CN102343208A

CN102343208A - 一种锅炉除尘脱硫装置

Info

Publication number: CN102343208A
Application number: CN2011102904172A
Authority: CN
Inventors: 朱世明; 刘江坪
Original assignee: NINGBO YINUO ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO YINUO ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-09-24
Filing date: 2011-09-24
Publication date: 2012-02-08

Abstract

一种锅炉除尘脱硫装置，包括鼓风机、省煤器、脱硫除尘器，该脱硫除尘器下方设有脱硫剂池，锅炉炉膛与省煤器之间设置有含氧量分析传感器，它连接一PLC，省煤器后部设置一前置除尘器，它与脱硫除尘器之间设有带烟气循环风机的烟气循环管，并与鼓风机出口的炉底风室相连，烟气循环风机由交流变频调速电动机驱动，并由PLC控制，脱硫剂池设有PH值传感器，脱硫剂池上部设一碱水池，它与脱硫剂池之间设有电磁阀，PH值传感器电信号与PLC及电磁阀相连接；本发明优点是提高了锅炉效率同时，显著降低了烟尘浓度与二氧化硫的排放对环境的污染；因此它特别适宜于改造现有的使用多年的陈旧燃煤锅炉。

Description

一种锅炉除尘脱硫装置

技术领域

本发明涉及一种燃煤锅炉领域，具体指一种具有较高除尘、脱硫与节能效率的锅炉除尘脱硫装置；它特别适用于改造现有中小型燃煤锅炉以提高锅炉效率，同时减少对周围环境的污染。

背景技术

现有的锅炉除尘脱硫技术通常是将所述锅炉的含尘烟气通过烟道进入脱硫除尘器，该脱硫除尘器喉部入口处被水均匀喷入；由于该含尘烟气高速运动，它与喷入的水被其熔合而形成细小的水雾，湿润了含尘烟气中的灰尘。所述脱硫除尘器是圆形筒体，被喷入的水从该圆形筒体上部注入水槽，并进入该圆形筒体内，从而在该圆形筒体内壁形成一层水膜并自上而下流动；而所述含尘烟气由该圆形筒体下部切向进入，并在该圆形筒体内旋转上升；所以，该切向进入的含尘烟气在离心力的作用下，始终与该圆形筒体内壁面的水膜发生摩擦，从而使得含尘烟气被水膜湿润冲击后，将其中尘粒随水流到所述脱硫除尘器底部，并从溢水口排出，进入沉淀池。

净化后的烟气经过所述除尘器筒体上部，进行脱水后进入副筒体，再次沉降分离脱水后，将最后净化后的烟气通过引风机送入烟囱排出。

目前，我国多数的燃煤锅炉仍旧采用传统的麻石水膜除尘与多管式旋风除尘器，该麻石水膜除尘与多管式旋风除尘器的除尘与脱硫效率较低，难以达成我国环保部门所规定的锅炉烟气排放标准；此外，燃煤锅炉的烟气中含有水分，对所述燃煤锅炉的引风机为产生严重腐蚀作用，由此影响使用的安全性以及使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种既可提高锅炉运行效率又可降低锅炉烟气含尘浓度与SO₂排放的锅炉除尘脱硫装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锅炉除尘脱硫装置，包括该锅炉炉膛下部设有鼓风机，该鼓风机连通多个炉底风室，该锅炉的烟气通过省煤器再进入脱硫除尘器，该脱硫除尘器下方设有脱硫剂池，该脱硫剂通过脱硫剂泵与管道注入所述脱硫除尘器，锅炉烟气经过脱硫除尘后，通过引风机将炉膛中烟气经过烟囱向外排出，其特征在于：

a.所述锅炉炉膛与所述省煤器之间设置有含氧量分析传感器，该含氧量分析传感器连接一PLC的含氧量可编程序控制器模块；所述PLC是由两个可编程序控制器模块组成，即一所述含氧量可编程序控制器模块与一脱硫剂酸值可编程序控制器模块；

b.所述省煤器后部设置一前置除尘器，该前置除尘器与所述脱硫除尘器之间设有带烟气循环风机的烟气循环管，该烟气循环风机的出口通过烟气管与所述鼓风机出口端相连通，并与所述炉底风室相连通；

c.所述烟气循环风机由交流变频调速电动机驱动，该交流变频调速电动机由所述PLC的含氧量可编程序控制器模块控制；

d.所述脱硫剂池上部设一碱水池，该碱水池与所述脱硫剂池之间设有电磁阀，所述脱硫剂池中设有PH值传感器，该PH值传感器的电信号与所述PLC的脱硫剂酸值可编程序控制器模块相连接；该脱硫剂酸值可编程序控制器模块与所述电磁阀相连接。

本发明由于采用烟气含氧量分析传感器及PH值传感器的PLC控制系统，可分析炉膛中燃烧后排出的烟气的含氧量信息与所述脱硫剂的PH值信息，并由所述PLC智能调控后，该烟气又通过烟气回管进入炉膛，构成炉膛的炉底风室下层风，从而可以改善进入炉膛煤层上方的新鲜空气量，并可在较低的过剩空气下运行；因而可实现较高的热效率和较低的NO_X排放，并使原有锅炉烟气携带的灰粒减少。

