CN109821337A - 一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,包括净化装置本体和倾斜隔板;倾斜隔板将尾部受热面分隔为相互独立的上室和下室;净化装置本体内从上至下依次设置、有SCR脱硝层、碱石灰脱硫层、二级空气预热器和高吸水树脂层;净化装置本体通过进风管道与上室连通,通过出风管道与下室连通;进风管道内设有粉尘收集槽、除尘网和一级空气预热器;进风管道和净化装置本体外壁上均设有超声波除尘器。本发明使用除尘网与三个净化层降低锅炉尾部热气中的大颗粒粉尘,氮氧化合物,硫氧化合物和水蒸气的含量,从而保证避免锅炉尾部低温受热面露点腐蚀的发生,也减缓粉尘颗粒对空气预热器管道外壁的磨蚀和粉尘积灰。
Description
技术领域
本发明涉及环境治理领域,特别是一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置。
背景技术
锅炉尾部受热面露点腐蚀:由于煤炭本身含有一定的硫元素,燃烧后的烟气中含有三氧化硫,当管壁温度低于烟气露点时,烟气中含硫酸根的水蒸气在管壁上凝结,其多发生在空气预热器的低温段。当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大,烟气中SO3含量较高,酸露点升高,并且给水温度较低时,省煤器管也有可能发生低温腐蚀,使受热面腐蚀穿孔而漏风,由于腐蚀表面潮湿粗糙,使积灰堵灰加剧,结果是排烟温度升高,锅炉热效率下降,由于漏风,使通风阻力增大,厂用电增加,严重会影响锅炉出力,被腐蚀的管子或管箱需要定期更换,增大检修维护费用,总之对锅炉运行安全性,经济性带来不利影响。
另外,因减排,脱硝问题也越发突出,脱硝逐渐走向强制化,而如今SCR催化脱硝是最为成熟的技术。SCR脱硝技术将氮氧化物转化为氮气与水蒸气,但是锅炉中热气中的其它成分也会与催化层反应产生硫酸氢铵、三氧化硫等有害物质,而三氧化硫是造成露点腐蚀的主要元凶,硫酸氢铵是高粘性高酸性的物质,高温下为液态,易造成管壁腐蚀与堵塞。同时SCR催化剂也存在氨泄露等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,该防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置使用除尘网与三个净化层降低锅炉尾部热气中的大颗粒粉尘,氮氧化合物,硫氧化合物和水蒸气的含量,从而保证避免锅炉尾部低温受热面露点腐蚀的发生,也减缓粉尘颗粒对空气预热器管道外壁的磨蚀和粉尘积灰。同时新设置了两个空气预热器避免因尾部受热面改道而造成的额外热量损失。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,包括净化装置本体和倾斜隔板。
倾斜隔板设置在省煤器与原空气预热器之间的尾部受热面内腔中,并将尾部受热面分隔为相互独立的上室和下室。
净化装置本体的内腔中从上至下依次设置有SCR脱硝层、碱石灰脱硫层、二级空气预热器和高吸水树脂层。
位于SCR脱硝层上方的净化装置本体内腔通过进风管道与位于省煤器下方的上室相连通;进风管道从上室至净化装置本体依次设置有粉尘收集槽、除尘网和一级空气预热器。
位于高吸水树脂层下方的净化装置本体内腔通过出风管道与位于原空气预热器上方的下室相连通。
位于除尘网和一级预热器之间的进风管道外壁和位于进风管道和出风管道之间的净化装置本体的外壁上均设置有超声波除尘器。
进风管道水平布设,粉尘收集槽位于进风管道的底部,倾斜隔板的倾斜出口高度不低于进风管道的高度。
位于原空气预热器下方的下室上设置尾气管道。
净化装置本体上设置的超声波除尘器位于净化装置本体高度的二分之一处。
一级空气预热器与二级空气预热器管道外表面涂有搪瓷防护层。
SCR脱硝层为填充有SCR催化材料的蜂窝结构。
碱石灰脱硫层为填充有碱石灰的蜂窝结构。
高吸水树脂层为填充有耐高温耐盐高吸水性树脂的蜂窝结构。
超声波除尘器的频率为26KHz。
本发明具有如下有益效果:
1.上述除尘网与SCR脱硝层、碱石灰脱硫层和高吸水树脂层三个净化层的设置,降低锅炉尾部热气中的大颗粒粉尘,氮氧化合物,硫氧化合物和水蒸气的含量,从而保证避免锅炉尾部低温受热面露点腐蚀的发生,也减缓粉尘颗粒对空气预热器管道外壁的磨蚀和粉尘积灰。
