CN107152676B - 锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统 - Google Patents

Abstract

锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，包括空预器、烟气静压箱、空气静压箱、除尘除硫装置、生石灰干燥器、烟氧一次混合器、鼓风机和烟氧二次混合器。本发明中气体不会对空预器钢管有酸腐蚀，彻底的解决了腐蚀问题，减少了锅炉的维修，延长了锅炉的运行时间；本发明降低了动力消耗：由于烟气并不经过多回程的空预器，因此空预器的阻力不会增加，相对的减少了阻力，降低了动力消耗，取得了很好的经济效益；第三燃料混合更均匀：由于烟气和空气混合后，总的风量并没用减少，并确保混合气体中氧气的含量，几乎没用多余的氧，这样氮氧化物的排放更低。

Description

锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统

技术领域

本发明属于循环流化床锅炉技术领域，尤其涉及锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统。

背景技术

锅炉燃煤产生的氮氧化物，是目前国家大气污染的主要污染源之一，因此控制燃煤锅炉燃烧时氮氧化物的产生量，是今后相当长时间内的必然趋势。我国是煤炭生成大国，相当长一段时间内，燃煤作为提供国家动力的主要燃料现状，不会改变，在燃煤设备中，循环流化床锅炉是目前氮氧化物排放量最低的热力设备，满足我国当前的大气污染治理政策，但循环流化床锅炉的流化风量和二次风流速有最低限制，在锅炉负荷降低时，燃料燃烧需氧量将大大小于为了维持燃料流化和二次风速的供氧量，导致供氧量剩余很多，有时甚至超过40%，燃烧时氮氧化物的产生主要受燃烧温度和供氧量两方面影响，流化床锅炉的燃烧温度较低，如果能控制供氧量，氮氧化物的产生将会降低很多，完全可以达到国家排放标准，现实情况是由于流化风量和二次风速最小值得限制，超量供应了氧气量，同时考虑到燃料和氧气的混合及燃烧的速率，供氧量将进一步大于需氧量，这种情况下如果进行燃烧，氮氧化物的排放将高出国家排放标准几倍甚至几十倍。解决这种矛盾的办法目前常用烟气再循环技术，就是在锅炉鼓风机进口补充一部分烟气，这部分烟气和空气一起经过鼓风机进到空气预热器加热，然后通过热风管道进入锅炉炉膛和燃料流化燃烧，此时由于空气加烟气后体积加大了，但供氧量相应的减少了，因此二次风的强度还是很大，因此无论在流化床处还是在炉膛内，燃料的混合都很好，氧气的利用率也很高，因此锅炉的氮氧化物排放还是很低。因此采用烟气再循环的技术降低锅炉的氮氧化物的排放是很有效的。

但是在采用烟气再循环是有两个无法避免的问题，使这项技术推广起来较难，第一是腐蚀问题，由于煤燃烧后烟气内含有硫、灰尘及其他污染物，灰尘是磨损问题，这个在采用烟气再循环时，烟气的引出点可以在除尘后来解决，但是硫一直在烟气中存在着，由于要避免烟气内含有过多的水分，这个烟气引出点不能选择在脱硫塔后，因此在采用烟气再循环时，抽取的烟气中含有腐蚀硫，由于空气温度是常温，虽然烟气的温度一般在140℃左右，但烟气和空气混合后，烟气的比例较少，混合后的气体温度一般是在酸露点以下，这样空气和烟气混合后在进入鼓风机时首先对风机叶片进行腐蚀，进入空预器时又腐蚀空预器内管子，空预器内管子内部烟气温度高，管壁薄，很快腐蚀泄露，一旦泄露发生将采取封堵空预器管子的措施降低漏烟，造成锅炉排烟温度的迅速升高，这样一方面浪费燃料，降低效率，另一方面将烧损布袋除尘器，造成较大的经济损失，因此大量泄露后不得不停炉进行维修或更换空预器，造成大的经济损失。第二是空气和烟气的混合均匀度不够，注入炉膛内的氧气含量局部达不到规定要求，导致在炉膛内支持燃料燃烧的效率不够；第三由于不完全燃烧的存在使烟气中含有的较多可燃性气体CO被排到大气中白白地浪费了，而且污染了大气。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种空气和烟气混合均匀、除硫效果好、能将烟气中余热及CO回收再利用、混合气体腐蚀性微乎其微的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，包括空预器、烟气静压箱、空气静压箱、除尘除硫装置、生石灰干燥器、烟氧一次混合器、鼓风机和烟氧二次混合器；

