一種還原劑直線噴射式脫硝鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，包括內(nèi)部為爐膛的燃燒爐以及內(nèi)部為分離腔的旋風(fēng)分離器，燃燒爐的上部通過連接管道與旋風(fēng)分離器相通；特征在于：燃燒爐的爐壁上設(shè)置有多個(gè)用于向爐膛內(nèi)噴射還原劑的直線噴頭，直線噴頭向爐膛內(nèi)噴射還原劑后形成直線狀的還原劑噴射線。直線噴頭設(shè)置于爐膛內(nèi)溫度為850℃-950℃煙氣所對(duì)應(yīng)的燃燒爐的爐壁上。本實(shí)用新型的流化床鍋爐，不僅使得還原劑與煙氣中氮氧化物的混合更加均勻，而且更有利于還原劑與NOx的充分反映，將以往50%左右的脫硝率提升至80%作用，有效地降低了硫化床鍋爐排放氣體中氮氧化物的含量，減輕了燃煤鍋爐對(duì)大氣的污染。
【專利說明】一種還原劑直線噴射式脫硝鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種流化床鍋爐，更具體的說，尤其涉及一種還原劑直線噴射式脫硝鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)流化床鍋爐采用小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，使高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù)，用于將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械部分進(jìn)行做工。
[0003]燃料在爐膛內(nèi)燃燒的過程中，會(huì)產(chǎn)生含硫、含氮化合物，排入到大氣中會(huì)造成大氣污染，為了避免或減輕化石燃料的燃燒對(duì)大氣造成的污染，一般會(huì)對(duì)在流化床鍋爐中燃燒的燃料進(jìn)行脫硫脫硝處理?，F(xiàn)有循環(huán)流化床的脫硝方法為向燃燒產(chǎn)生的煙氣中噴入霧狀還原劑(本申請(qǐng)文件中所述的還原劑均為氨水或尿素水溶液)，利用氨氣與煙氣中的NOx化合物發(fā)生反應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)脫硝的目的。但由于噴射還原劑的形式和位置使得脫硝的效果并不理想。例如專利號(hào)為201320863782.2、發(fā)明名稱為“一種基于流態(tài)重構(gòu)的循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)”的專利文件，其所公開的噴槍16設(shè)置于循環(huán)流化床鍋爐爐膛6與循環(huán)流化床鍋爐分離器7之間，這種布設(shè)位置使得脫硝效率并不高。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中均采用向燃燒產(chǎn)生的煙氣中噴入霧狀還原劑，并一直認(rèn)為只有采用霧狀還原劑才能使煙氣與還原劑充分混合，其實(shí)不然，由于燃燒產(chǎn)生的煙氣在流化床鍋爐內(nèi)的流速較快，霧狀還原劑噴出后即被高流速的煙氣帶走，霧狀還原劑并能射入至中心，使得還原劑與煙氣的混合效果并不佳，使得脫硝率并不高。再者，現(xiàn)有的還原劑霧狀噴頭一般設(shè)置于燃燒鍋爐與旋風(fēng)分離器之間的管道上，此處煙氣的溫度相對(duì)較低，并不是還原劑與煙氣混合后的最佳脫硝溫度，進(jìn)一步使得脫硝并不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種還原劑直線噴射式脫硝鍋爐。
[0006]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，包括內(nèi)部為爐膛的燃燒爐，其特別之處在于:所述燃燒爐的爐壁上設(shè)置有多個(gè)用于向爐膛內(nèi)噴射還原劑的直線噴頭，直線噴頭向爐膛內(nèi)噴射還原劑后形成直線狀的還原劑噴射線。