2.两个空气预热器的设置,避免因尾部受热面改道而造成的额外热量损失。
3、除尘网的筛网粒径优选为100μm,故而100μm以上的粉尘在冲击倾斜隔板时,由于重力与摩擦力的作用,粘附在倾斜隔板上并在风力作用下滚入粉尘收集槽;由于煤尘具有凝聚的特性,0.1μm-100μm之间的灰尘颗粒将在超声波作用下发生共振,颗粒越小振幅越大,越容易相互结合为大型颗粒,故而容易被除尘网拦下。同时利用超声波剪切作用将粘附在除尘网上的粉尘震落到粉尘收集槽中防止除尘网堵塞。另外,超声波除尘器选择在26KHz,更容易与0.1μm-100μm之间的灰尘颗粒发生共振。
4、净化装置本体外壁的超声波除尘器,其中三个净化层均采用蜂窝结构,流通面积为80%左右,热气经除尘网未除尽的粉尘可能会相互凝聚并堵塞净化层,大大降低净化效率,因此利用超声波的剪切作用将附着在净化层上的粉尘震散脱落,保证三个净化层的高效率。同时超声波可改善净化层内填充物的分散效果,进而提高SCR催化剂活性,提高碱石灰粉末和吸水树脂粉末与热气的接触面积,实现提高净化效率的效果。附加超声波装置后除氮率超过90%,除硫率高达80%。
附图说明
图1显示了本发明一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置与锅炉安装示意图。
图2显示了本发明一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置的结构示意图。
其中有:
1.锅炉燃烧筒;2.连通管道;3.锅炉尾部受热面;4.进风管道;5.超声波除尘器;6.净化装置本体;7.出风管道;8.尾气管道;9.省煤器;10.倾斜隔板11.除尘网;12.一级空气预热器;13.SCR脱硝层;14.碱石灰脱硫层;15.二级空气预热器;16.高吸水树脂层;17.原空气预热器;18.粉尘收集槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示,一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,包括净化装置本体6和倾斜隔板10。
倾斜隔板设置在省煤器9与原空气预热器17之间的尾部受热面3的内腔中,尾部受热面通过连接管道2与锅炉燃烧筒1相连接。
上述倾斜隔板将尾部受热面分隔为相互独立的上室和下室,尾部受热面位于上室中,原空气预热器位于下室中。
净化装置本体的内腔中从上至下依次设置有SCR脱硝层13、碱石灰脱硫层14、二级空气预热器15和高吸水树脂层16。
上述SCR脱硝层优选为填充有SCR催化材料的蜂窝结构。
上述碱石灰脱硫层优选为填充有碱石灰的蜂窝结构。
上述高吸水树脂层优选为填充有耐高温耐盐高吸水性树脂的蜂窝结构。
位于SCR脱硝层上方的净化装置本体内腔通过进风管道4与位于省煤器下方的上室相连通;进风管道从上室至净化装置本体(也即图1中从左至右)依次设置有粉尘收集槽18、除尘网11和一级空气预热器12。
上述进风管道优选水平布设,粉尘收集槽位于进风管道的底部,倾斜隔板的倾斜出口高度不低于进风管道的高度。
位于高吸水树脂层下方的净化装置本体内腔通过出风管道7与位于原空气预热器上方的下室相连通。
进一步,上述一级空气预热器与二级空气预热器管道外表面涂有搪瓷防护层。
位于除尘网和一级预热器之间的进风管道外壁和位于进风管道和出风管道之间的净化装置本体的外壁上均设置有超声波除尘器5。
净化装置本体上设置的超声波除尘器优选位于净化装置本体高度的二分之一处。
位于原空气预热器下方的下室上设置尾气管道8。
本发明的工作原理如下:
锅炉燃烧筒1内燃烧煤炭后产生的热气通过连通管道2与换热器(图中并未画出)进行初步换热后进入锅炉尾部受热面3中。热气中含有未燃尽的煤炭粉尘经过省煤器9冲击倾斜隔板10后进入进风管道4,热气中的吸引成团的粉尘与大颗粒粉尘与倾斜隔板10发生冲击摩擦而粘附在倾斜隔板10上,并在重力与风力的共同作用下滚入粉尘收集槽18。热气经过除尘网11时,中型粉尘颗粒被除尘网11拦截,在重力作用下落入粉尘收集槽18内。热气与一级空气预热器进行热量交换后进入净化装置本体6内。热气除尘避免了灰尘堵塞净化层影响净化效率。进风管道4外壁的超声波除尘器间歇工作,利用超声波空化原理避免粉尘堵塞除尘网。