锅炉的烟气出口通过第一烟气管道与空预器的高温气进口连接，空预器的空气出气口通过第一空气管道与空气静压箱的进气口连接，空预器的低温气出口通过第二烟气管道与除尘除硫装置的进气口连接，除尘除硫装置的出气口通过第三烟气管道与烟气静压箱的中部连接，烟气静压箱的顶部通过第四烟气管道与生石灰干燥器的进气口连接，生石灰干燥器的出气口通过第五烟气管道与烟氧一次混合器的烟气进口连接，空气静压箱通过第二空气管道与烟氧一次混合器的空气进口连接，烟氧一次混合器通过第一混合管道与鼓风机的进风口连接，鼓风机的出风口通过第二混合管道与烟氧二次混合器的混合气进口连接，烟氧二次混合器的空气进口通过第三空气管道与空气静压箱连接，烟氧二次混合器的混合气出口连接有第三混合管道，第三混合管道的出气口通过一个四通管连接有三条混合气体供气管，三条混合气体供气管的出口分别与锅炉的炉膛两侧和锅炉下部的流化床底部连接；

第五烟气管道上设置有烟气调节阀，第三空气管道上设置有空气二次混合调节阀，第二混合管道上设置有第一氧气含量传感器，第三混合管道上设置有混合气体调节阀和第二氧气含量传感器，第二氧气含量传感器位于混合气体调节阀和烟氧二次混合器之间。

烟气静压箱包括烟气发散管和呈长方体结构的筒体，筒体上端和下端均敞口，筒体顶部设置有上尖下宽呈方锥形的上罩壳，筒体底部设置有下尖上宽呈方锥形的下罩壳，烟气发散管水平设置在筒体内的中部，烟气发散管的出气口与筒体内壁固定连接并被封堵，烟气发散管的进气口伸出筒体并与第三烟气管道的出气口连接，烟气发散管在筒体内的下部沿长度方向均匀开设有散气孔；筒体、上罩壳和下罩壳的内壁均涂覆有防腐蚀保温层，下罩壳底部连接有排放管，排放管上设置有排放阀。

烟氧一次混合器包括混气箱、聚气混气罩、一根烟气进气管、两根空气进气管和一根混合气出气管，混气箱由上箱板、下箱板、左箱板、右箱板、前箱板和后箱板合围成长方体形状，烟气进气管和混合气出气管均沿左右方向水平设置，聚气混气罩、烟气进气管和混合气出气管的中心线重合，烟气进气管的左端伸出左箱板中部并与第五烟气管道的出气口连接，烟气进气管的右端与右箱板左侧壁固定并密封连接，两根空气进气管的出气口分别与前箱板中部和后箱板中部连接，两根空气进气管的进气口均与第二空气管道的出气口连接，混气箱内设置有将混气箱内部由前向后依次分隔为前腔、混合腔和后腔的前隔板和后隔板，前隔板位于烟气进气管的前侧，后隔板位于烟气进气管的后侧，混合气出气管的左端与右箱板右侧壁固定并密封连接，聚气混气罩的外形呈左粗右细的圆锥形结构，聚气混气罩的左侧边与左箱板固定连接，聚气混气罩的右端边沿与混合气出气管的外壁固定连接；

烟气进气管上沿圆周方向均匀开设有位于混气箱内的若干个烟气进孔，前隔板和后隔板上均开设有若干个空气进孔，右箱板上开设有若干个将混合腔和聚气混气罩内部连通的混合气出气孔，混合气出气管上开设有位于聚气混气罩内部的混合气排气孔，混合气出气管的出气口与第一混合管道的进气口连接。

烟氧二次混合器包括同轴向设置的喷气管、过渡管、射流管和混合发散管，喷气管的进气口与第二混合管道的出气口连接，喷气管的出气口与射流管的进气口连接，射流管的出气口与过渡管的进气口连接，过渡管的出气口与混合发散管的进气口连接，混合发散管的出气口与第三混合管道的进气口连接，射流管呈进气口大于出气口的圆锥筒结构，混合发散管呈出气口大于进气口的圆锥筒结构，过渡管上连接有引流管，引流管的进气端邻近射流管一侧，引流管的进气口与第三空气管道的出气口连接。

除尘除硫装置包括除尘除硫箱、抽吸泵、抽液管和喷淋板，除尘除硫箱内水平设置有将除尘除硫箱内部分隔为上部喷淋室和下部的储液室的孔板，喷淋板水平设置在除尘除硫箱顶部内壁，喷淋板为中空结构，喷淋板下表面均匀设置有若干个喷头，喷淋板下表面沿垂直方向设置有至少三块上挡板，孔板上表面沿垂直方向设置有至少三块下挡板，上挡板及下挡板的前侧和后侧分别与除尘除硫箱的前侧内壁和后侧内壁固定连接，上挡板与下挡板均匀间隔设置，上挡板与孔板之间、下挡板与喷淋板之间均具有间隙，除尘除硫箱的左侧和右侧分别与第二烟气管道的出气口和第三烟气管道的进气口连接；