[0007]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述直線噴頭設(shè)置于爐膛內(nèi)溫度為8500C -1100°C煙氣所對(duì)應(yīng)的燃燒爐的爐壁上。
[0008]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述直線噴頭設(shè)置于燃燒爐爐壁的一偵U、兩側(cè)、三側(cè)或四周，所述直線噴頭位于燃燒爐的同一截面內(nèi)。
[0009]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述燃燒爐的爐壁包括間隔設(shè)置的水冷管，相鄰水冷管之間為壁板，水冷管和壁板的外圍設(shè)置有保溫層；直線噴頭等間距地設(shè)置于爐膛的兩側(cè)，直線噴頭貫穿于保溫層和壁板，直線噴頭的進(jìn)水口連接有提供還原劑的給還原劑管；爐膛兩側(cè)的直線噴頭交錯(cuò)設(shè)置，使得其噴出的還原劑噴射線成相互平行狀態(tài)。
[0010]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述直線噴頭噴出的兩相鄰還原劑噴射線之間的距離為20cm-40cm。
[0011]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述鍋爐為流化床鍋爐或鏈排式鍋爐；在為流化床鍋爐時(shí)，包括內(nèi)部為分離腔的旋風(fēng)分離器，燃燒爐的上部通過連接管道與旋風(fēng)分離器相通，旋風(fēng)分離器的下部通過回流管道與燃燒爐的下部相通。
[0012]本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，所述直線噴頭包括底座、外筒、內(nèi)筒和人造晶石頭，內(nèi)筒與外筒同軸設(shè)置，內(nèi)筒的內(nèi)部為流通腔，內(nèi)筒與外筒之間為外層腔；外筒的一端與底座相固定，另一端與人造晶石頭相固定，人造晶石的中心開設(shè)有噴射還原劑的噴口 ；內(nèi)筒的一端穿過底座后與連接頭相連接，另一端上固定有針座，針座上固定有對(duì)噴口進(jìn)行封堵的密封針；內(nèi)筒靠近底座一端的外圍設(shè)置有對(duì)外層腔封堵的密封圈，密封圈與底座之間設(shè)置有導(dǎo)向套和回位彈簧；內(nèi)筒靠近針座一端的外圍設(shè)置有對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行導(dǎo)向的限位套，內(nèi)筒的管壁上開設(shè)有連通流通腔與外層腔的第一開口，限位套上開設(shè)有便于還原劑流出的第二通孔。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的流化床鍋爐，改變了以往向鍋爐煙氣中添加還原劑的形式和位置，將以往向鍋爐內(nèi)添加霧狀還原劑改為添加線狀還原劑，且添加還原劑的直線噴頭設(shè)置于燃燒爐的爐壁上，優(yōu)選為爐膛內(nèi)煙氣溫度為850°C _950°C的位置處，而不是以往燃燒爐的出煙口處，不僅使得還原劑與煙氣中氮氧化物的混合更加均勻，而且更有利于還原劑與NOx的充分反映，將以往50%左右的脫硝率提升至80%作用，有效地降低了硫化床鍋爐排放氣體中氮氧化物的含量，減輕了大氣污染。
[0014]直線噴頭由底座、外筒、內(nèi)筒、人造水晶頭、密封針、回位彈簧和限位套組成，不噴射還原劑時(shí)，在回位彈簧的作用下使密封針插入到噴口中，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴口的密封，可避免煙氣中的固體顆粒進(jìn)入到噴口中，造成噴口堵塞。在噴射還原劑時(shí)，具有較高壓力的還原劑依次通過流通腔、第一通孔進(jìn)入到外層腔中，并迫使密封圈壓縮回位彈簧收縮，內(nèi)筒帶動(dòng)密封針移動(dòng)，噴口打開，較大壓力的還原劑經(jīng)第二通孔、噴口噴出，形成直線狀還原劑噴射線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中直線噴頭在燃燒爐上的布設(shè)原理圖；
