèi)產(chǎn)生的煙氣通入至少所述成對的所述容納部分中的一個內(nèi)并與其中容納的所述熱載體換熱；空氣通路，所述空氣通路用于將空氣至少通入所述成對的所述容納部分中的另一個內(nèi)，以使得其中容納的所述熱載體與所述空氣進行換熱。根據(jù)本實用新型實施例的粉狀固體燃料鍋爐，在所述非金屬固體材料制成的熱載體旋轉(zhuǎn)過程中，高溫煙氣對加熱載體進行了加熱，使熱載體溫度升高較快并且熱載體設(shè)置脫硝催化劑層將高溫煙氣進行脫硝處理使得粉狀固體燃料鍋爐能降低氮氧化合物排放。另外，根據(jù)本實用新型的粉狀固體燃料鍋爐系統(tǒng)還可具有如下附加技術(shù)特征:根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述粉狀固體燃料為煤粉?？蛇x地，從所述煙氣通路的所述入口端朝向所述煙氣通路的所述出口端依次設(shè)置有屏式過熱器、包墻過熱器和過熱器。由此，通過設(shè)置過熱器，可有效提高整個蒸汽動力裝置的循環(huán)熱效率。進一步地，在靠近所述煙氣通路的所述出口端的所述煙氣通路內(nèi)設(shè)置有省煤器。由此，通過設(shè)置省煤器，可有效吸收煙氣的熱量，降低排煙溫度，減少排煙損失，從而節(jié)省燃料?？蛇x地，所述熱載體為SiC或者陶瓷，且具有小球狀、片狀或者多孔狀的結(jié)構(gòu)。由此，蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器可耐高溫、耐腐蝕且耐磨損。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器進一步包括:冷凝液體移除裝置，所述冷凝液體移除裝置設(shè)置在所述換熱器主體的下方，以移除換熱過程中產(chǎn)生的冷凝液體。更進一步地，所述熱載體包括:熱載體上層，所述熱載體上層設(shè)置有脫硝催化劑層；以及熱載體下層，所述熱載體下層與所述述熱載體上層進行固定。由于上層熱載體溫度較聞因此可以進一步的提聞脫硝效率?？蛇x地，所述熱載體中添加有用于催化NOx的催化劑?？蛇x地，所述粉狀固體燃料的直徑為50-500um。本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本 實用新型的實踐了解到。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的粉狀固體燃料鍋爐的示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所
示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。下面參考圖1描述根據(jù)本實用新型實施例的粉狀固體燃料鍋爐系統(tǒng)100。如圖1所示，根據(jù)本實用新型實施例的粉狀固體燃料鍋爐I包括:蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2、煙氣通路3、空氣通路4。在下述中將以煤粉作為粉狀固體燃料的示例來進行說明，但是需要說明的是，本實用新型不限于此，只要能在鍋爐內(nèi)作為燃料燃燒的任何粉狀固體燃料都可以采用本實用新型的構(gòu)思，例如燃燒生物質(zhì)等其他粉狀固體燃料，可選地，燃料的直徑可以在50-500um之間。由此，此處煤粉的示例只是出于示例和說明的目的，而不能用來限制本實用新型的保護范圍。蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2用于將高溫煙氣和待預(yù)熱空氣進行熱交換，從而使待預(yù)熱空氣的溫度升高到某一定值。蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2包括:換熱器主體21、驅(qū)動裝置、分隔件22和熱載體。其中，驅(qū)動裝置用于驅(qū)動換熱器主體21繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。分隔件22沿著中心軸線的方向設(shè)置在換熱器主體21內(nèi)，且將換熱器主體21分隔成至少一對容納部分，每對容納部分相對中心軸線成徑向相對設(shè)置。熱載體分別容納在容納部分中，熱載體由非金屬固體材料所形成。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述熱載體中可以添加有用于催化NOx的催化劑，由此使得該鍋爐工藝可以降低NOx，同時由于在熱載體內(nèi)設(shè)置用于催化NOx的催化劑，從而消除了現(xiàn)有的煙氣出口處必須單獨設(shè)置去除NOx的裝置，從而也提高了整個系統(tǒng)的效率同時降低了成本。