CN101947413B - 一种玻璃窑脱硝发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃窑脱硝发电装置，包括：喷氨装置，其包括氨储罐、加热器、喷氨栅栏、风机和换热器；反应器，其设置在所述脱硝余热锅炉的内部且位于所述换热器的上部；锅炉蒸发器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部，且通过管道和汽轮机在所述脱硝余热锅炉的外部连接，同时所述汽轮机还依次通过管道在所述脱硝余热锅炉的外部依次连接有发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、锅炉给水泵；过热器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述所述喷氨栅栏的下部和烟气进口的上部，其中所述过热器的一端通过管道连接至所述蒸发器，而其另一端则通过管道连接至所述汽轮机；锅炉省煤器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述锅炉蒸发器的下部。

Description

一种玻璃窑脱硝发电装置
技术领域
本发明涉及一种玻璃窑发电装置，特别是一种具有脱硝功能的玻璃窑发电装置。
背景技术
玻璃生产消耗大量的能源，以目前国内比较普遍的400～900t玻璃液/d生产规模为例，设计热耗约为6908kJ/kg玻璃液，电耗为250kWh/t玻璃液，实际生产还要偏高于设计参数。玻璃生产的三大热工设备：溶窑、锡槽、退火窑所产生的余热保有量较大，由此可见，高效利用玻璃生产中的余热成为目前降低玻璃生产综合能耗的有效途径。
目前利用玻璃生产余热的方法是在溶窑尾部设余热锅炉来回收余热，余热锅炉生产的蒸汽用来为重油伴热或采暖，但是这些热负荷远远没有充分利用余热资源。在南方地区或以天然气为燃料的玻璃生产企业这种现象就更为突出，如何利用余热成为玻璃生产工业的一大课题。
研究发现燃料燃烧时NOX的产生有两种主要途径：一是燃烧时空气中的氮在高温下被氧化而生成氮氧化物，二是燃料中的含氮化合物在高温下分解出的氮被氧化为氮氧化物，玻璃制品生产过程中排放的烟气含有3000-7000ppm的氮氧化物。它的排放量仅次于火力发电厂，列入大气污染源之一，玻璃行业的飞速发展，给玻璃窑炉的发展创造了条件。所以，玻璃窑炉烟气的脱硝也提到了议事日程上。
至今为止玻璃窑余热发电和烟气脱硝都是两个独立的工艺，造成装置复杂设备相对庞大无法兼顾两者的最优化，造成投资增加，运行成本增加，因此项目实施扩广起来困难。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明把烟气脱硝的技术和余热发电有机的结合起来，开发利用玻璃窑废气余热通过增设高效脱硝余热锅炉及与其配套的凝汽式汽轮发电机组进行发电，项目实施后可大量回收玻璃窑废气余热以节约能源、降低热耗，提高企业经济效益，并且把烟气脱硝的技术和余热发电有机的结合起来在回收电能的同时，减少氮化物的排放，避免对大气的污染。
为此，本发明的目的是开发玻璃窑尾气脱硝发电装置，从而简化两套独立工艺并联运行所带来的增加额外设备及相互影响，使装置投资大大减小从而达到节能环保。本发明提供了一种玻璃窑脱硝发电装置，包括：喷氨装置，其包括氨储罐、加热器、喷氨栅栏、风机和换热器，其中所述氨储罐、加热器和风机设置在脱硝余热锅炉的外部且通过管道依次连接，所述喷氨栅栏和换热器设置在所述脱硝余热锅炉的内部且所述换热器设置在所述喷氨栅栏的上部；反应器，其设置在所述脱硝余热锅炉的内部且位于所述换热器的上部；锅炉蒸发器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部，且通过管道和汽轮机在所述脱硝余热锅炉的外部连接，同时所述汽轮机还依次通过管道在所述脱硝余热锅炉的外部依次连接有发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、锅炉给水泵；过热器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述所述喷氨栅栏的下部和烟气进口的上部，其中所述过热器的一端通过管道连接至所述蒸发器，而其另一端则通过管道连接至所述汽轮机；锅炉省煤器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述锅炉蒸发器的下部。
