CN100449208C - 锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，特别适用于中小容量工业燃煤锅炉的新装和改装锅炉的配套使用。其主要特点是：在锅炉炉膛上部烟气出口处设有用于喷钙脱硫的炉内脱硫喷粉器，并在炉膛后烟道上设有烟气活化脱硫除尘反应器及与反应器配套使用的雾化增湿脱硫组件。本发明是在锅炉炉内喷钙脱硫的基础上，又通过雾化增湿及烟气活化脱硫除尘反应器对烟气再次进行活化脱硫，并经反应器中的除尘以及锅炉原有除尘器的除尘，可将烟尘中的含硫尘粒、粉尘有效去除，使脱硫净化率达60%～85%，除尘率达95%以上。与现有技术相比：本发明具有结构设计合理、设备投资及设备运行费用低、脱硫除尘效果显著等优点。

Description

锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置

技术领域

本发明涉及一种治理锅炉废气的设备，特别适用于中小型燃煤锅炉安装配套使用的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置。

背景技术

当前，我国的锅炉能源主要以燃煤为主，由于燃煤排放烟气中的二氧化硫和粉尘的含量较高，对大气环境造成的污染较为严重。因此，保护环境，减少废气对环境的污染，乃是今后研究治理的一个重点。目前，对燃煤锅炉烟气中二氧化硫的防治，仍以烟气脱硫方法为主。应用烟气脱硫的方法大致可分两类，即干法和湿法脱硫，烟气干法脱硫和湿法脱硫都有它的不足，如干法脱硫，需配备专用脱硫设备，由于脱硫设备大、投资高、运行费用高，因此，在推广应用中受到限制。而湿法脱硫是在除尘器上加碱液或加氨水，排出的水成为排污公害污水，不可避免地造成二次污染。并且经湿法脱硫后的烟气温度较低，不利于烟囱排烟和烟气扩散，运行费用也较高。为此世界各国均定出了锅炉废气排放量的限定标准，并采取了各种环境保护方法和设备加以控制，虽然使锅炉的废气排放量得到了一定的控制，但若想达到更高的环境质量要求，提高锅炉的脱硫效率和降低烟尘排放指数，仍需要设计经济上合理、技术上先进的脱硫除尘设备。在现有技术中，炉内脱硫已在循环硫化床锅炉，沸腾锅炉中取得较好的工业运用，但存在的明显缺点是：阻力大、电耗高、处理技术难度大等难以广泛推行。而且该技术不适于中、小型工业燃煤锅炉。而我国在用的总数在50.12万台中小型工业锅炉均未有理想的脱硫装置，因此，解决这些小容量、分散面广的再用锅炉脱硫问题，也是当前急待解决的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构设计合理，集炉内脱硫及烟气活化脱硫一体化，又同时兼有除尘功能的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置。通过该装置，可使锅炉中的二氧化硫、粉尘排放大大低于国家排放标准，实现了锅炉的清洁燃烧。

为实现本发明的目的所采取的技术方案是：该装置具有在锅炉炉膛上部烟气出口处设置的炉内脱硫喷粉器和在炉膛后烟道上设置的烟气活化脱硫除尘反应器，其中，炉内脱硫喷粉器是由钙粉喷料斗、送风管道和驱动机构组成，钙粉喷料斗安装在送风管道的上部，底部与送风管道相通，钙粉喷料斗内设有用于控制均匀下料的活动芯，活动芯的底部装有滚轮，借助驱动机构的作用，可沿送风管道上安装的引向导轨往复运动；

烟气活化脱硫除尘反应器具有一个截面为圆形或椭圆形或多边形的筒体，筒体的底部与炉膛后烟道连通，上部通过排烟管道与锅炉除尘器连通，筒体内布置排列有人字型烟尘截流挡板，挡板底端伸出筒壁外的对应部位设置有集尘箱，集尘箱的下部装有除尘锁集器，筒体的外壁一侧装有清灰振动器。

所述钙粉喷料斗为上宽下窄结构，其内设置的活动芯为三角状，活动芯与钙粉喷料斗的斜壁呈35～45°夹角，在钙粉喷料斗斜壁的两侧设有下料调节板，并与活动芯结合构成钙粉下料口。