除尘除硫箱的储液室内盛装有碱性溶液，抽吸泵位于除尘除硫箱左侧，抽吸泵的进口连接有伸入到碱性溶液上部的抽吸管，抽吸泵的出口与抽液管的进口连接，抽液管的上部平行设置在除尘除硫箱的顶部，抽液管通过若干分液管与喷淋板的内部连通；

除尘除硫箱的储液室内设置有位于抽吸管上部的下液位计和位于孔板下表面的上液位计，除尘除硫箱右侧下部开设有碱性溶液添加口，碱性溶液添加口处设置有堵板；

除尘除硫箱的储液室内设置有导流板，导流板位于抽吸管上方且导流板呈左高右低倾斜设置，导流板的左侧、前侧和后侧的边沿分别与除尘除硫箱左侧、前侧和后侧的内壁固定连接。

生石灰干燥器包括干燥箱，干燥箱的上部呈上小下大的四棱锥型结构，干燥箱的下部呈上大下小的四棱锥型结构，干燥箱内沿左右水平方向设置有上层轨道和下层轨道，上层轨道内滑动设置有上框架和下框架，上框架和下框架内均通过网袋装有生石灰球，干燥箱的右侧开设有用于水平抽拉上框架和下框架的开口，开口处设置有密封板。

第五烟气管道上设置有位于生石灰干燥器出气口侧的增压风机。

采用上述技术方案，本发明的具体供气流程为：锅炉中产生的高温烟气通过第一烟气管道进入空预器对通过空预器进行预热的空气热交换，热交换的烟气通过第二烟气管道进入除尘除硫装置内进行喷淋除尘及除硫，接着烟气进入到静压箱内，大部分的烟气由下罩壳底部的排放管排出，并可通过排放阀调节排放速度，少量的烟气通过第四烟气管道进入到生石灰干燥器内对烟气中的水汽进行吸附，干燥后的烟气由第五烟气管道进入到烟氧一次混合器内的烟气进气管内；同时预热后的空气进入到空气静压箱内，大部分的空气由第二空气管道和两根空气进气管进入到烟氧一次混合器内，在烟氧一次混合器内烟气和空气进行均匀混合后由鼓风机经第二混合管道把混合气体送到烟氧二次混合器内，当第一氧气含量传感器检测到混合气体的含氧量较少时，打开空气二次混合调节阀，空气由第三空气管道和引流管进入到烟氧二次混合器内再次进行混合，经第二氧气含量传感器检测混合气体中的含氧量达到规定要求后，固定空气二次混合调节阀的开度；合格的混合气体最后由三条混合气体供气管向锅炉的炉膛两侧和锅炉下部的流化床底部供气。

除尘除硫装置的原理及作用为：由于锅炉中排出的烟气含有不少的粉尘和SO₂，现有技术中采用布袋除尘器，本发明采用喷淋除尘除硫一体的方式，烟气由除尘除硫箱的左侧进入，依次经过上挡板和下挡板之间形成折流通道后由除尘除硫箱的右侧排出，与此同时，抽吸泵将碱性溶液通过抽吸管、抽液管和分液管进入到喷淋板内，喷头将碱性溶液均匀向下喷淋到喷淋室内，对在折流通道内的烟气进行喷淋除尘，同时碱性溶液与SO₂进行化学反应，一并将SO₂除去，喷淋水由孔板再落到储液室内经沉淀再循环使用。由于抽吸管位于储液室的左侧，因此在抽吸管的上方设置了导流板，使孔板左侧的含有粉尘的溶液沿导流板向右，在储液室右侧沉淀，这样可使抽吸管抽取沉淀过滤后的干净溶液。当碱性溶液的液面过高或过低使，下液位计和上液位计发出报警，提醒工人对碱性溶液进行处理，避免抽吸泵抽不到溶液后被损坏。当碱性溶液减少时，通过碱性溶液加入口加入碱性溶液。

本发明中烟气静压箱的具体原理及作用为：经过除尘和除硫后的烟气中主要的气体成分是CO₂，还含有未燃烧的CO气体，CO气体相比CO₂较轻，自然就会向上浮到上罩壳内由第四烟气管道排到生石灰干燥器内，这样就可以将烟气中的可燃气体再次抽回到锅炉内重复燃烧利用，减少能源消耗且减少污染，较重的CO₂沉到下罩壳内由排放管排出；烟气发散管水平设置在筒体的中部，且散气孔设置在烟气发散管的下部，这样可使烟气在筒体内均匀地向下沉，较轻的CO气体就会向上浮，达到良好的CO和CO₂的分离效果。