在本實用新型的一個示例中，換熱器主體21可形成為中空的圓柱體，分隔件22可大致呈板形，該分隔間沿著換熱器主體21中心線軸線的方向延伸，從而將換熱器主體21分隔成一對容納部分，熱載體分別設(shè)在兩個容納部分中，熱載體可由非金屬固體材料制成，并且所述熱載體設(shè)置有脫硝催化劑層，煙氣和待預(yù)熱空氣分別通入兩個容納部分中，然后通過驅(qū)動裝置驅(qū)動換熱器主體21旋轉(zhuǎn)、煙氣和與其所在的容納部分中的熱載體進行熱交換使熱載體溫度升高，使煙氣進行脫硝處理使得粉狀固體燃料鍋爐能降低氮氧化合物排放；待預(yù)熱空氣和與其所在的容納 部分中的熱載體進行熱交換，從而使得待預(yù)熱空氣溫度升聞。當然，本實用新型不限于此，在本實用新型的另一些示例中，分隔件22還可將換熱器主體21分隔成兩對、三對甚至多對容納部分。在現(xiàn)有的氣體換熱系統(tǒng)中，煙氣在通過該氣體換熱器之后的出口溫度是不能降低到130度以下，因為這會導(dǎo)致硫酸析出，從而導(dǎo)致對該氣體換熱器內(nèi)由金屬制造的部件的嚴重腐蝕。但是，在本實用新型的上述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2中(針對例如含硫的高溫煙氣)，由于熱載體由例如SiC、陶瓷等的非金屬固體材料所形成，從而不用顧慮硫在130度存在露點所導(dǎo)致的腐蝕性問題，而可以把高溫煙氣的出口溫度降低到硫的露點之下的溫度，從而最大程度地進行換熱，根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述高溫煙氣離開所述氣體換熱器的出口溫度小于130度，進一步地，所述高溫煙氣離開所述氣體換熱器的出口溫度小于70度。該溫度在傳統(tǒng)的氣體換熱系統(tǒng)中是幾乎不可能實現(xiàn)的。此外，在將出口溫度降低到露點的溫度之下，水蒸氣冷凝析出為液體水，釋放了大量的潛熱(水從100度變?yōu)?00度的水蒸氣吸收的熱量相當于水從O度升高至100度時所吸收熱量的3倍)。由于熱載體由非金屬固體材料所形成，所以在S沉積一定程度之后，對該容納部分中所容納的熱載體清洗即可以繼續(xù)使用，從而降低了傳統(tǒng)的氣體換熱系統(tǒng)中所存在的零部件替換所導(dǎo)致的成本增加的問題。在例如燃煤鍋爐的尾氣換熱過程中，出口溫度每降低10度，整個鍋爐的效率可以提高0.5%，而所釋放的潛熱相當于提高了整個鍋爐效率的1.5%。根據(jù)發(fā)明人使用該領(lǐng)域內(nèi)的公認計算方法計算，通過搭載蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器，將冷風加熱到熱風利于燃燒的同時，將排煙溫度降到50-80攝氏度，有效的利用了燃料的余熱，并將鍋爐的效率提高3個百分點以上。此外，本實用新型的粉狀固體燃料鍋爐的可用煤炭的范圍得以擴大，即可以降低所使用的煤的品位，進一步地降低了生產(chǎn)成本。其中，粉狀固體燃料鍋爐I限定有爐膛11。煙氣通路3的入口端與爐膛11的頂部相連通，且出口端與蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2相連通，以將爐膛11內(nèi)產(chǎn)生的煙氣通入至少成對的蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2的容納部分中的一個內(nèi)，并與容納部分中容納的熱載體換熱。空氣通路4用于將空氣至少通入成對的容納部分中的另一個內(nèi)，以使得容納部分中容納的熱載體與空氣進行換熱，經(jīng)過換熱后的空氣被供給至爐膛11的內(nèi)部。經(jīng)過蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2換熱后的煙氣流出。在下面的描述中，以換熱器主體21逆時針轉(zhuǎn)動，且煙氣沿著中心軸線的右側(cè)通入換熱器主體21內(nèi)，待預(yù)熱空氣沿著中心軸線的左側(cè)通入換熱器主體21為例進行說明。