[0017]圖3為圖2中A區(qū)域的局部放大圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型中直線噴頭的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖5為圖4中B區(qū)域的局部放大圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型中直線噴頭噴射還原劑時(shí)的原理圖。
[0021 ] 圖中:I燃燒爐，2旋風(fēng)分離器，3連通管道，4爐膛，5分離腔，6直線噴頭，7回流管道，8高溫過熱器，9低溫過熱器，10水冷管，11壁板，12保溫層，13給還原劑管，14還原劑噴射線，15底座，16外筒，17內(nèi)筒，18流通腔，19人造晶石頭，20噴口，21密封針，22針座，23密封圈，24限位套，25回位彈簧，26第一通孔，27導(dǎo)向套，28第二通孔，29第一限位臺(tái)，30第二限位臺(tái)，31外層腔，32連接頭，33卡子。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐結(jié)構(gòu)原理圖，其包括燃燒爐1、旋風(fēng)分離器2、連通管道3、直線噴頭6、回流管道7、高溫過熱器8以及低溫過熱器9 ;所示燃燒爐I的內(nèi)部為爐膛4，燃煤在爐膛4中燃燒形成高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔鈱?duì)爐壁上水冷管10中的水體進(jìn)行加熱，形成高溫蒸汽。燃燒爐I的上部通過連通管道3與旋風(fēng)分離器2的上部相通，燃燒爐I中的高溫?zé)煔馔ㄟ^連通管道3進(jìn)入到旋風(fēng)分離器2中，旋風(fēng)分離器2的內(nèi)部為分離腔5。
[0024]在旋風(fēng)分離器2中的分離腔5中，煙氣中的固體成分落下，經(jīng)回流管道7重新進(jìn)入到燃燒爐I中，形成循環(huán)流化床鍋爐。煙氣成分經(jīng)旋風(fēng)分離器2頂部的出口排出，排出后的煙氣再經(jīng)高溫過熱器8和低溫過熱器9吸收利用。為了對(duì)煙氣中的氮氧化物進(jìn)行去除，現(xiàn)有技術(shù)中采用向煙氣中噴灑還原劑(如液氨或尿素水溶液)，利用還原劑對(duì)氮氧化物的還原反應(yīng)，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退詼p少氮?dú)馕廴尽?br> [0025]但現(xiàn)有技術(shù)中均采用在燃燒爐I與旋風(fēng)分離器2之間的連通管道3上設(shè)置噴灑霧狀還原劑的噴頭，由于從燃燒爐I中排出的煙氣的流速較高，霧狀還原劑噴灑出后立即被煙氣帶走，使得還原劑無法達(dá)到煙氣中心，導(dǎo)致還原劑與煙氣的混合效果不佳，降低了氨氣對(duì)氮氧化物的還原效率。同時(shí)，由于氨氣與氮氧化物的最佳反應(yīng)溫度為900°C左右，但在連通管道3中的煙氣溫度遠(yuǎn)低于此溫度，造成氨氣與氮氧化物反應(yīng)不充分，使得煙氣的脫硝效率并不高。
[0026]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型將噴射還原劑的直線噴頭6設(shè)置于燃燒爐I的爐壁上，優(yōu)選為設(shè)置在爐膛4內(nèi)煙氣溫度為850°C -1100°C所對(duì)應(yīng)的爐壁上，最佳為900°C所對(duì)應(yīng)的爐壁上。直線噴頭6所噴射的還原劑為直線狀，這樣更有利于還原劑噴射到煙氣的中心位置處，使得還原劑與煙氣的混合更加均勻。