本发明中烟氧一次混合器的具体原理及作用为：烟氧一次混合器的烟气进气管通入到混合腔内的中部，并由烟气进孔均匀散入到混合腔内，两根空气进气管先由前隔板和后隔板上的空气进孔的均匀布气，再进入到混合腔内与烟气混合，混合后的气体经过右侧板上的混合气排气孔进入到聚气混气罩内，由于聚气混气罩呈左粗右细的圆锥形结构，混合气体在聚气罩内由左向右移动时由于横断面逐渐减小，混合气体进一步得到充分混合，充分混合均匀的混合气体最后由混合气排气孔进入到混合气出气管排出。聚气混气罩右端边沿与混合气出气管的外壁固定连接，这样起到加强混合器出气管强度的作用。

烟氧二次混合器采用文丘里效应的原理，在鼓风机提供高气压的前提下，混合气体先经过射流管的过流断面时，流体出现流速增大，然后气流的流速经过混合发散管时，过流断面逐渐增大，根据流速与过流断面成反比的原理以及由伯努利定律知流速的增大伴随流体压力的降低，即常见的文丘里效应，这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而在过渡管处产生吸附作用，将空气吸附到混合气体内再次进行混合，以使混合气体中的氧气浓度达到规定要求。

由于采用喷淋碱性溶液进行除尘除硫作业，这样使得烟气中含有较多的水汽，因此，需要对烟气中的水汽去除，本发明具体采用生石灰球对水汽进行吸收，生石灰在吸收水分过程中发生化学反应，产生热量，可以加热烟气，使烟气温度升高，补偿因为喷淋而导致的烟气温度的降低。另外，当生石灰球吸附水分达到饱和时，可打开密封板，将上框架和下框架抽出，更换网袋内的生石灰球，操作方便。干燥箱的上部呈上小下大的四棱锥型结构，干燥箱的下部呈上大下小的四棱锥型结构，这一结构可使烟气在通过生石灰球时，气体均布性更强。

由于烟气在通过生石灰干燥器后气压会降低不少，因此在第五烟气管道上设置有位于生石灰干燥器出气口侧的增压风机，为烟氧一次混合提供动力。

综上所述，本发明很好的解决了以下几个方面问题，即在烟气的引出点保持不变的情况下，把烟气的混合点放在空气预热器的出口后部，然后把空预器出来的热风和烟气共同引入到一个烟氧一次混合器内，在烟氧一次混合器出口处设置鼓风机，通过鼓风机把烟气和热空气的的混合气体送入道流化床和炉膛二次风，当混合气体内的氧气含量不够时，可以通过烟氧二次混合器再次引入空气。并在供气过程中进行了除尘、除硫、CO的回收再利用、干燥烟气并升温等处理工序。

通过本发明可以发现有如下优点，第一很好的解决了腐蚀问题：由于空预器出来的热空气一般在120度以上，烟气温度在140度左右，这样在烟氧一次混合器混合后的温度高于酸露点很多，因此在进入鼓风机时不会对鼓风机腐蚀，由于进入空预器的是空气，空气不会对空预器钢管有酸腐蚀，因此彻底的解决了腐蚀问题，减少了锅炉的维修，延长了锅炉的运行时间，取得了很好的经济效益；第二降低了动力消耗：由于烟气并不经过多回程的空预器，因此空预器的阻力不会增加，相对的减少了阻力，降低了动力消耗，取得了很好的经济效益；第三燃料混合更均匀：由于烟气和空气混合后，总的风量并没用减少，并确保混合气体中氧气的含量，因此无论在流化床或者炉膛，燃料的混合都很好，氧气的利用率很高，不仅燃料燃烧充分，而且由于燃料需氧量和供氧量相匹配，几乎没用多余的氧，这样氮氧化物的排放更低。

附图说明

图1是本发明的整体流程结构示意图；

图2是图1中烟气静压箱的结构示意图；

图3是图1中烟氧一次混合器的结构示意图；

图4是图1中烟氧二次混合器的结构示意图；

图5是图1中除尘除硫装置的结构示意图；

图6是图1中生石灰干燥器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本发明的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，包括空预器1、烟气静压箱2、空气静压箱3、除尘除硫装置4、生石灰干燥器5、烟氧一次混合器6、鼓风机7和烟氧二次混合器8；

