CN103148494A - 锅炉用无烟囱装置 - Google Patents

Abstract

本提供的锅炉用无烟囱装置，它包括改革现有的锅炉烟气排放流程，在锅炉末端新增设引风机(20)，即直接抽吸锅炉烟气，又可充分配合鼓风机使锅炉烧燃燃料燃尽，及冲刷管束强化传热所需要的风速，还能确保锅炉稳定、安全运行，并与现用引风机(10)形成一推一拉，相互作用，改善、促进除尘器除尘效果，从而减轻了引风机(10)重担，且减少电耗，另配有降温式脱销脱硫器。锅炉用无烟囱装置，烟气排放不用烟囱，它其中有独特的多方面处理烟气综合场，场内间分别采用分解、化合、转液、吸附、压缩、收集或加工成商品，尤其是烟气进入该场地下间，降温、降速、降尘，再流通地上多间的过滤板，雾化器净化，还经大量花木置换后，烟气如同空气一样排入天空中。

Description

锅炉用无烟囱装置

技术领域：

发明的锅炉用无烟囱装置，是属于热能动力设备中锅炉的烟气排放领域(或环保范围)。 

技术背景：

在煤的清洁燃烧一书中说，我国是世界大气污染最严重国家之一，随着我国国民经济持续发展，煤炭消费量将继续增加，这将会使我国城市中的烟尘SO₂等大气污染状况更加严重。在清华大学出版社的(以煤为主，多元化清洁能源战略)书中，报导中国煤电比占82％，而中国一次能源结构中，煤炭占75％，水和核能只占不到7％，无论中国还是全世界，未来能源消费将进一步增加，电力消费有更大幅度增加。 

虽然科学发展到今天，国内外各小、中、大锅炉，尤其电厂锅炉减少幅度是有限的，而这些锅炉设备依然燃用化石能源，发电、生产、供热，各别燃用植物或垃圾等。但都产生大量的烟气，经各自烟囱排到天空中，虽然有消烟除尘措施，还程度不同的污染环境，有的白天冒淡烟，夜晚应浓烟滚滚，还严重恶化空气质量，影响人们的身体健康，而烟气中的二氧化炭，不但污染空气，还影响全球气候变化。 

现各种锅炉以各自不同的炉膛，燃用不同的燃料，但燃料燃烧产生烟气排放(以下简称锅炉烟气排放)流程布局基本相同，绘以简图将进一步说明；某电厂锅炉采用先进流化循环燃料燃烧方式产生的烟气，流经过热器、燃尽室、对流管束、又经省煤器、及空气预热气，此处是锅炉本体末端，又是排放锅炉外的烟气开始，热效率高时，排放烟气温度应在150度以下，流经首到除尘器，及脱硝器，及双层脱流器再被引风机(10)抽吸送入烟囱排出(烟囱高度30～290米)。 

虽烟气经这一串的宏大的除尘处理系统，为达到环保要求，企业投入大量资金，把双机除尘器改用三级除尘器，或还加一套湿式除尘器，并用多层脱硫器，使企业运行成本增加，且有的企业亏损运行。但烟囱依然排 放出二氧化炭及灰尘，依然达不到一级环保指标，实现这一目标，现有锅炉的烟气排放流程布局，是解决不了重要因素。烟气及烟气中的微尘及漂尘，另有烟囱更难彻底解决。 

现有锅炉烟气排放流程布局中，引风机(10)是重担难负，它不但配合前一串除尘系统各个设备各自要求，协助完成各自的任务，更得配合主机锅炉正常运行及一些要求。同时还得克服它们自带来的一串阻力，如离引风机(10)近的设备获得的风速即强，而离远一点的除尘器获得的风速、风压稍差，再到主机锅炉获得风速更少，这影响锅炉燃料燃烧烧尽，也减弱冲刷管束传热效果，降低了锅炉节能减排；如果引风机(10)稍降低风速，或稍不正常，对它承接的前一串除尘系统及锅炉产生一系列的问题，后果更加严重。现唯一提高它的自身功率，且注有充足的抽吸能力。同时也增加了耗电，才能有能力配合以上各设备正常运行，才能克服这系统中各种重重阻力，才能顺利的抽吸烟气送入烟囱内。但引风机(10)提高了风速、风压，又对除尘器等带来的极大影响，降低了降尘效果，也就是烟尘加重，怎么办？怎么解决减轻引风机(10)的负担。 

