CN107860011A - 一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉 - Google Patents

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Abstract

一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，包括炭黑尾气焚烧锅炉主体以及烟气排放管路，还包括一个干燥废气支路以及烟气、废气恒温混合装置，烟气、废气恒温混合装置的其中一个入口与炭黑尾气焚烧锅炉主体的烟气出口通过管道连接，另一个入口与干燥废气支路的废气出口连接，烟气、废气恒温混合装置的出口通过SCR脱硝装置与烟气排放管路的入口连接。本带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉设计合理、投资和运行费用低，综合降低炭黑生产废气排放环保压力，大力推进了炭黑废气的处理技术和节能减排技术的同步发展。

Description

一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，具体是一种新型的带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，主要应用于炭黑生产过程中排出尾气和生产工艺中干燥废气的综合回收处理利用，以达到节能减排且环保的目的，属于一种高效环保型锅炉。
背景技术
炭黑尾气是生产炭黑生产工艺的一种副产品，含有各种烃类的有机物混合物。带滤器后大部分炭黑尾气送至焚烧锅炉内焚烧，转化为蒸汽和电能，目前主流的炭黑锅炉布置结构为：如图1所示，炭黑尾气送至①燃烧器，在②燃烧炉膛经燃烧转化为热能，热烟气在炉膛辐射换热后依次经③过热器④绝热转向室⑤省煤器⑥空预器⑦出口烟道⑧引风机⑨烟囱排至大气；另一小部分送至干燥机尾气燃烧炉燃烧用于干燥炭黑，如图2所示，生产用后的废气排至大气。无论锅炉烟气还是干燥废气中均含有大量的氮氧化物，对大气环境造成很大的污染。
随着国家环保要求的日益严格，部分炭黑企业在尾气锅炉后部装设了SCR脱硝装置，进行烟气Nox处理；同样部分企业干燥废气在尾部设置了Nox脱硝装置。温度是SCR脱硝选择催化剂的重要参数，催化反应只能在一定的温度范围内进行，同时存在催化的最佳温度，这是每种催化剂特有的性质，因此烟气温度直接影响反应的进程；常规催化剂最优310～420℃之间运行，低于低限温度或高于高限温度运行，催化剂就都会失活。由于锅炉设计制造和SCR设计独立进行，这就势必造成了脱硝效果不理想，企业为保证Nox的排放，只能一味的加大Nox试剂投量，这样就在锅炉尾部脱硝设备后受热面上形成结垢积灰降低锅炉效率。同理，干燥废气的排放温度一般约为180℃左右，故完全无法满足脱硝效果要求造成环保不达标的情况。锅炉烟气脱硝设备与干燥废气脱硝设备分开布置，造成了设备重复建设，投资成本浪费又难以达到效果的情况。
综上，现有炭黑尾气锅炉的缺陷是：1、现有锅炉烟气未经任何处理环境污染大，或锅炉烟气在锅炉中部引出至外部SCR脱硝设备处理后再引回锅炉，系统复杂投资成本、运行成本高；2、现有炭黑干燥废气未经任何处理直接排放，环境污染大，或者独立处理投资成本高；3、现有炭黑干燥废气尾部烟气温度较低，难以达到SCR脱硝最优温度区间，脱硝效率极其低下；4、现有炭黑锅炉燃烧器未设置低氮燃烧器等低氮燃烧技术，锅炉尾部烟气排放处理压力大，处理运行成本高；5、现有炭黑锅炉与烟气脱硝处理设备各自独立，锅炉本体结构布置与尾气脱硝处理未统一考虑，实际运行效果不达标，环保压力大。
针对以上各种弊端和技术难题，同时为降低污染物排放，防治大气污染的目的，需要开发一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述背景技术中的不足，提供带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，控制锅炉污染物排放，防治大气污染，达到国家环保总局制定《锅炉大气污染物排放标准》的要求，同时结合炭黑生产工艺的现状，最终提供连续、稳定、环保、高效、经济、可靠的产品。
本发明采用的技术方案如下：
一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，包括炭黑尾气焚烧锅炉主体以及烟气排放管路，其特征在于：还包括一个干燥废气支路以及烟气、废气恒温混合装置，烟气、废气恒温混合装置的其中一个入口与炭黑尾气焚烧锅炉主体的烟气出口通过管道连接，另一个入口与干燥废气支路的废气出口连接，烟气、废气恒温混合装置的出口通过SCR脱硝装置与烟气排放管路的入口连接。
还包括一个紊流烟气再循环系统，该系统的烟气再循环主管的入口具有两条支管，其中一条支管通过增压风机与烟气排放管路的引风机出口连接从而引入低含氧的烟气，另一个条管与烟气排放管路的空气预热器的出口连接从而引入热空气，低含氧的烟气与热空气在烟气再循环主管混合后，通过三条支管引出，其中一条支管连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的燃尽风接口，另外两条支管分别连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的低氮尾气燃烧器的中心紊流风接口、燃料用风接口。
所述黑尾气焚烧锅炉主体包括全密封水冷炉膛、设置在全密封水冷炉膛下部的低氮尾气燃烧器以及燃尽风接口、连接在全密封水冷炉膛上部的全密封水冷转向室以及安装在全密封水冷炉膛出口的至少一个过热器。
所述烟气排放管路包括依次连接的省煤器、空气预热器、省煤器、出口烟道、引风机以及烟囱。
所述烟气、废气恒温混合装置包括一个密封的壳体，壳体的内腔设有对流受热面管束以及锅炉烟气连锁调节挡板，该内腔还设置有一个旁路调节烟气通道，旁路调节烟气通道内设置有旁路调节烟气连锁调节挡板，烟气、废气恒温混合装置的出口处设置有用于分散干燥废气支路废气的干燥废气分散混合装置。