锅炉9的烟气出口通过第一烟气管道10与空预器1的高温气进口连接，空预器1的空气出气口通过第一空气管道11与空气静压箱3的进气口连接，空预器1的低温气出口通过第二烟气管道12与除尘除硫装置4的进气口连接，除尘除硫装置4的出气口通过第三烟气管道13与烟气静压箱2的中部连接，烟气静压箱2的顶部通过第四烟气管道14与生石灰干燥器5的进气口连接，生石灰干燥器5的出气口通过第五烟气管道15与烟氧一次混合器6的烟气进口连接，空气静压箱3通过第二空气管道16与烟氧一次混合器6的空气进口连接，烟氧一次混合器6通过第一混合管道17与鼓风机7的进风口连接，鼓风机7的出风口通过第二混合管道18与烟氧二次混合器8的混合气进口连接，烟氧二次混合器8的空气进口通过第三空气管道19与空气静压箱3连接，烟氧二次混合器8的混合气出口连接有第三混合管道20，第三混合管道20的出气口通过一个四通管连接有三条混合气体供气管21，三条混合气体供气管21的出口分别与锅炉9的炉膛两侧和锅炉9下部的流化床底部连接；

第五烟气管道15上设置有烟气调节阀23，第三空气管道19上设置有空气二次混合调节阀24，第二混合管道18上设置有第一氧气含量传感器25，第三混合管道20上设置有混合气体调节阀26和第二氧气含量传感器27，第二氧气含量传感器27位于混合气体调节阀26和烟氧二次混合器8之间。

烟气静压箱2包括烟气发散管28和呈长方体结构的筒体29，筒体29上端和下端均敞口，筒体29顶部设置有上尖下宽呈方锥形的上罩壳30，筒体29底部设置有下尖上宽呈方锥形的下罩壳31，烟气发散管28水平设置在筒体29内的中部，烟气发散管28的出气口与筒体29内壁固定连接并被封堵，烟气发散管28的进气口伸出筒体29并与第三烟气管道13的出气口连接，烟气发散管28在筒体29内的下部沿长度方向均匀开设有散气孔32；筒体29、上罩壳30和下罩壳31的内壁均涂覆有防腐蚀保温层，下罩壳31底部连接有排放管33，排放管33上设置有排放阀34。通过调节排放阀34的开度，可以调整烟气静压箱2内烟气的静置程度。

烟氧一次混合器6包括混气箱、聚气混气罩36、一根烟气进气管37、两根空气进气管38和一根混合气出气管39，混气箱由上箱板、下箱板、左箱板40、右箱板41、前箱板42和后箱板43合围成长方体形状，烟气进气管37和混合气出气管39均沿左右方向水平设置，聚气混气罩36、烟气进气管37和混合气出气管39的中心线重合，烟气进气管37的左端伸出左箱板40中部并与第五烟气管道15的出气口连接，烟气进气管37的右端与右箱板41左侧壁固定并密封连接，两根空气进气管的出气口分别与前箱板42中部和后箱板43中部连接，两根空气进气管39的进气口均与第二空气管道16的出气口连接，混气箱内设置有将混气箱内部由前向后依次分隔为前腔44、混合腔45和后腔46的前隔板47和后隔板48，前隔板47位于烟气进气管37的前侧，后隔板48位于烟气进气管37的后侧，混合气出气管39的左端与右箱板41右侧壁固定并密封连接，聚气混气罩36的外形呈左粗右细的圆锥形结构，聚气混气罩36的左侧边与左箱板40固定连接，聚气混气罩36的右端边沿与混合气出气管39的外壁固定连接；

烟气进气管37上沿圆周方向均匀开设有位于混气箱内的若干个烟气进孔49，前隔板47和后隔板48上均开设有若干个空气进孔50，右箱板41上开设有若干个将混合腔45和聚气混气罩36内部连通的混合气出气孔51，混合气出气管39上开设有位于聚气混气罩36内部的混合气排气孔52，混合气出气管39的出气口与第一混合管道17的进气口连接。

烟氧二次混合器8包括同轴向设置的喷气管53、过渡管55、射流管54和混合发散管56，喷气管53的进气口与第二混合管道18的出气口连接，喷气管53的出气口与射流管54的进气口连接，射流管54的出气口与过渡管55的进气口连接，过渡管55的出气口与混合发散管56的进气口连接，混合发散管56的出气口与第三混合管道20的进气口连接，射流管54呈进气口大于出气口的圆锥筒结构，混合发散管56呈出气口大于进气口的圆锥筒结构，过渡管55上连接有引流管57，引流管57的进气端邻近射流管54一侧，引流管57的进气口与第三空气管道19的出气口连接。

除尘除硫装置4包括除尘除硫箱58、抽吸泵59、抽液管60和喷淋板61，除尘除硫箱58内水平设置有将除尘除硫箱58内部分隔为上部喷淋室和下部的储液室的孔板62，喷淋板61水平设置在除尘除硫箱58顶部内壁，喷淋板61为中空结构，喷淋板61下表面均匀设置有若干个喷头63，喷淋板61下表面沿垂直方向设置有至少三块上挡板64，孔板62上表面沿垂直方向设置有至少三块下挡板65，上挡板64及下挡板65的前侧和后侧分别与除尘除硫箱58的前侧内壁和后侧内壁固定连接，上挡板64与下挡板65均匀间隔设置，上挡板64与孔板62之间、下挡板65与喷淋板61之间均具有间隙，除尘除硫箱58的左侧和右侧分别与第二烟气管道12的出气口和第三烟气管道13的进气口连接；