如圖1所示，粉狀固體燃料鍋爐I內(nèi)限定出爐膛11以用于容納煤粉，煙氣通道3的一端與爐膛11相通，其另一端與蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2相通，以將爐膛11內(nèi)產(chǎn)生的煙氣通入蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2的第一容納部分211中(例如為圖1中所示的蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2的右側(cè))，蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2的第二容納部分212中(例如為圖1中所示的蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2的左側(cè))用于通入待預(yù)熱空氣，在換熱器主體21處于未旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，煙氣和第一容納部分211中的熱載體換熱以使熱載體的溫度升高，熱載體吸收熱量后，換熱器主體21逆時針 旋轉(zhuǎn)，第一容納部分211旋轉(zhuǎn)到中心軸線的左側(cè)，第二容納部分212旋轉(zhuǎn)到中心軸線的右側(cè)，旋轉(zhuǎn)到左側(cè)的第一容納部分211內(nèi)的熱載體與待加熱空氣進行換熱以使帶加熱空氣溫度升，同時，煙氣對旋轉(zhuǎn)到右側(cè)的第二容納部分212內(nèi)的熱載體進行加熱。換熱器主體21繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動，此時第一容納部分211被旋轉(zhuǎn)回到中心軸線的右偵牝第二容納部分212被旋轉(zhuǎn)回到中心軸線的左側(cè)，旋轉(zhuǎn)回左側(cè)的第二容納部分212內(nèi)的熱載體與待加熱空氣進行熱交換，煙氣對旋轉(zhuǎn)回右側(cè)的第一容納部分211內(nèi)的熱載體進行加熱，如此循環(huán)重復(fù)，以完成對待預(yù)熱空氣的加熱。在本實用新型的其中一個示例中，待預(yù)熱空氣加熱到一定溫度后可從粉狀固體燃料鍋爐I的底部供入爐膛11內(nèi)，從而與煤粉在爐膛11內(nèi)進行高溫氧化燃燒?？蛇x地，煤粉由無煙煤、貧煤中的至少一種所形成。與待預(yù)熱空氣進行換熱后的煙氣通過排氣通路101排出。根據(jù)本實用新型實施例的粉狀固體燃料鍋爐1，通過設(shè)置蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2可將高溫煙氣的溫度大大降低，使熱載體溫度較現(xiàn)有技術(shù)升高較大，可以提高脫硝催化劑脫硝的效率，因此可以將煙氣進行脫硝處理使得粉狀固體燃料鍋爐能降低氮氧化合物排放。可選地，從煙氣通路3的入口端朝向煙氣通路3的出口端依次設(shè)置有屏式過熱器
6、包墻過熱器7和過熱器。例如在圖1的示例中，屏式過熱器6和包墻過熱器7鄰近煙氣通路3的入口端設(shè)置，且在左右方向上相互間隔開設(shè)置，過熱器鄰近煙氣通路3的出口端設(shè)置。由此，通過設(shè)置過熱器，可有效提高整個蒸汽動力裝置的循環(huán)熱效率。進一步地，在靠近煙氣通路3的出口端的煙氣通路3內(nèi)設(shè)置有省煤器9。例如在圖1的示例中，省煤器9設(shè)在過熱器的下方，且與過熱器在上下方向上間隔開一定距離。由此，通過設(shè)置省煤器9，可有效吸收煙氣的熱量，降低排煙溫度，減少排煙損失，從而節(jié)省燃料。在本實用新型的一個實施例中，從煙氣通路3進入蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2內(nèi)的煙氣速度可調(diào)節(jié)。由此，有效地提高了待預(yù)熱空氣的溫度?？蛇x地，熱載體為SiC或者陶瓷，且具有小球狀、片狀或者多孔狀的結(jié)構(gòu)。由此，蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2可耐高溫、耐腐蝕且耐磨損。在本實用新型的一個實施例中，蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2進一步包括:冷凝液體移除裝置10，冷凝液體移除裝置10設(shè)置在換熱器主體21的下方，以移除換熱過程中產(chǎn)生的冷凝液體，例如含酸的冷凝水?？蛇x地，經(jīng)過蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2換熱后的煙氣的溫度為50-80度。此時，煙氣中的水蒸氣析出，與三氧化硫反應(yīng)，形成含酸冷凝水，經(jīng)過冷凝液體移除裝置能脫除煙氣中30%的硫，從而起到預(yù)脫硫的效果，極大地降低煙氣后續(xù)脫硫的成本。此外，可回收煙氣中部分氣化潛熱，從而提高了鍋爐的熱效率?？蛇x地，空氣為富氧空氣，且空氣經(jīng)過蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器2換熱后被加熱至300-650度。