[0027]如圖2所示，給出了本實(shí)用新型中直線噴頭6在燃燒爐I上的布設(shè)原理圖，圖3給出了圖2中A區(qū)域的局部放大圖，所示燃燒爐I的爐壁由水冷管10和壁板11依次間隔設(shè)置而成，水冷管10和壁板11的外圍為保溫層12，水冷管10中的水體用于吸收煙氣的能量，形成可對(duì)外界做功的高溫蒸汽。直線噴頭6依次穿過保溫層12、壁板11向爐膛4中噴射還原劑，直線噴頭6連接有還原劑噴射線14，所示的直線噴頭6設(shè)置在爐膛4兩側(cè)的爐壁上。同一側(cè)的直線噴頭6等間距設(shè)置，兩側(cè)的直線噴頭6交錯(cuò)設(shè)置，使得兩側(cè)的直線噴頭6噴出的還原劑成相互平行的還原劑噴射線14，相鄰還原劑噴射線14之間的距離為20cm-40cm為最佳，優(yōu)選為30cm。
[0028]這樣，由于直線噴頭6噴射出的還原劑噴射線14成直線狀，使得還原劑可進(jìn)入到煙氣的中心位置處，使得煙氣與還原劑的混合更加充分，有利于氨氣與煙氣中氮氧化物的充分反應(yīng)，提高脫硝效率。由于900°C為還原劑與煙氣中氮氧化物的最佳反應(yīng)溫度，通過將直線噴頭6設(shè)置在煙氣溫度為900°C左右的燃燒爐I的爐壁上，更有利于提高煙氣的脫硝效率。
[0029]由于直線噴頭6設(shè)置于燃燒爐I上，燃燒爐I的爐膛4中有大量的灰塵顆粒，應(yīng)保證直線噴頭6不被灰塵堵塞。如圖4所示給出了本實(shí)用新型中直線噴頭6的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括底座15、外筒16、內(nèi)筒17、人造晶石頭19、密封針21、針座22、密封圈23、限位套24、回位彈簧25、導(dǎo)向套27、連接頭32以及卡子33 ;所示底座15的中央為通孔，外筒16的左端通過卡子33固定于底座15上，右端與人造晶石頭19相固定,人造晶石頭19上開設(shè)有噴射還原劑的噴口 20。內(nèi)筒17位于外筒16的內(nèi)部并與其同軸設(shè)置，內(nèi)筒17的內(nèi)部為流通腔18，內(nèi)筒17與外筒16之間形成外層腔31。
[0030]連接頭32設(shè)置于內(nèi)筒17的右端，內(nèi)筒17通過連接頭32與給還原劑管13相連通。針座22固定于內(nèi)筒17的左端，密封針21固定于針座22上，密封針21實(shí)現(xiàn)對(duì)噴口 20的密封作用。所示內(nèi)筒17右端的外壁上設(shè)置有第一限位臺(tái)29，底座15的內(nèi)徑小于外筒16的內(nèi)徑，形成有第二限位臺(tái)30，密封圈23設(shè)置于靠近第一限位臺(tái)29處，實(shí)現(xiàn)對(duì)外層腔31的密封作用。密封圈23與第二限位臺(tái)30之間設(shè)置有回位彈簧25，回位彈簧25與內(nèi)筒16之間設(shè)置有限位套24。內(nèi)筒17上開設(shè)有第一通孔26，流通腔18通過第一通孔26與外層腔31相通。內(nèi)筒17左端的外壁上設(shè)置有導(dǎo)向套27，在內(nèi)筒左右移動(dòng)的過程中，通過導(dǎo)向套27的導(dǎo)向作用，可保證密封針21始終與噴口 20對(duì)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴口 20的密封作用。
[0031]在沒有還原劑注入的情況下，在回位彈簧25的彈力作用下，通過對(duì)密封圈23的施力可迫使密封針21頂入至噴口 20中，使得噴口 20處于密封狀態(tài)，可避免爐膛4中的固體顆粒進(jìn)入到噴口 20中，造成噴口 20堵塞。在有還原劑進(jìn)入流通腔18中的情況下，具有較高壓力的還原劑經(jīng)第一通孔26進(jìn)入到外層腔31中，使得外層腔31中的壓力變大，密封圈23在進(jìn)一步壓縮回位彈簧25的同時(shí)左移，當(dāng)限位套24的右端碰觸在第二限位臺(tái)30上時(shí)，內(nèi)筒17停止移動(dòng)，此時(shí)密封針21已從噴口 20中移出，還原劑就通過第二通孔28、噴口 20噴出，形成還原劑噴射線14，實(shí)現(xiàn)還原劑與煙氣的充分混合。