所述脱硫除尘器内设置有多层旋流板，每层旋流板上部设置有螺旋状喷嘴。所述脱硫除尘器内设置有三层旋流板。该螺旋状喷嘴的作用是在塔式脱硫除尘器的圆筒体内可以喷出均布的脱硫剂；并且，脱硫剂的PH值信息由所述PLC智能调控后，可以使得脱硫剂充分与含硫的锅炉烟气相混合，锅炉烟气中的SO₂成分充分地被所述脱硫剂中和雾化吸收。

所述炉底风室设有多个人工控制阀，该控制阀用以调节该风室温度。

本发明由于采用接入炉膛的烟气回管系统与含氧量分析传感器以及PH值传感器的PLC控制系统，与现有技术相比，其优点是提高了锅炉效率同时，显著降低了烟尘浓度与二氧化硫的排放对环境的污染；它特别适宜于改造现有的使用多年的陈旧燃煤锅炉。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明运行的逻辑框图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的目的是用于改善燃煤锅炉的燃烧过程，以提高锅炉效率和增加出力；同时减少锅炉烟气中的SO₂与NO_X排放；既可改善锅炉运行效率又可降低对环境空气的污染。

图1示出本发明的一个实施方式，它包括带省煤器8的锅炉1，该锅炉的炉膛下部设置有鼓风机6，该鼓风机连通多个炉底风室11。该锅炉的烟气通过省煤器8进入一前置除尘器3后，再进入脱硫除尘器4，锅炉烟气经过脱硫除尘后，通过引风机8将炉膛中烟气经过烟囱9向外排出；如图1所示。

该锅炉烟气在前置除尘器3与脱硫除尘器4之间设置一连接有烟气循环风机5的烟气循环管2，该烟气循环风机5的另一端出口通过烟气管21与所述鼓风机6的出口端相连接，进入炉底风室11，构成下层风；这样，鼓风机6与烟气循环风机5共同与炉底风室11连通，即通过烟气循环风机5使得该锅炉尾部烟道中的部分烟气与鼓风机6出来的压缩空气混合，送入锅炉炉底风室并一起燃烧；以有效控制锅炉炉膛的工作温度，以及防止炉膛结焦，提高锅炉出力；同时，可以减少部分烟气进入脱硫除尘器中循环，从而减少烟气的排放量。

在锅炉的炉膛通道设置有氧量分析传感器13，该氧量分析传感器连接一PLC20的含氧量可编程序控制器模块23；该PLC20是由两个可编程序控制器模块组成，即一所述含氧量可编程序控制器模块23与一脱硫剂酸值可编程序控制器模块22；

氧量分析传感器用于分析炉膛中烟气的含氧量，并将含氧量信息即时传送至含氧量可编程序控制器模块23，如图2所示；本发明氧量分析传感器采用MK-系列智能氧化锆氧含量分析仪。

炉底风室11设有多个人工控制阀15，该控制阀用以调节风室温度。

烟气循环风机5由交流变频调速电动机驱动，该交流变频调速电动机由含氧量PLC21控制。

来自氧量分析传感器13的含氧量信息即时传送至含氧量PLC23，并经分析运算后，反馈控制烟气循环风机的交流变频调速电机，以控制烟气循环量的大小，实现最佳的燃烧工况。

烟气循环风机5的循环烟气通常还可以冷却由于需要较大过量空气引起炽热的炉膛温度；同时还可以协调燃烧需要的来自风室的鼓风机的送风量。

由于烟气比热较空气大，所以它可从炉膛中带走较多热量，可显著降低炉膛燃烧温度峰值；又炉膛的冷却与燃烧所需的空气量无关，因此，本发明可以在较低的过剩空气下运行。

此外，过剩空气量下降使锅炉烟气流速降低，从而使锅炉烟气携带的灰粒减少。

降低过剩空气量可直接导致节省燃料。减少过剩空气也即减少排出烟囱的烟气，另一方面加入炉内空气的风量也少了，两者均起到了节省燃料的效果。本发明显著改善了燃煤锅炉的燃烧过程，其效果是降低了烟囱排出的烟气黑度与烟尘含量，其中NO_X排放可以减少百分之五十左右。

该锅炉烟气在前置除尘器3中把粉尘捕捉下来，进入粉尘收集斗31；然后，锅炉烟气再经过水平烟道切向进入塔式脱硫除尘器4，烟气在该圆形塔式脱硫除尘器内旋转上升；该塔式脱硫除尘器内设置有多层旋流板41(本实施例设置为三层旋流板41)，每层旋流板上部设置有螺旋状喷嘴42，该螺旋状喷嘴的作用是在塔式脱硫除尘器的圆筒体内可以喷出均匀分布的脱硫剂；并且，可以使得脱硫剂充分与含硫的锅炉烟气相混合，锅炉烟气中的SO₂成分被所述脱硫剂中和吸收。