所述驱动机构是由基座、电机、减速器、拉力弹簧、凸轮、摇杆、拉杆组成，其中，凸轮安装在减速器的输出轴上，并与摇杆上的滚子接触，摇杆的一端固定在基座上，另一端分别与拉杆及拉力弹簧连接，拉杆与钙粉喷料斗内的活动芯连接。

所述钙粉喷料斗下方的送风管道底部设有导流构件。

所述烟尘截流挡板可以安装在筒体内的中心部位或靠上部位，也可以安装在筒体内靠上部位，其烟尘截流挡板的顶端可以伸进排烟管道中。

所述烟尘截流挡板采用迷宫式结构，对称排列至少三排以上，其截面形状为具有S状的大、小圆弧槽，其中，小圆弧槽为封闭式圆环状。

在炉膛后烟道上设有与烟气活化脱硫除尘反应器配套使用的的雾化增湿脱硫组件，该组件是由雾化喷头、调节阀、过滤器、热水表组成，各构件依次安装在与供水系统相连的供水管道上。

按照上述方案制成的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，特别适用于中小容量工业燃煤锅炉的新装和改装锅炉的配套使用。使用该机，能够有效的进行锅炉脱硫除尘，经在SZL7-1.0-115-/75-AP型号的热水锅炉上应用检测，SO₂＝606mg/m³，低于国家标准900mg/m³，而没有脱硫的同类型锅炉SO₂＝1361mg/m³～1416mg/m³。本发明在锅炉炉内喷钙脱硫的基础上，又通过炉膛后部烟道上设置的雾化增湿脱硫组件和烟气活化脱硫除尘反应器，可对烟气中未完全反应的CaO通过雾化增湿后，再次脱除烟气中的SO₂，并经反应器的除尘以及锅炉除尘器的除尘，可将烟尘中的含硫尘粒、粉尘有效去除。使脱硫净化率达60％～85％，除尘率达95％以上，大大提高了脱硫除尘效果，且无二次污染。与现有技术相比：本发明具有结构设计合理、设备投资及设备运行费用低、而且脱硫、除尘效果显著等优点。

附图说明

图1是本发明炉内脱硫喷粉器的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是钙粉喷料斗及送风管道的结构示意图；

图4是钙粉喷料斗及送风管道的内部结构图；

图5是烟气活化脱硫除尘反应器的安装位置图；

图6是烟气活化脱硫除尘反应器实施例一的结构示意图；

图7是图6的侧视图；

图8是图6中A-A的截面视图；

图9是烟气活化脱硫除尘反应器实施例二的结构示意图；

图10是图9的侧视图；

图11是图9中A-A的截面视图；

图12是烟尘截流挡板的结构示意图；

图13是图12中A-A的截面视图。

具体实施方式

参看图1、图2、图3、图4，本发明的炉内脱硫喷粉器位于锅炉炉膛上部，可固定在锅炉的前墙或侧墙上，为使脱硫能够达到较好的脱硫效率，喷粉器设置在锅炉炉膛上部的烟气出口附近。该喷粉器是由钙粉喷料斗1、送风管道2、驱动机构组成，其中，钙粉喷料斗1为上宽下窄结构，位于送风管道2的上部，料斗底部与送风管道2相通，在钙粉喷料斗1内设置有用于控制均匀下料的活动芯1-2，活动芯1-2底部装有滚轮1-6，并与送风管道2上安装的引向导轨1-3相接触，引向导轨1-3通过角支撑1-4固定在送风管道2上，滚轮1-6带动活动芯1-2可在引向导轨1-3中作往复运动。活动芯1-2通过拉杆9与驱动机构连接，驱动机构是由基座3、电机4、减速器5、拉力弹簧6、凸轮7、摇杆8、拉杆9组成，其中，凸轮7安装在减速器5的输出轴上，并与摇杆8上的滚子结合，摇杆8的一端固定在基座3上，另一端分别与拉杆9和拉力弹簧6连接，拉杆9与活动芯1-2连接。设置在钙粉喷料斗1内的活动芯1-2是靠驱动机构中的凸轮7带动摇杆8摆动，并通过连杆9拉动活动芯1-2沿着引向导轨1-3做向前或向后的往复运动，其作用是将钙粉喷料斗1内的钙粉均匀从三角状的活动芯1-2顶端经两侧分开落下，再经风道喷入炉膛内而达到脱硫的目的。

