CN106051755A - 烟气净化装置及安装有该装置的循环流化床锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气净化装置及安装有该装置的循环流化床锅炉，属于锅炉环保技术领域，用于氮氧化物及硫化物的处理，其包括若干并列或相间排列的管道，管道包括中部段、入口段、出口段，所述入口段与出口段的内径小于中部段围成的内径。鉴于上述技术方案，本发明能够实现增强SNCR技术对烟气中氮氧化物、硫化物同时且高效地处理，又能够减少设备投资与运行维护的成本，杜绝二次重金属污染的问题。

Description

烟气净化装置及安装有该装置的循环流化床锅炉
技术领域
本发明属于锅炉环保技术领域，具体地说，尤其涉及一种烟气净化装置及安装有该装置的循环流化床锅炉。
背景技术
循环流化床能够使得小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，从而利用高速气流与所携带的稠密悬浮煤炭颗粒充分接触燃烧。循环流化床凭借高可靠性、高稳定性、高可利用率、高环保特性及广泛的燃料适应性，越来越受到广泛关注，适合我国的国情及发展趋势。
但是循环流化床在使用过程中，产生的烟气含有较多的氮氧化物及硫化物，氮氧化物和硫化物为污染空气的主要有害物质之一。为处理氮氧化物这种有害物质，国内外主要采用SCR、SNCR等技术处理氮氧化物，上述两种技术在处理氮氧化物的过程中，均采用氨水等作为还原剂来与氮氧化物进行反应，SCR主要采用TiO2作为载体，以含有V2O5的成分作为催化剂来加快反应，脱硝率较高，但是容易造成催化剂的损耗，设备空间占用大、投入及运行成本高，催化剂在操作不慎时容易造成二次重金属污染；采用SNCR技术虽然减少了催化剂的使用及降低了设备运行投入的成本，但是反应进行不彻底，脱硝效率低，达不到理想的脱硝率，烟气净化效果不彻底。为了处理烟气中含有的硫化物，通常采用的技术为石灰石法或双碱法等进行脱硫，但是上述硫化物的处理方法与氮氧化物的处理方法在实际应用中是分开进行的，处理设备较多，流程复杂，投资成本较高。
随着国家对保护环境及节约能源的重视，原有的锅炉需要进行升级改造，以适应新的环保要求，减少氮氧化物及硫化物对环境的危害。如何在节约改造成本的情况下提高环保效果成为锅炉行业面临的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气净化装置及安装有该装置的循环流化床锅炉，其能够实现增强SNCR技术对烟气中氮氧化物、硫化物同时且高效地处理，又能够减少设备投资与运行维护的成本，杜绝二次重金属污染的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本申请中所述的烟气净化装置，包括若干并列或相间排列的管道，管道包括中部段、入口段、出口段，所述入口段与出口段的内径小于中部段围成的内径。
进一步地讲，本申请中所述的中部段的内壁上设有至少一个内径缩小段，内径缩小段围成的内径小于等于入口段与出口段的内径。
进一步地讲，本申请中所述的内径缩小段的数量为一个，且位于中部段的中部靠近入口段的位置处。
进一步地讲，本申请中所述的入口段和/或管道和/或内径缩小段和/或出口段的横截面为圆形。
进一步地讲，本申请中所述的管道为分体式拼装结构。
进一步地讲，本申请中所述的内径缩小段是由环状嵌块安装在管道的内壁构成。
一种安装有上述烟气净化装置的循环流化床锅炉，包括炉膛、分离器、返料装置及换热器，炉膛与分离器连接，分离器的下方安装有返料装置，返料装置与炉膛连接，换热器位于分离器的一侧并与分离器连接，其中炉膛的空气入口处与风帽连接，所述烟气净化装置安装于炉膛内的风帽的上方；所述烟气净化装置内相邻的管道之间及管道与炉膛之间采用耐火材料浇筑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明能够降低氨水的使用量，其使用寿命与锅炉寿命相当，氮氧化物的处理率为93～98％，硫化物的处理率接近100％。
2、本发明能够降低烟气内的含氧量，其排放的含氧量为2～3.5％，从而降低流化床锅炉的一次风与二次风的进风量，降低1％的煤炭用量，降低CO的排放量，消除黑烟。
3、本发明能够优化锅炉的燃烧效率，降低钢材的用量及鼓风机引风的功率。
4、本发明中圆筒形管道的中部段采用分体式拼装结构，能够有效降低加工和安装的难度，降低加工成本。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图。
图2是实施例2的结构示意图。
图3是烟气净化装置的位置及管道的分布示意图。
图4是循环流化床的结构示意图。
图中：1、中部段；2、入口段；3、内径缩小段；4、出口段；5、耐火材料；6、管道；7、炉膛；8、分离器；9、空气入口处；10、风帽；11、燃煤入口；12、还原剂入口。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。
实施例1：一种烟气净化装置，包括若干并列或相间排列的管道6，管道6包括中部段1、入口段2、出口段4，所述入口段2与出口段4的内径小于中部段1围成的内径。
实施例2：、一种烟气净化装置，包括若干并列或相间排列的管道6，管道6包括中部段1、入口段2、出口段4，所述入口段2与出口段4的内径小于中部段1围成的内径。所述中部段1的内壁上设有一个内径缩小段3，内径缩小段3围成的内径小于等于入口段2与出口段4的内径。所述内径缩小段3的数量为一个，且位于中部段1的中部靠近入口段2的位置处。所述入口段2、管道6、内径缩小段3、出口段4的横截面为圆形。所述管道6为分体式拼装结构。
实施例3：一种安装有烟气净化装置的循环流化床锅炉，包括炉膛7、分离器8、返料装置及换热器，炉膛7与分离器8连接，分离器8的下方安装有返料装置，返料装置与炉膛7连接，换热器位于分离器8的一侧并与分离器8连接，其中炉膛7的空气入口处9设有风帽10，所述风帽10的上方安装有烟气净化装置，所述烟气净化装置包括若干并列或相间排列的管道6，管道6包括中部段1、入口段2、出口段4，所述入口段2与出口段4的内径小于中部段1围成的内径；所述相邻的管道6之间及管道6与炉膛7之间采用耐火材料5浇筑。
实施例4：一种安装有烟气净化装置的循环流化床锅炉，所述中部段1的内壁上由环状嵌块围成的内径缩小段3，内径缩小段3围成的内径小于等于入口段2与出口段4的内径。所述内径缩小段3的数量为一个，且位于中部段1的中部偏下的位置处。所述入口段2和管道6和内径缩小段3和出口段4的横截面为圆形。所述管道6为分体式拼装结构。其余部分的结构与实施例3中的结构相同。
结合上述实施例及说明书附图1至附图4，本发明在使用时，由于流化床锅炉自身的特性，小颗粒的煤或其余燃烧物质的颗粒会与空气在炉膛内处于沸腾状态，产生的高速气流与所携带的稠密燃烧物质充分接触促进其燃烧。为了降低小颗粒煤或其余燃烧物质在燃烧过程中产生的氮氧化物和硫化物的含量，通常分别采用氨水或尿素、石灰石法或双碱法等与烟气中含有的氮氧化物和硫化物进行反应。
本发明在使用中，安装在炉膛7的风帽10的上方，850℃～900℃的温度范围适宜上述还原反应的进行。如图1和图2所示，本发明中所述的烟气净化装置包括入口段2、出口段4，入口段2与出口段4之间采用中部段1围成的管道6，其中入口段2与出口段4的内径要小于两者之间的中部段1围成的通道内径。烟气从入口段2进入时，入口段2的内径较小，造成混合烟气进入到入口段2的时候流速增加，当混合烟气流出入口段2时，由于后续衔接管道6的内径突然增加，造成混合烟气的流速降低。内径变化造成的扩张效应使得烟气原有的气相平衡打破，在入口段2、出口段4造成烟气的回流及扰流现象，加之管道6内部因流速差造成的局部压强增加，从而使得内部的混合的氮氧化物与氨水或尿素、氧气等充分反应。硫化物与氧气也能够在上述过程中再次反应，在后续的脱硫塔喷淋作用时能够生成硫酸等副产物。上述过程使得氮氧化物、硫化物的处理一次性完成，避免了原有两种物质分开处理造成的处理设备多、程序复杂、占地面积多的问题。
为了增加各物质的反应进行程度，在入口段2与出口段4之间加装有内径缩小段3，内径缩小段3能够使得混合烟气经过至少两次扩张扰流作用，从而增加了氧气的利用率，降低了因燃烧物质燃烧不充分造成的黑烟现象。
为了进一步降低锅炉改造过程中的烟气净化装置的加工与安装难度，本发明采用的管道6为分拆式拼装结构，即利用多个中部段1来实现管道6的整体组装。上述过程不仅降低了管道6的加工难度，而且便于运输与节约成本，安装过程中出现某一段中部段1破损也可以及时替换。