优选的是，本发明所述的玻璃窑脱硝发电装置，所述脱销余热锅炉中还设置有汽包。
优选的是，本发明所述的玻璃窑脱硝发电装置，还进一步包括测量温度、气体浓度和风速的仪表。其中测量温度的仪表可以是温度控制仪等各种仪表，测量气体浓度的仪表可以是AVL4000五气分析仪(可测NOx浓度和O2浓度等)等各种气体浓度测量仪表，测量风速的仪表可以是风速测量仪等各种测量风速的仪表。其中使用风速测量仪可以测得风机处吹来的风的速度以控制风机的运转。使用温度控制仪可以测得烟气、氨气及水蒸气的温度以控制过热器、换热器和蒸发器。测量风速的仪表可以是风速测量仪等各种测量风速的仪表。其中，使用测量气体浓度的仪表用来测量烟气进入脱硝余热锅炉前及经脱销余热锅炉脱硝后的NOX的浓度，用此来检测脱硝的效果。如果效果变差，那么便采取相应的措施以应对，例如考虑是否需更换催化剂。同时测量气体浓度的仪表还用来分析烟气中的NH4浓度以按照预定需求调节NH4的用量。
优选的是，本发明所述的玻璃窑脱硝发电装置，所述反应器中还内置有催化剂，催化剂的内置量是以原始玻璃窑废气分析的结果为依据的，且根据废气中氮氧化物的含量以及想要达到的脱销效果而内置不同剂量的催化剂。
优选的是，本发明所述的玻璃窑脱硝发电装置，经过所述换热器换热的烟气温度经所述测量温度的仪表测定，降低到350℃之后再进入至所述反应器进行脱硝。
本发明的一种玻璃窑脱硝发电装置将余热锅炉及脱硝有机的结合起来通过过热器降低烟气温度使烟气进入最佳的脱硝化学反应温度敏感区间，脱硝后的高温烟气流经蒸发器、省煤器降温后排出余热锅炉，一方面有效地利用了余热锅炉换热降低作用来满足脱硝工艺的要求，另一方面两部分工艺有机结合取长补短，达到效益的最大化节省投资成本。本发明的玻璃窑尾气脱硝发电装置有效地脱硝并利用在余热发电的同时，能够简化装置，从而大大减少了设备投资。
附图说明
图1为本发明的一种玻璃窑脱硝发电装置的一个实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，存储在氨储罐2中的液氨经减压阀从钢瓶中流出进入液氨水加热器3中。液氨吸热后汽化为气氨，经调节阀8流入喷氨栅栏6中。而由玻璃窑排出的烟气(约500℃)经设置在脱硝余热锅炉中的烟气进口4进入余热锅炉，经过过热器5的作用后降温至350℃(此温度为化学反应的敏感温度)进入锅炉脱硝段。烟气经过热器5和流入喷氨栅栏6中的氨气混合。同时，风机1吹入风至喷氨栅栏6中，使气氨与烟气更加均匀地混合。最终这种混合气体被引入至反应器7中脱硝。
含NOx的烟气与NH3混合后一同进入反应器7中并通过催化剂层，其中反应器7中催化剂的含量是以原始玻璃窑废气分析的结果为依据的，且根据废气中氮氧化物的含量以及想要达到的脱销效果而内置不同剂量的催化剂。如果分析得出的实际的NOx浓度高，就放置多一些的催化剂，反之亦然。经过催化剂层后，烟气中的NOx被还原为无害的氮气(N2)和水(H2O)，从而完成整个脱硝过程以达到脱除NOx、净化烟气和减少电厂污染物排放的目的。之后，烟气依次进入锅炉蒸发器9、省煤器10后从设置在锅炉内的烟气出口12中排出锅炉。
而余热锅炉生产的存储在汽包11中的蒸汽进入主蒸汽管道，并经过过热器5的过热，达到一定的温度之后进入汽轮机15中膨胀做功。汽轮机15的做功带动发电机16进行发电。汽轮机15中的废汽进入凝汽器17中，从而废汽由冷却水冷凝为饱和液态水，并由凝结水泵18抽出送至除氧器13进行除氧。在除氧过程中同时注入有化学补充水至除氧器13。经过除氧器13除氧的废汽一同由锅炉给水泵14加压输送至锅炉省煤器10从而完成一个循环。
当再次有烟气进入脱硝余热锅炉中，并经过脱硝发电过程之后，便再次地完成另外一个循环。