然而，锅炉排除烟气温度一般在155度，虽然经除尘器内部的反复过滤等，或经几次螺旋除尘方式，再经双层脱硫器，尽管都有重重坎坎的阻力，烟尘怎么冲出去，它最大的帮手是引风机(10)，克服这些阻力，且抽吸烟气硬送入烟囱内，确排出烟尘滚滚，是因为此时烟气温度没经置换或者说烟气温度是下降较小，而烟气尘依然伴随着温度而存在，且助长了烟气尘升腾，大自然告诉我们热气上行，冷气下行，有温度的烟尘也是如此，没有外力作用是很难下行的，热尘有风速飞跑向上，烟尘虽经一串除尘器沉降，但依然一部分被强大的引风机(10)抽吸，助长它的升腾，随之抽出大量的烟尘，这引风机(10)抽力增大，即吐出推力也相应增大，送入烟囱内的烟气风速风压同样增大，加速了烟尘的排放，而落在烟囱内的烟尘更没有停留时间，由于烟囱有自生抽力，烟囱越高抽力越大，加速烟气的升空。据论证，烟囱越高抽力越大，把烟气或有害气体引向高空，增大扩散半径，避免局部污染过重。要处理烟气，净化烟气，达到当今环保要求，就得改革现有的锅炉烟气排放流程布局，还得减轻引风机(10) 的重担，更得改进烟囱，或不用烟囱设计新的处理烟气设施。 

发明内容：

如果把当今锅炉燃用燃料，即可提高它热效率，达其节能减排，且又能把它排放的烟气，以较少的投资建高效除尘系统(除尘器、脱硝器、脱硫器)，并减少机械耗电(引风机、配电机等)，用科学有效的多方面处理烟气，有一份烟气转移或成商品，另一部分经处理净化后的烟气如同空气一样排入蓝天中，实现锅炉燃用能源，不影响地球温度变化。 

实现这一目标，本发明的锅炉用无烟囱装置，它是把现有锅炉燃用燃料燃烧产生烟气排放流程布局进行了改革，且重新布局，即构成了锅炉用无烟囱装置。它特别之处不只是烟气排放不用烟囱，另其特征是在锅炉(1)末端前，新增设的降温管排、用它降低排烟温度，减少热损失，提高锅炉热效率；另其特征是在锅炉末端后新增设的引风机(20)，能直接、恰当、轻松抽吸锅炉排放的烟气，即吐出烟气推入除尘器系统后，又被引风机(10)抽吸，这引风机一前一后，形成一推一拉，相互作用，改善、促进了除尘器除尘效果，如该引风机(20)，它可以充分的配合鼓风机提高锅炉燃料燃烧燃尽所需的风速、风压，有力的冲刷管束，强化管束传热，并能确保锅炉稳定、安全运行。 

新增设的降温管排，是它的管外侧走烟气，管内侧走水，但管内的水是重力自然循环，管内呈常压，该管排其特征是管，它的材质采用薄白钢管，壁厚0.3～1.2mm，耐磨、不怕腐蚀，该管排也可装在空气预热器前面。在除尘系统中，利用降温管排加石灰和脱硝剂等复合成降温式脱硝脱硫器，它能降低烟气温度，又可以不用水，脱硝脱硫效果更好。 

新增设的引风机(20)与现有引风机(10)形成了一推一拉相互作用，并能降低现有引风机(10)的抽力，同时相应的降低它的风速风压，大大减少电耗，更减轻了引风机(10)的重担，改变了的原有的布局。引风机(10)不用投资配大电机，也能克服各个设备重重坎坎的阻力，顺利的抽吸烟气。这两台引风机的耗电量，可比用一台引风机(10)耗电量还小，重新布局使引风机(10)抽吸烟气降低了风速风压，即它吐出的烟气，也相应的降低了风速风压，为送入下一站处理烟气创造了条件。 

这一站在现有的烟气流程布局中应是烟囱，而新布局的这一站不是烟囱，是特别的锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，也是新布局构成中最突出的特征，是锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，或称多功能排气场(楼)，尤其烟气进入该处理烟气场(楼)地下间，又流通地上间或地上多间，而流通间的隔壁一侧、或两侧有不同方式的处理烟气间，有的间内采用化学的分解、化合或采用物理性的吸附、冷冻、压缩、转液、收集、或加工成商品。在地下第一层放有石灰溶解残硫等，烟气流通间也有相同或不同的处理烟气措施，另配有不同材料制作的过滤板及可控的雾化器。另有几层间内养植大量的花木，吸收残余的二氧化碳，呼出氧气。 

烟气进入该处理烟气场，首先进入地下间内，即降温、降速、降尘，一部分被收集、转液或加工成商品，或被分解、化合成有益气体，一部分流通奔上又经多方面净化，实现处理后的烟气，如同空气一样排入天空中。 