本发明具有的有益效果是：本带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉设计合理、投资和运行费用低，综合降低炭黑生产废气排放环保压力，大力推进了炭黑废气的处理技术和节能减排技术的同步发展。
附图说明
图1是现有炭黑锅炉布置结构示意图。
图2是炭黑造粒干燥系统示意图。
图3是本发明的布置结构图。
图4是烟气、废气恒温混合装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1到图4所示，一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，包括炭黑尾气焚烧锅炉主体以及烟气排放管路。还包括一个干燥废气支路17以及烟气、废气恒温混合装置5，烟气、废气恒温混合装置的其中一个入口与炭黑尾气焚烧锅炉主体的烟气出口通过管道连接，引入炭黑尾气焚烧锅炉主体的烟气，另一个入口与干燥废气支路的废气出口连接，引入干燥废气，烟气、废气恒温混合装置的出口通过SCR脱硝装置6与烟气排放管路的入口连接，将混合后的烟气和废气送入SCR脱硝装置内进行处理。
本发明还包括一个紊流烟气再循环系统，该紊流烟气再循环系统的烟气再循环主管12的入口具有两条支管，其中一条支管通过增压风机13与烟气排放管路的引风机出口连接从而引入低含氧的烟气，另一条支管与烟气排放管路的空气预热器的出口连接从而引入热空气，低含氧的烟气与热空气在烟气再循环主管混合后，通过三条支管引出，其中一条支管连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的燃尽风接口14，另外两条支管分别连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的低氮尾气燃烧器的中心紊流风接口15、燃料用风接口16。
所述黑尾气焚烧锅炉主体包括全密封水冷炉膛2、设置在全密封水冷炉膛下部的低氮尾气燃烧器1以及燃尽风接口14、连接在全密封水冷炉膛上部的全密封水冷转向室4以及安装在全密封水冷炉膛出口的至少一个过热器3。所述烟气排放管路包括依次连接的省煤器7、空气预热器8、省煤器7、出口烟道9、引风机10以及烟囱11。
所述烟气、废气恒温混合装置包括一个密封的壳体，壳体的内腔设有对流受热面管束5-1以及锅炉烟气连锁调节挡板5-2，该内腔还设置有一个旁路调节烟气通道5-3，旁路调节烟气通道内设置有旁路调节烟气连锁调节挡板5-4，烟气、废气恒温混合装置的出口处设置有用于分散干燥废气支路废气的干燥废气分散混合装置5-5。所述旁路调节烟气连锁调节挡板以及锅炉烟气连锁调节挡板，均可采用电动的百叶挡板，现有技术，不作详细介绍。
烟气、废气恒温混合装置的作用是：由于炭黑干燥废气的温度低于SCR的温度极限约为180℃且废气量随工艺波动较大，故本恒温调节装置利用炭黑尾气焚烧锅炉前部的高温烟气，通过调节挡板调节进入装置内对流受热面部分的烟气量此部分高温烟气与低温的干燥废气混合，进而使得混合烟气恒定达到最优SCR催化反应温度区间一起送至SCR集中脱硝处理。此装置通过调整调节挡板的开度，来控制高温烟气的进气量，可确保进入SCR脱硝装置的烟气始终处于催化剂最优310～420℃之间运行。
烟气循环系统：在锅炉尾部的引风机后合理位置，设置再循环烟气取风口，取出的低含氧的烟气通过风道经增压风机后，与热风道内经空气预热器的高温热空气混合后，再分别通过风管送至燃烧器中心紊流风接口、燃料用风接口和炭黑焚烧锅炉热风道内的燃尽风接口处。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，包括炭黑尾气焚烧锅炉主体以及烟气排放管路，其特征在于：还包括一个干燥废气支路(17)以及烟气、废气恒温混合装置(5)，烟气、废气恒温混合装置的其中一个入口与炭黑尾气焚烧锅炉主体的烟气出口通过管道连接，另一个入口与干燥废气支路的废气出口连接，烟气、废气恒温混合装置的出口通过SCR脱硝装置(6)与烟气排放管路的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，其特征在于：还包括一个紊流烟气再循环系统，该系统的烟气再循环主管(12)的入口具有两条支管，其中一条支管通过增压风机(13)与烟气排放管路的引风机出口连接从而引入低含氧的烟气，另一个条管与烟气排放管路的空气预热器(8)的出口连接从而引入热空气，低含氧的烟气与热空气在烟气再循环主管混合后，通过三条支管引出，其中一条支管连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的燃尽风接口(14)，另外两条支管分别连接到炭黑尾气焚烧锅炉主体的低氮尾气燃烧器的中心紊流风接口(15)、燃料用风接口(16)。
3.根据权利要求1或2所述的一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，其特征在于：所述黑尾气焚烧锅炉主体包括全密封水冷炉膛(2)、设置在全密封水冷炉膛下部的低氮尾气燃烧器(1)以及燃尽风接口(14)、连接在全密封水冷炉膛上部的全密封水冷转向室)4以及安装在全密封水冷炉膛出口的至少一个过热器(3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，其特征在于：所述烟气排放管路包括依次连接的省煤器(7)、空气预热器(8)、省煤器(7)、出口烟道(9)、引风机(10)以及烟囱(11)。
5.根据权利要求1或2所述的一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉，其特征在于：所述烟气、废气恒温混合装置包括一个密封的壳体，壳体的内腔设有对流受热面管束(5-1)以及锅炉烟气连锁调节挡板(5-2)，该内腔还设置有一个旁路调节烟气通道(5-3)，旁路调节烟气通道内设置有旁路调节烟气连锁调节挡板(5-4)，烟气、废气恒温混合装置的出口处设置有用于分散干燥废气支路废气的干燥废气分散混合装置(5-5)。
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