除尘除硫箱58的储液室内盛装有碱性溶液，抽吸泵59位于除尘除硫箱58左侧，抽吸泵59的进口连接有伸入到碱性溶液上部的抽吸管66，抽吸泵59的出口与抽液管60的进口连接，抽液管60的上部平行设置在除尘除硫箱58的顶部，抽液管60通过若干分液管与喷淋板61的内部连通；

除尘除硫箱58的储液室内设置有位于抽吸管66上部的下液位计69和位于孔板62下表面的上液位计67，除尘除硫箱58右侧下部开设有碱性溶液添加口68，碱性溶液添加口68处设置有堵板；

除尘除硫箱58的储液室内设置有导流板70，导流板70位于抽吸管66上方且导流板70呈左高右低倾斜设置，导流板70的左侧、前侧和后侧的边沿分别与除尘除硫箱58左侧、前侧和后侧的内壁固定连接。

生石灰干燥器5包括干燥箱71，干燥箱71的上部呈上小下大的四棱锥型结构，干燥箱71的下部呈上大下小的四棱锥型结构，干燥箱71内沿左右水平方向设置有上层轨道72和下层轨道73，上层轨道72内滑动设置有上框架74和下框架75，上框架74和下框架75内均通过网袋装有生石灰球76，干燥箱71的右侧开设有用于水平抽拉上框架74和下框架75的开口，开口处设置有密封板77。

第五烟气管道15上设置有位于生石灰干燥器5出气口侧的增压风机78。

本发明的具体供气流程为：锅炉9中产生的高温烟气通过第一烟气管道10进入空预器1对通过空预器1进行预热的空气热交换，热交换的烟气通过第二烟气管道12进入除尘除硫装置4内进行喷淋除尘及除硫，接着烟气进入到静压箱内，大部分的烟气由下罩壳31底部的排放管33排出，并可通过排放阀34调节排放速度，少量的烟气通过第四烟气管道14进入到生石灰干燥器5内对烟气中的水汽进行吸附，干燥后的烟气由第五烟气管道15进入到烟氧一次混合器6内的烟气进气管37内；同时预热后的空气进入到空气静压箱3内，大部分的空气由第二空气管道16和两根空气进气管38进入到烟氧一次混合器6内，在烟氧一次混合器6内烟气和空气进行均匀混合后由鼓风机7经第二混合管道18把混合气体送到烟氧二次混合器8内，当第一氧气含量传感器25检测到混合气体的含氧量较少时，打开空气二次混合调节阀24，空气由第三空气管道19和引流管57进入到烟氧二次混合器8内再次进行混合，经第二氧气含量传感器27检测混合气体中的含氧量达到规定要求后，固定空气二次混合调节阀24的开度；合格的混合气体最后由三条混合气体供气管21向锅炉9的炉膛两侧和锅炉9下部的流化床底部供气。图1中单排箭头为空气流向，双排箭头为烟气流向，三排箭头为混合气体流向。

除尘除硫装置4的原理及作用为：由于锅炉9中排出的烟气含有不少的粉尘和SO₂，现有技术中采用布袋除尘器，本发明采用喷淋除尘除硫一体的方式，烟气由除尘除硫箱58的左侧进入，依次经过上挡板64和下挡板65之间形成折流通道后由除尘除硫箱58的右侧排出，与此同时，抽吸泵59将碱性溶液通过抽吸管66、抽液管60和分液管进入到喷淋板61内，喷头63将碱性溶液均匀向下喷淋到喷淋室内，对在折流通道内的烟气进行喷淋除尘，同时碱性溶液与SO₂进行化学反应，一并将SO₂除去，喷淋水由孔板62再落到储液室内经沉淀再循环使用。由于抽吸管66位于储液室的左侧，因此在抽吸管66的上方设置了导流板70，使孔板62左侧的含有粉尘的溶液沿导流板70向右，在储液室右侧沉淀，这样可使抽吸管66抽取沉淀过滤后的干净溶液。当碱性溶液的液面过高或过低时，下液位计69和上液位计67发出报警，提醒工人对碱性溶液进行处理，避免抽吸泵59抽不到溶液后被损坏。当碱性溶液减少时，通过碱性溶液加入口加入碱性溶液。