附图说明：

图1是现有锅炉烟气排放流程布局； 

图2是锅炉烟气排放新布局，即构成锅炉用无烟囱装置； 

图3是8锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，正视图； 

图4是8锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，横剖图； 

图5是8锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，府视图； 

图6是4锅炉用无烟囱装置的降温管排、正视图和侧视图； 

图7是8′锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)，正视图、横剖图； 

以上各图中：1、锅炉；2、省煤器；3、预热器；4、降温管排；5、除尘器；6、脱硝器；7、脱硫器；7′、降温式脱硝脱硫器；8、或8′锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(楼)；9、排气场；10、现有引风机；20、新增设引风机；22、过滤挡板；23、通道；24、雾化器；26、烟囱；27、循环水箱；11、地下第1层；12、地下第2层；13～17地上第3层至第7层；18、烟气总入口；19、管道；28、烟气总出口；29、烟气分流间； 

→箭头是指烟气、水的流动方向或至目标。 

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明文作进一步说明。 

参照图1：锅炉(1)、→省煤器(2)、→预热器(3)、→除尘器(5)、→脱硝器(6)、→脱硫器(7)、→引风机(10)、→烟囱(26)。 

参照图2：锅炉(1)、→预热器(3)、→新增设的降温管排(4)、→新增设的引风机(20)、→除尘器(5)、→降温式脱硝脱硫器含降温管排(7′)、→引风机(10)、→处理烟气场(8)、或(8′)→通道(23)、→排气场(9)。 

参照图2：这是新布局即构成锅炉无烟囱装置，其特征有降温管排(4)，有它即能降低排烟温度，又能提高锅炉的效率。另有降温式脱硝脱硫器(7′)，它装有降温管排(4)，并加石灰和脱硝剂进行脱硝脱硫效果更好。还有新增加的引风机(20)，不只是直接抽吸锅炉烟气，而是充分的配合鼓风机提高锅炉 

燃料燃尽所需的风速、风压，有力的冲刷管束，强化管束传热，更重要的是确保锅炉稳定，安全运行，并与现用引风机(10)形成一推一拉，相互作用，促进和改善了除尘器除尘效果。同时，减轻了引风机(10)的负担，更有特征是，处理烟气场(8)和排气场(9)，排气场(9)的位置也应采用该场(8)，组成对称两者同时进行，在通道(23)处把烟气排入空中，也可以两者轮流使用。排气场(9)它是钢架结构，周向蒙布围墙，但有一侧是透明的，下部敝开，场内挂满了花木。 

参照图3、图5：地下第1层(11)至第7层(17)中间的间，是烟气流通间，各层都有过滤板(22)、雾化器(24)，另在第5层(15)～第7层17层间内还有大量花木和调温器，而地下第1层(11)至第4层(14)它隔壁左右侧均有用于处理烟气间。地下第1层(11)中间的间是烟气沉降间，地面有坡度的沉积池，有化学性如石灰等，或物理性处理物如过滤板等。在它的隔壁左间内有泥浆泵，回收残硫液和灰浆，或收集设施。另在它的隔壁右间内有吸附、压缩、转液，在地下第2层(12)和第3层(13)隔壁两侧间分别有分解、化合、吸附、压缩、收集、或加工成商品。第4层(14)隔壁左侧是化验、试验、电脑控制系统间，在它的隔壁右侧是维护、议事、及休息间；第3层(13)有烟气总入口(18)，烟 气总出口(28)设在第5层(15)。 

参照图4：是第1层烟气入口(11′)、出口(11″)，第2层(12)至第14层它们向上的出口是(12′)、(13′)、(14′)；第7层烟气入口(17′)、出口(17″)；此层有循环水箱(27)；第6层是向下流动出口(16′)；第5层设有烟气总出口(28)；而过滤挡板(22)、在第5层以下流通间设有多道。 

参照图4：引风机(10)吐出烟气经管道(19)、进入口(18)，推入地下第1层(11)、中间的间，被该间内化学、物理的等物的处理，又折上第2层(12)、第3层(13)、第4层(14)，在第4层直奔第7层(17)，而在此层往下进入第6层和第5层，经第5层的烟气总出口(28)，过通道(23)进入排气场(9)排入天空中，这是烟气进该场(8)流经路线。 

参照图6：左图、右图、降温管排(4)的联箱，连接数根降温管(4′)，管(4′)外侧是烟气按箭头方向流动，而管(4′)内有水，呈常压，按箭头方向流动，降温管排(4)其特征是管(4′)，它采用的材质是薄白钢管，壁厚是0.3～1.2mm，此管排应用在脱硝脱硫器内。 