在图3、图4中，钙粉喷料斗1内设置的活动芯1-2为三角状，活动芯1-2与钙粉喷料斗1的斜壁呈35～45°夹角，其目的是防止钙粉在喷料斗壁上贴滞，能沿喷料斗壁顺利的溜下。在钙粉喷料斗1斜壁的两侧通过紧固件装有下料调节板1-7，该板与活动芯1-2结合构成钙粉下料口，并借助下料调节板1-7的作用，可以调节与活动芯1-2之间下料缝隙的宽窄，从而达到有效控制钙粉给入量的目的。在活动芯1-2的两侧装有密封压条1-8，钙粉喷料斗1的顶部配装有料斗盖1-10，用于防止灰尘杂物落入斗内。料斗盖1-10的下部，装有盛料指示板1-9，指示板1-9的一端为固定端，另一端为自由端，它的作用是当钙粉喷料斗1中的钙粉满时，钙粉将指示板1-9托起，在绳轮1-11的作用下，指示箭头指向粉尘显示器1-12下部“满”的位置，当钙粉用完时，由于没有钙粉的衬托，在自重力的作用下，指示板1-9下降，指示箭头上升至粉尘显示器1-12上部“空”的位置。在钙粉喷料斗1下方的送风管道2的内，设有一个三角状的导流构件1-5，起钙粉进入风道时的导流作用。

炉内脱硫喷粉器的工作原理：本发明中所进行的炉内喷钙粉脱硫是在煤的燃烧过程中喷入钙基脱硫剂，脱硫剂主要采用石灰石粉、熟石灰、白云石等，将脱硫剂通过喷粉器喷入炉膛后，可达到脱除烟气中二氧化硫的目的。其工作运行过程：电动机4经皮带把动力传递给减速器5，在减速器5的输出轴上安装有能使活动芯1-2做均匀线速运动的凸轮7，凸轮7带动摇杆8上的滚子在凸轮7的边沿上运动，在拉力弹簧6的作用下，摇杆8通过拉杆9带动钙粉喷料斗1内的活动芯1-2作往复运动。喷粉器的底风是由锅炉送风机风道中引入，并由风道中的风门调节控制风量，以保持烟气的空气过剩系数在1.8左右，减少排烟的热损失。在钙粉喷料斗1下方的送风管道2内，设有一个三角状的导流构件1-5，借助导流构件1-5的作用，使一次风流过风道口的截面缩小，同时加大风口流速。并将风向上导流，使钙粉中较大颗粒在下方，较小的颗粒从送风管道2上方喷入炉膛进行脱硫。在炉膛的喷入口，可以采用文氏管状缩口和扩口进一步增加对钙粉的喷射作用，使脱硫钙粉能喷射的更远。

参看图5，是本发明的烟气活化脱硫除尘反应器23，该反应器23位于锅炉21和锅炉除尘器22之间，反应器23为筒状结构，其下部与锅炉炉膛后部的烟道25连通，上部通过设置的排烟管道24与锅炉除尘器22连通。在炉膛后部的烟道25上装有雾化增湿脱硫组件，该组件是由雾化喷头26、调节阀27、过滤器28、热水表29组成，各构件依次安装在与供水系统相连的供水管道20上。

图6、图7、图8是烟气活化脱硫除尘反应器实施例一的结构示意图，筒体23-1截面为圆形，其上部的排烟管道24安装在筒体23-1顶部靠下部位。烟尘截流挡板23-2安装在筒体23-1内的中心部位，并采用迷宫式结构(参看图12、图13)，烟尘截流挡板23-2对称排列至少三排以上，其截面形状为具有S状的大小圆弧槽，其中，小圆弧可以是封闭式圆环状。