本发明中烟气静压箱2的具体原理及作用为：经过除尘和除硫后的烟气中主要的气体成分是CO₂，还含有未燃烧的CO气体，CO气体相比CO₂较轻，自然就会向上浮到上罩壳30内由第四烟气管道14排到生石灰干燥器5内，这样就可以将烟气中的可燃气体再次抽回到锅炉9内重复燃烧利用，减少能源消耗且减少污染，较重的CO₂沉到下罩壳31内由排放管33排出；烟气发散管28水平设置在筒体29的中部，且散气孔32设置在烟气发散管28的下部，这样可使烟气在筒体29内均匀地向下沉，较轻的CO气体就会向上浮，达到良好的CO和CO₂的分离效果。

本发明中烟氧一次混合器6的具体原理及作用为：烟氧一次混合器6的烟气进气管37通入到混合腔45内的中部，并由烟气进孔49均匀散入到混合腔45内，两根空气进气管38先由前隔板47和后隔板48上的空气进孔50的均匀布气，再进入到混合腔45内与烟气混合，混合后的气体经过右侧板上的混合气排气孔52进入到聚气混气罩36内，由于聚气混气罩36呈左粗右细的圆锥形结构，混合气体在聚气罩内由左向右移动时由于横断面逐渐减小，混合气体进一步得到充分混合，充分混合均匀的混合气体最后由混合气排气孔52进入到混合气出气管39排出。聚气混气罩36右端边沿与混合气出气管39的外壁固定连接，这样起到加强混合器出气管强度的作用。

烟氧二次混合器8采用文丘里效应的原理，在鼓风机7提供高气压的前提下，混合气体先经过射流管54的过流断面时，流体出现流速增大，然后气流的流速经过混合发散管56时，过流断面逐渐增大，根据流速与过流断面成反比的原理以及由伯努利定律知流速的增大伴随流体压力的降低，即常见的文丘里效应，这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而在过渡管55处产生吸附作用，将空气吸附到混合气体内再次进行混合，以使混合气体中的氧气浓度达到规定要求。

由于采用喷淋碱性溶液进行除尘除硫作业，这样使得烟气中含有较多的水汽，因此，需要对烟气中的水汽去除，本发明具体采用生石灰球76对水汽进行吸收，生石灰在吸收水分过程中发生化学反应，产生热量，可以加热烟气，使烟气温度升高，补偿因为喷淋而导致的烟气温度的降低。另外，当生石灰球76吸附水分达到饱和时，可打开密封板77，将上框架74和下框架75抽出，更换网袋内的生石灰球76，操作方便。干燥箱71的上部呈上小下大的四棱锥型结构，干燥箱71的下部呈上大下小的四棱锥型结构，这一结构可使烟气在通过生石灰球76时，气体均布性更强。

由于烟气在通过生石灰干燥器5后气压会降低不少，因此在第五烟气管道15上设置有位于生石灰干燥器5出气口侧的增压风机78，为烟氧一次混合提供动力。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，其特征在于：包括空预器、烟气静压箱、空气静压箱、除尘除硫装置、生石灰干燥器、烟氧一次混合器、鼓风机和烟氧二次混合器；

锅炉的烟气出口通过第一烟气管道与空预器的高温气进口连接，空预器的空气出气口通过第一空气管道与空气静压箱的进气口连接，空预器的低温气出口通过第二烟气管道与除尘除硫装置的进气口连接，除尘除硫装置的出气口通过第三烟气管道与烟气静压箱的中部连接，烟气静压箱的顶部通过第四烟气管道与生石灰干燥器的进气口连接，生石灰干燥器的出气口通过第五烟气管道与烟氧一次混合器的烟气进口连接，空气静压箱通过第二空气管道与烟氧一次混合器的空气进口连接，烟氧一次混合器通过第一混合管道与鼓风机的进风口连接，鼓风机的出风口通过第二混合管道与烟氧二次混合器的混合气进口连接，烟氧二次混合器的空气进口通过第三空气管道与空气静压箱连接，烟氧二次混合器的混合气出口连接有第三混合管道，第三混合管道的出气口通过一个四通管连接有三条混合气体供气管，三条混合气体供气管的出口分别与锅炉的炉膛两侧和锅炉下部的流化床底部连接；

第五烟气管道上设置有烟气调节阀，第三空气管道上设置有空气二次混合调节阀，第二混合管道上设置有第一氧气含量传感器，第三混合管道上设置有混合气体调节阀和第二氧气含量传感器，第二氧气含量传感器位于混合气体调节阀和烟氧二次混合器之间；

烟气静压箱包括烟气发散管和呈长方体结构的筒体，筒体上端和下端均敞口，筒体顶部设置有上尖下宽呈方锥形的上罩壳，筒体底部设置有下尖上宽呈方锥形的下罩壳，烟气发散管水平设置在筒体内的中部，烟气发散管的出气口与筒体内壁固定连接并被封堵，烟气发散管的进气口伸出筒体并与第三烟气管道的出气口连接，烟气发散管在筒体内的下部沿长度方向均匀开设有散气孔；筒体、上罩壳和下罩壳的内壁均涂覆有防腐蚀保温层，上罩壳顶部与第四烟气管道的进口连接，下罩壳底部连接有排放管，排放管上设置有排放阀；