Claims (8)

1.一种烟气净化装置，包括一个或多个排列的管道(6)，管道(6)包括中部段(1)、入口段(2)、出口段(4)，其特征在于：所述入口段(2)与出口段(4)的内径小于中部段(1)围成的内径。
2.根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于：所述中部段(1)的内壁上设有至少一个内径缩小段(3)，内径缩小段(3)围成的内径小于等于入口段(2)与出口段(4)的内径。
3.根据权利要求2所述的烟气净化装置，其特征在于：所述内径缩小段(3)的数量为一个，且位于中部段(1)的中部偏下的位置处。
4.根据权利要求3所述的烟气净化装置，其特征在于：所述入口段(2)和/或管道(6)和/或内径缩小段(3)和/或出口段(4)的横截面为圆形。
5.根据权利要求4所述的烟气净化装置，其特征在于：所述管道(6)为分体式拼装结构。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的烟气净化装置，其特征在于：所述内径缩小段(3)是由环状嵌块安装在管道(6)的内壁构成。
7.一种安装有权利要求6中任一权利要求所述的烟气净化装置的循环流化床锅炉，包括炉膛(7)、分离器(8)、返料装置及换热器，炉膛(7)与分离器(8)连接，分离器(8)的下方安装有返料装置，返料装置与炉膛(7)连接，换热器位于分离器(8)的一侧并与分离器(8)连接，其中炉膛(7)的空气入口处(9)与风帽(10)连接，其特征在于：所述烟气净化装置安装于炉膛(7)内的风帽(10)的上方；所述烟气净化装置内相邻的管道(6)之间及管道(6)与炉膛(7)之间采用耐火材料(5)浇筑。
8.一种安装有权利要求1至5中任一权利要求所述的烟气净化装置的循环流化床锅炉，包括炉膛(7)、分离器(8)、返料装置及换热器，炉膛(7)与分离器(8)连接，分离器(8)的下方安装有返料装置，返料装置与炉膛(7)连接，换热器位于分离器(8)的一侧并与分离器(8)连接，其中炉膛(7)的空气入口处(9)与风帽(10)连接，其特征在于：所述烟气净化装置安装于炉膛(7)内的风帽(10)的上方；所述烟气净化装置内相邻的管道(6)之间及管道(6)与炉膛(7)之间采用耐火材料(5)浇筑。
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