[0032]本實(shí)用新型的流化床鍋爐，不僅使得還原劑與煙氣中氮氧化物的混合更加均勻，而且更有利于還原劑與NOx的充分反映，將以往50%左右的脫硝率提升至80%作用，有效地降低了硫化床鍋爐排放氣體中氮氧化物的含量，減輕了對(duì)大氣的污染。
【權(quán)利要求】
1.一種還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，包括內(nèi)部為爐膛(4)的燃燒爐(1)，其特征在于:所述燃燒爐的爐壁上設(shè)置有多個(gè)用于向爐膛內(nèi)噴射還原劑的直線噴頭(6)，直線噴頭向爐膛內(nèi)噴射還原劑后形成直線狀的還原劑噴射線(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述直線噴頭(6)設(shè)置于爐膛(4)內(nèi)溫度為850°C -1100°C煙氣所對(duì)應(yīng)的燃燒爐(1)的爐壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述直線噴頭(6)設(shè)置于燃燒爐(1)爐壁的一側(cè)、兩側(cè)、三側(cè)或四周，所述直線噴頭位于燃燒爐的同一截面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述燃燒爐(1)的爐壁包括間隔設(shè)置的水冷管(10)，相鄰水冷管之間為壁板(11)，水冷管和壁板的外圍設(shè)置有保溫層(12);直線噴頭(6)等間距地設(shè)置于爐膛(4)的兩側(cè)，直線噴頭貫穿于保溫層和壁板，直線噴頭的進(jìn)水口連接有提供還原劑的給還原劑管(13);爐膛兩側(cè)的直線噴頭交錯(cuò)設(shè)置，使得其噴出的還原劑噴射線(14)成相互平行狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述直線噴頭(6)噴出的兩相鄰還原劑噴射線(14)之間的距離為20cm-40cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述鍋爐為流化床鍋爐或鏈排式鍋爐；在為流化床鍋爐時(shí)，包括內(nèi)部為分離腔(5)的旋風(fēng)分離器(2)，燃燒爐(1)的上部通過連接管道(3)與旋風(fēng)分離器相通，旋風(fēng)分離器的下部通過回流管道(7)與燃燒爐的下部相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原劑直線噴射式脫硝鍋爐，其特征在于:所述直線噴頭(6)包括底座(15)、外筒(16)、內(nèi)筒(17)和人造晶石頭(19)，內(nèi)筒與外筒同軸設(shè)置，內(nèi)筒的內(nèi)部為流通腔(18)，內(nèi)筒與外筒之間為外層腔(31);外筒的一端與底座相固定，另一端與人造晶石頭相固定，人造晶石的中心開設(shè)有噴射還原劑的噴口( 20 );內(nèi)筒的一端穿過底座(15)后與連接頭(32)相連接，另一端上固定有針座(22)，針座上固定有對(duì)噴口進(jìn)行封堵的密封針(21);內(nèi)筒靠近底座一端的外圍設(shè)置有對(duì)外層腔封堵的密封圈(23)，密封圈與底座之間設(shè)置有限位套(24)和回位彈簧(25);內(nèi)筒靠近針座一端的外圍設(shè)置有對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向套(27)，內(nèi)筒的管壁上開設(shè)有連通流通腔與外層腔的第一開口，限位套上開設(shè)有便于還原劑流出的第二通孔(28 )。
【文檔編號(hào)】B01D53/79GK204100274SQ201420563383
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】張亞玉 申請(qǐng)人:臨沂市巨亞環(huán)保節(jié)能鍋爐研究所, 山東巨亞環(huán)保設(shè)備有限公司, 臨沂市陽光鍋爐制造有限公司