脱硫剂是通过脱硫剂泵7从脱硫剂池5经管道与喷嘴42相连接；而脱硫剂的PH值是由碱水池9提供的；该碱水池9与脱硫剂池5之间设有电磁阀14，在脱硫剂池5中设有PH值传感器12，该PH值传感器的电信号与脱硫剂酸值PLC22相连接。

从螺旋状喷嘴42喷出来的脱硫剂的PH值，可以通过脱硫剂酸值PLC22与电磁阀14调节。螺旋状喷嘴42喷出来的脱硫剂使其在旋流板41上形成扇状的均匀喷液面，液膜均匀贴壁；当塔式脱硫除尘器4内旋转上升的烟气与下喷的扇状喷液接触，又通过多层旋流板41，增加了烟气在脱硫除尘器中停留时间，即延长了烟气与脱硫剂中和反应时间；烟气中的SO₂成分多次被脱硫剂中和吸收；最后，通过设置在塔式脱硫除尘器4上端的除雾器47，去除净化后的烟气水分，经引风机8送入烟囱9向外排出。

综上所述，含尘烟气在离心力的作用下，始终与该圆形筒体内壁面的喷液发生摩擦，从而使得含尘烟气被喷液湿润冲击后，将其中尘粒随水流到所述脱硫除尘器底部，并从溢水口排出，进入沉淀池。

本发明运行与控制过程是这样的：

炉膛的燃烧烟气流向氧量分析传感器，该氧量分析传感器经含氧量分析后提供含氧量信息给含氧量PLC23(含氧量可编程序控制器)；此时含氧量PLC根据含氧量信息控制与调节炉底风室流量的交流变频调速电动机，以增大或减少进入炉膛的烟气流量，实现理想的烟气含氧量，这是以烟气含氧量为基准的控制过程。

本发明正是以上述烟气含氧量为基准控制过程，来改善燃煤锅炉的燃烧过程，实现减少过剩空气、减少排出的烟气黑度、烟尘含量与NO_X排放。

所述烟气循环的调节既可自动控制模式，也可选用人工操作；以实现运行方式的多样性。

本发明的特征是机械式燃煤锅炉可以在较低的过剩空气下运行，并且运行时炉膛温度相对较低。从而构成一种较高热效率又较少NO_X排放的燃煤锅炉。

本发明在某啤酒厂几台四吨锅炉实施后，其运行测试记录显示，排放的烟尘浓度从原有除尘后的225mg/Nm³降至42mg/Nm³，同时，二氧化硫从原有脱硫后的286mg/Nm³降至135mg/Nm³。

本发明提高了锅炉效率同时，降低了NO_X排放对环境的污染；因此它特别适宜于改造现有的使用多年的陈旧燃煤锅炉。

Claims

1.一种锅炉除尘脱硫装置，包括该锅炉炉膛下部设有鼓风机，该鼓风机连通多个炉底风室，该锅炉的烟气通过省煤器再进入脱硫除尘器，该脱硫除尘器下方设有脱硫剂池，该脱硫剂通过脱硫剂泵与管道注入所述脱硫除尘器，所述锅炉的烟气经过脱硫除尘后，通过引风机将炉膛中烟气经过烟囱向外排出，其特征在于：

a.所述锅炉(1)炉膛与所述省煤器(8)之间设置有含氧量分析传感器(13)，该含氧量分析传感器连接一PLC(20)的含氧量可编程序控制器模块(23)；所述PLC(20)是由两个可编程序控制器模块组成，即一所述含氧量可编程序控制器模块(23)与一脱硫剂酸值可编程序控制器模块(22)；

b.所述省煤器(8)后部设置一前置除尘器(4)，该前置除尘器(4)与所述脱硫除尘器(4)之间设有带烟气循环风机(5)的烟气循环管(2)，该烟气循环风机出口通过烟气管(21)与所述鼓风机(6)出口端相连通，并与所述炉底风室(11)相连通；

c.所述烟气循环风机(5)由交流变频调速电动机驱动，该交流变频调速电动机由所述PLC含氧量可编程序控制器模块(23)控制；

d.所述脱硫剂池(16)上部设一碱水池(9)，该碱水池(9)与所述脱硫剂池(16)之间设有电磁阀(14)，所述脱硫剂池(16)中设有PH值传感器(12)，该PH值传感器的电信号与所述PLC的脱硫剂酸值可编程序控制器模块(22)相连接；所述PLC的脱硫剂酸值可编程序控制器模块(22)与所述电磁阀(14)相连接。

2.根据权利要求1所述锅炉除尘脱硫装置，其特征在于：所述脱硫除尘器(4)内设置有多层旋流板(41)，每层旋流板上部设置有螺旋状喷嘴(42)。

3.根据权利要求2所述锅炉除尘脱硫装置，其特征在于：所述脱硫除尘器(4)内设置有三层旋流板(41)。

4.根据权利要求1所述锅炉除尘脱硫装置，其特征在于：所述炉底风室(11)设有多个人工控制阀(15)，该控制阀用以调节该风室温度。