参照图7：两视图是锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(8′)，其特征两侧对称的多方面处理烟气综合场(8′)或是多方面处理烟气综合楼(8′)，尤其是地下间通地上多间，它与处理烟气场(8)虽是建筑格式不同，但其各间内设施、处理方法是一样的，其作用功能也是一样的，投建时可任选。 

参照图7：左、右图，地下第1层(11)中间的间(29)分左、右两侧对称、对等相同的格式，左、右侧间内设施相同，地下第一层(11)至7层(17)都是烟气流通间，间内有过滤板(22)、雾化器(24)，在第5层(15)至第7层(17)间内，还有大量花木置换残余二氧化碳。另在地下第1层(11)至第4层(14)隔壁一侧均是用于处理烟气间。 

参照图7，左、右图，引风机(10)吐出的烟气经管道(19)和入口(18)，送入以下第1层(11)中间的间(29)，由此分流到隔壁左、右两侧间内，再折上流经第2层(12)至第7层(17)，在此层折下第6层，经设在第6层总出口(28)排入天空中。 

参照图3、图4、图7，锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(8)或(8′)，其特征是多方面处理烟气综合场，或是多方面处理烟气综合楼，或称多功能排气场(楼)，简称处理烟气场(8)、(8′)，或简称该场(8)、(8′)，在本文中常用。尤其是地下间通地上间或地上多间，而流通间的隔壁一侧、或两侧分别有不同方式的处理烟气间，有的间内采用化学的分解、化合，或采用吸附、压缩、转液、收集或加工成商品。在地下第一层放有石灰溶解残硫等，烟气流通间也有相同或不同的处理烟气措施，另配有不同材料制作的过滤板及吸附，和可控的雾化器。另有几层间内养植大量的花木，吸收残余的二氧化碳，呼出氧气。 

烟气进入该处理烟气场，首先进入地下间内，即降温、降速、降尘，一部分被收集、转液或加工成商品，或被分解、化合成有益气体，一部分流通奔上又经多方面净化，实现处理后的烟气，如同空气一样排入天空中。 

它的建筑结构有不同的形状和格式如对称的处理烟气场(8′)，建成可采用钢筋水泥砖，地下第1层(11)的地面有坡向积灰池，即有防腐蚀材料砌成，地下中间的间左右两侧墙采用厚玻璃，便于观察烟气状况，在地上建筑也可采用耐腐蚀轻型钢框架结构，结合厚玻璃或耐温塑料玻璃构成。 

而建设该处理烟气场(8)、或(8′)，其占地面积、容积多少及高低，根据锅炉蒸发量，或燃煤量而设计投建的，如发电锅炉蒸发量每1000吨/小时，此建烟囱高度规定在180～210米，当建设处理烟气场(8)、或(8′)，也得计算相应的占地面积、烟气处理空间，和适当的高度，投建的处理烟气场预计比建此高大烟囱，可节投资省40％。 

Claims (4)

1.锅炉用无烟囱装置的构成，其特征有降温和排(4)，和降温式脱硝硫器(7`)，也有新增设引风机(20)，确保锅炉稳定、安全运行，与现有引风机(10)形成了一推一拉、相互作用，还有锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(8)、或(8`)。

2.根据权利要求1所述锅炉用无烟囱装置的构成：其特征是降温和排(4)，尤其是管(4`)，它采用的材质是薄白钢管，壁厚0.3-1.2mm。

3.根据权利要求1所述锅炉用无烟囱装置的构成：其特征是降温式脱硝脱硫器(7`)，该器内采用了降温管排(4)。

4.根据权利要求1所述锅炉用无烟囱装置的构成：其特征是锅炉用无烟囱装置的处理烟气场(8)、或(8`)，它是多方面处理烟气综合场(8)，或是多方面处理烟气综合楼(8)。或称多功能排气场或楼(8)，或建筑结构形状或格式不同，如两侧对称的多方面处理烟气综合场(8`)，它们尤其是地下间流通地上间或地上多间，而流通间的隔壁一侧或两侧均是用于处理烟气间，间内分别采用化解、化合吸附、压缩、转液、收集、或加工成商品，而流通间内有过滤板、雾化器和大量的花木处理净化烟气。

该锅炉用无烟囱装置的处理场(8)或(8`)，建成可采用钢筋水泥砖，或地上采用防腐轻型钢框架，结合厚玻璃，或用耐温塑料玻璃构成，地下流通间的左右两侧墙可采用厚玻璃，或防腐材料砌筑，包括地面。 

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