由此，空氣提升溫度較高。進一步的為了便于加工可以將熱載體設(shè)置為熱載體上層和熱載體下層，熱載體上層設(shè)置有脫硝催化劑層，熱載體上層和熱載體下層通過焊接、螺接、鉚接等形式進行固定。熱載體上層高度具體數(shù)值的確定是根據(jù)鍋 爐型號進行確定。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述粉狀固體燃料鍋爐包括有: 爐膛； 蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器包括: 換熱器主體； 驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述換熱器主體繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)； 分隔件，所述分隔件沿著所述中心軸線的方向設(shè)置在所述換熱器主體內(nèi)，且將所述換熱器主體分隔成至少一對容納部分，所述每對容納部分相對所述中心軸線成徑向相對設(shè)置； 熱載體，所述熱載體分別容納在所述容納部分中，所述熱載體由非金屬固體材料所形成，并且所述熱載體設(shè)置有脫硝催化劑層； 煙氣通路，所述煙氣通路的入口端與所述爐膛的頂部相連通，且出口端與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器相連通，以將爐膛內(nèi)產(chǎn)生的煙氣通入至少所述成對的所述容納部分中的一個內(nèi)并與其中容納的所述熱載體換熱； 空氣通路，所述空氣通路用于將空氣至少通入所述成對的所述容納部分中的另一個內(nèi)，以使得其中容納的所述熱載體與所述空氣進行換熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述粉狀固體燃料為煤粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，從所述煙氣通路的所述入口端朝向所述煙氣通路的所述出口端依次設(shè)置有屏式過熱器、包墻過熱器和過熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，在靠近所述煙氣通路的所述出口端的所述煙氣通路內(nèi)設(shè)置有省煤器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述熱載體為SiC或者陶瓷，且具有小球狀、片狀或者多孔狀的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器進一步包括: 冷凝液體移除裝置，所述冷凝液體移除裝置設(shè)置在所述換熱器主體的下方，以移除換熱過程中產(chǎn)生的冷凝液體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述熱載體包括: 熱載體上層，所述熱載體上層設(shè)置有脫硝催化劑層；以及 熱載體下層，所述熱載體下層與所述述熱載體上層進行固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述熱載體中添加有用于催化NOx的催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀固體燃料鍋爐，其特征在于，所述粉狀固體燃料的直徑為 50_500um。
專利摘要本實用新型公開了一種粉狀固體燃料鍋爐，包括爐膛；蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器；煙氣通路，煙氣通路的入口端與爐膛的頂部相連通，且出口端與蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器相連通，蓄熱式旋轉(zhuǎn)換向加熱器包括熱載體，所述熱載體分別容納在所述容納部分中，所述熱載體由非金屬固體材料所形成，并且所述熱載體設(shè)置有脫硝催化劑層；空氣通路，空氣通路用于將空氣至少通入成對的容納部分中的另一個內(nèi)。根據(jù)本實用新型的粉狀固體燃料鍋爐，高溫煙氣對加熱載體進行了加熱，使熱載體溫度升高較快并且熱載體設(shè)置脫硝催化劑層將高溫煙氣進行脫硝處理，使得粉狀固體燃料鍋爐能降低氮氧化合物排放。
文檔編號B01D53/86GK203131785SQ201320039649
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者吳道洪, 王勝美, 陳琳, 吳玉林, 魯光明, 沈大平 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司