换言之，本发明的一种玻璃窑脱硝发电装置，包括：喷氨装置，其包括氨储罐、加热器、喷氨栅栏、风机和换热器，其中所述氨储罐、加热器和风机设置在脱硝余热锅炉的外部且通过管道依次连接，所述喷氨栅栏和换热器设置在所述脱硝余热锅炉的内部且所述换热器设置在所述喷氨栅栏的上部；反应器，其设置在所述脱硝余热锅炉的内部且位于所述换热器的上部；锅炉蒸发器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部，且通过管道和汽轮机在所述脱硝余热锅炉的外部连接，同时所述汽轮机还依次通过管道在所述脱硝余热锅炉的外部依次连接有发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、锅炉给水泵；过热器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述所述喷氨栅栏的下部和烟气进口的上部，其中所述过热器的一端通过管道连接至所述蒸发器，而其另一端则通过管道连接至所述汽轮机；锅炉省煤器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述锅炉蒸发器的下部。
本发明的玻璃窑脱硝发电装置，所述脱销余热锅炉中还设置有汽包。
本发明的玻璃窑脱硝发电装置，还进一步包括测量温度、气体浓度和风速的仪表。其中测量温度的仪表可以是温度控制仪等各种仪表，测量气体浓度的仪表可以是AVL4000五气分析仪等各种气体浓度测量仪表，测量风速的仪表可以是风速测量仪等各种测量风速的仪表。其中，使用测量气体浓度的仪表用来测量烟气进入脱硝余热锅炉前及经脱销余热锅炉脱硝后的NOX的浓度，用此来检测脱硝的效果。如果效果变差，那么便采取相应的措施以应对，例如考虑是否需更换催化剂。同时测量气体浓度的仪表还用来分析烟气中的NH4浓度以按照预定需求调节NH4的用量。其中使用风速测量仪可以测得风机处吹来的风的速度以控制风机的运转。使用温度控制仪可以测得烟气、氨气及水蒸气的温度以控制过热器、换热器和蒸发器。使用五气分析仪可以测得NOx浓度和O2浓度以确定反应器中应内置多少剂量的脱硝催化剂。
本发明的玻璃窑脱硝发电装置，所述反应器中还内置有催化剂，且催化剂的内置量是以原始玻璃窑废气分析的结果为依据的，且根据废气中氮氧化物的含量以及想要达到的脱销效果而内置不同剂量的催化剂。如果分析得出的实际的NOX浓度高，就放置多一些的催化剂，反之亦然
本发明的玻璃窑脱硝发电装置，经过所述换热器换热的烟气温度经所述测量温度的仪表测定，降低到350℃之后再进入至所述反应器进行脱硝。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种玻璃窑脱硝发电装置，其特征在于，包括：
喷氨装置，其包括氨储罐、加热器、喷氨栅栏、风机和换热器，其中所述氨储罐、加热器和风机设置在脱硝余热锅炉的外部且通过管道依次连接，所述喷氨栅栏和换热器设置在所述脱硝余热锅炉的内部且所述换热器设置在所述喷氨栅栏的上部；
反应器，其设置在所述脱硝余热锅炉的内部且位于所述换热器的上部；
锅炉蒸发器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部，且通过管道和汽轮机在所述脱硝余热锅炉的外部连接，同时所述汽轮机还依次通过管道在所述脱硝余热锅炉的外部依次连接有发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、锅炉给水泵；
过热器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述喷氨栅栏的下部和烟气进口的上部，其中所述过热器的一端通过管道连接至所述锅炉蒸发器，而过热器其另一端则通过管道连接至所述汽轮机；
锅炉省煤器，其设置在所述脱硝余热锅炉内部且位于所述锅炉蒸发器的下部。
2.如权利要求1所述的玻璃窑脱硝发电装置，其特征在于，所述脱销余热锅炉中还设置有汽包。
3.如权利要求1所述的玻璃窑脱硝发电装置，其特征在于，还进一步包括测量温度、气体浓度和风速的仪表。
4.如权利要求3所述的玻璃窑脱硝发电装置，其特征在于，所述反应器中还内置有催化剂。
5.如权利要求3所述的玻璃窑脱硝发电装置，其特征在于，经过所述换热器换热的烟气温度经所述测量温度的仪表测定，降低到350℃之后再进入至所述反应器进行脱硝。
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