图9、图10、图11是烟气脱硫活化除尘反应器实施例二的结构示意图，筒体23-1截面为方形，其上部的排烟管道24安装在筒体3-1顶部。烟尘截流挡板23-2安装在筒体23-1内靠上部位，挡板的顶端可以伸进排烟管道24中。烟尘截流挡板23-2的结构及排列与实施例一相同。

烟气活化脱硫除尘反应器的工作原理是：炉内喷钙脱硫后的烟气进入烟道，经烟道出口喷雾增湿，在活化反应器中对烟气进行活化脱硫除尘。在雾化水增湿的基础上，可将炉内未反应完全的CaO进行水合反应，生成Ca(OH)₂，然后再与烟气中的SO₂反应生成CaSO₃，部分CaSO₃被氧化生成CaSO₄，进行活化后，再次脱除烟气中的SO₂。雾化后的含尘气流进入烟气活化脱硫除尘反应器23中，在烟尘截流挡板23-2的作用下，粉尘撞到迷宫槽内圆弧形管内被留住，由于圆弧管内流速突然降低，粉尘沿圆弧管内壁滑下，落入下部的集尘箱23-3中，由除尘锁集器23-4定期清除积留粉尘。本发明虽然对烟气加湿活化，但从整体上讲，仍属干法脱硫范围，因此不产生二次污染，脱硫产生的钙氧化物粉尘，将随锅炉烟尘、煤渣一起经处理后进行综合利用。

Claims (6)

1、一种锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，具有在锅炉炉膛上部烟气出口处设置的炉内脱硫喷粉器和在炉膛后烟道上设置的烟气活化脱硫除尘反应器，其特征在于：

a)炉内脱硫喷粉器是由钙粉喷料斗[1]、送风管道[2]和驱动机构组成，钙粉喷料斗[1]安装在送风管道的上部，底部与送风管道[2]相通，钙粉喷料斗[1]内设有用于控制均匀下料的活动芯[1-2]，活动芯[1-2]底部装有滚轮[1-6]，借助驱动机构的作用，可沿送风管道[2]上安装的引向导轨[1-3]往复运动；

b)烟气活化脱硫除尘反应器[23]具有一个截面为圆形或椭圆形或多边形的筒体[23-1]，筒体的底部与炉膛后烟道[25]连通，上部通过排烟管道[24]与锅炉除尘器[22]连通，筒体[23-1]内布置排列有人字型烟尘截流挡板[23-2]，挡板底端伸出筒壁外的对应部位设置有集尘箱[23-3]，集尘箱[23-3]的下部装有除尘锁集器[23-4]，筒体[23-1]的外壁一侧装有清灰振动器[23-5]。

2、根据权利要求1所述的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，其特征在于：所述钙粉喷料斗[1]为上宽下窄结构，其内设置的活动芯[1-2]为三角状，活动芯[1-2]与钙粉喷料斗[1]的斜壁呈35～45°夹角，在钙粉喷料斗[1]斜壁的两侧设有下料调节板[1-7]，并与活动芯[1-2]结合构成钙粉下料口。

3、根据权利要求1所述的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，其特征在于：所述驱动机构是由基座[3]、电机[4]、减速器[5]、拉力弹簧[6]、凸轮[7]、摇杆[8]、拉杆[9]组成，其中，凸轮[7]安装在减速器[5]的输出轴上，并与摇杆[8]上的滚子接触，摇杆[8]的一端固定在基座[3]上，另一端分别与拉杆[9]及拉力弹簧[6]连接，拉杆[9]与喷料斗内的活动芯[1-2]连接。

4、根据权利要求1所述的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，其特征在于：钙粉喷料斗[1]下方的送风管道[2]底部设有导流构件[1-5]。

5、根据权利要求1所述的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，其特征在于：所述烟尘截流挡板[23-2]安装在筒体[23-1]内的中心部位或靠上部位，其烟尘截流挡板[23-2]的顶端伸进排烟管道[24]中。

6、根据权利要求1所述的锅炉炉内脱硫及烟气活化脱硫除尘装置，其特征在于：所述烟尘截流挡板[23-2]采用迷宫式结构，对称排列至少三排以上，其截面形状为具有S状的大、小圆弧槽，其中，小圆弧槽为封闭式圆环状。

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