烟氧一次混合器包括混气箱、聚气混气罩、一根烟气进气管、两根空气进气管和一根混合气出气管，混气箱由上箱板、下箱板、左箱板、右箱板、前箱板和后箱板合围成长方体形状，烟气进气管和混合气出气管均沿左右方向水平设置，聚气混气罩、烟气进气管和混合气出气管的中心线重合，烟气进气管的左端伸出左箱板中部并与第五烟气管道的出气口连接，烟气进气管的右端与右箱板左侧壁固定并密封连接，两根空气进气管的出气口分别与前箱板中部和后箱板中部连接，两根空气进气管的进气口均与第二空气管道的出气口连接，混气箱内设置有将混气箱内部由前向后依次分隔为前腔、混合腔和后腔的前隔板和后隔板，前隔板位于烟气进气管的前侧，后隔板位于烟气进气管的后侧，混合气出气管的左端与右箱板右侧壁固定并密封连接，聚气混气罩的外形呈左粗右细的圆锥形结构，聚气混气罩的左侧边与左箱板固定连接，聚气混气罩的右端边沿与混合气出气管的外壁固定连接；

烟气进气管上沿圆周方向均匀开设有位于混气箱内的若干个烟气进孔，前隔板和后隔板上均开设有若干个空气进孔，右箱板上开设有若干个将混合腔和聚气混气罩内部连通的混合气出气孔，混合气出气管上开设有位于聚气混气罩内部的混合气排气孔，混合气出气管的出气口与第一混合管道的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，其特征在于：烟氧二次混合器包括同轴向设置的喷气管、过渡管、射流管和混合发散管，喷气管的进气口与第二混合管道的出气口连接，喷气管的出气口与射流管的进气口连接，射流管的出气口与过渡管的进气口连接，过渡管的出气口与混合发散管的进气口连接，混合发散管的出气口与第三混合管道的进气口连接，射流管呈进气口大于出气口的圆锥筒结构，混合发散管呈出气口大于进气口的圆锥筒结构，过渡管上连接有引流管，引流管的进气端邻近射流管一侧，引流管的进气口与第三空气管道的出气口连接。

3.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，其特征在于：除尘除硫装置包括除尘除硫箱、抽吸泵、抽液管和喷淋板，除尘除硫箱内水平设置有将除尘除硫箱内部分隔为上部喷淋室和下部的储液室的孔板，喷淋板水平设置在除尘除硫箱顶部内壁，喷淋板为中空结构，喷淋板下表面均匀设置有若干个喷头，喷淋板下表面沿垂直方向设置有至少三块上挡板，孔板上表面沿垂直方向设置有至少三块下挡板，上挡板及下挡板的前侧和后侧分别与除尘除硫箱的前侧内壁和后侧内壁固定连接，上挡板与下挡板均匀间隔设置，上挡板与孔板之间、下挡板与喷淋板之间均具有间隙，除尘除硫箱的左侧和右侧分别与第二烟气管道的出气口和第三烟气管道的进气口连接；

除尘除硫箱的储液室内盛装有碱性溶液，抽吸泵位于除尘除硫箱左侧，抽吸泵的进口连接有伸入到碱性溶液上部的抽吸管，抽吸泵的出口与抽液管的进口连接，抽液管的上部平行设置在除尘除硫箱的顶部，抽液管通过若干分液管与喷淋板的内部连通；

除尘除硫箱的储液室内设置有位于抽吸管上部的下液位计和位于孔板下表面的上液位计，除尘除硫箱右侧下部开设有碱性溶液添加口，碱性溶液添加口处设置有堵板；

除尘除硫箱的储液室内设置有导流板，导流板位于抽吸管上方且导流板呈左高右低倾斜设置，导流板的左侧、前侧和后侧的边沿分别与除尘除硫箱左侧、前侧和后侧的内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，其特征在于：生石灰干燥器包括干燥箱，干燥箱的上部呈上小下大的四棱锥型结构，干燥箱的下部呈上大下小的四棱锥型结构，干燥箱内沿左右水平方向设置有上层轨道和下层轨道，上层轨道内滑动设置有上框架和下框架，上框架和下框架内均通过网袋装有生石灰球，干燥箱的右侧开设有用于水平抽拉上框架和下框架的开口，开口处设置有密封板。

5.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用及减少氮氧化物生成的供气系统，其特征在于：第五烟气管道上设置有位于生石灰干燥器出气口侧的增压风机。

Images