上述除尘网的筛网粒径优选为100μm,故而100μm以上的粉尘在冲击倾斜隔板时,由于重力与摩擦力的作用,粘附在倾斜隔板上并在风力作用下滚入粉尘收集槽;由于煤尘具有凝聚的特性,0.1μm-100μm之间的灰尘颗粒将在超声波作用下发生共振,颗粒越小振幅越大,越容易相互结合为大型颗粒,故而容易被除尘网拦下。同时利用超声波剪切作用将粘附在除尘网上的粉尘震落到粉尘收集槽中防止除尘网堵塞。另外,超声波除尘器选择在26KHz,更容易与0.1μm-100μm之间的灰尘颗粒发生共振,且节能、效率高。
除尘后的热气进入净化装置本体6内,首先通过SCR脱硝层13,SCR脱硝层将氮氧化合物还原为氮气与水、有害副产物硫酸氢铵和三氧化硫,同时伴有氨气的可能性泄露。脱硝后的热气进入碱石灰脱硫层14,碱石灰脱硫层14将热气中的硫酸氢铵、三氧化硫与水蒸气吸收处理。热气与二级空气预热器15进行热量交换后经过高吸水树脂层16,高吸水树脂因其理化性质捕捉空气中残余的水蒸气和SCR脱硝层可能泄露的氨气。最后被层层净化的热气经过送风管道7被送回锅炉尾部受热面3下室。净化装置本体6外壁的超声波除尘装置5间歇工作,利用超声波避免未除尽的粉尘堵塞净化层。
净化装置本体外壁的超声波除尘器,其中三个净化层均采用蜂窝结构,流通面积为80%左右,热气经除尘网未除尽的粉尘可能会相互凝聚并堵塞净化层,大大降低净化效率,因此利用超声波的剪切作用将附着在净化层上的粉尘震散脱落,保证三个净化层的高效率。同时超声波可改善净化层内填充物的分散效果,进而提高SCR催化剂活性,提高碱石灰粉末和吸水树脂粉末与热气的接触面积,实现提高净化效率的效果。附加超声波装置后除氮率超过90%,除硫率高达80%。
经净化装置本体6净化后的热气中的水蒸气、硫化物、大颗粒粉尘含量已被大大降低,到达原空气预热器17时露点腐蚀现象已被规避,最后通过尾气管道8排入原锅炉其他设备。
一级空气预热器12与二级空气预热器15表面涂有搪瓷保护层,保证优良导热性的同时减轻粉尘和酸性物质对管道外壁的伤害。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:包括净化装置本体和倾斜隔板;
倾斜隔板设置在省煤器与原空气预热器之间的尾部受热面内腔中,并将尾部受热面分隔为相互独立的上室和下室;
净化装置本体的内腔中从上至下依次设置有SCR脱硝层、碱石灰脱硫层、二级空气预热器和高吸水树脂层;
位于SCR脱硝层上方的净化装置本体内腔通过进风管道与位于省煤器下方的上室相连通;进风管道从上室至净化装置本体依次设置有粉尘收集槽、除尘网和一级空气预热器;
位于高吸水树脂层下方的净化装置本体内腔通过出风管道与位于原空气预热器上方的下室相连通;
位于除尘网和一级预热器之间的进风管道外壁和位于进风管道和出风管道之间的净化装置本体的外壁上均设置有超声波除尘器。
2.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:进风管道水平布设,粉尘收集槽位于进风管道的底部,倾斜隔板的倾斜出口高度不低于进风管道的高度。
3.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:位于原空气预热器下方的下室上设置尾气管道。
4.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:净化装置本体上设置的超声波除尘器位于净化装置本体高度的二分之一处。
5.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:一级空气预热器与二级空气预热器管道外表面涂有搪瓷防护层。
6.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:SCR脱硝层为填充有SCR催化材料的蜂窝结构。
7.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:碱石灰脱硫层为填充有碱石灰的蜂窝结构。
8.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:高吸水树脂层为填充有耐高温耐盐高吸水性树脂的蜂窝结构。
9.根据权利要求1所述的防止锅炉尾部露点腐蚀的热气综合净化装置,其特征在于:超声波除尘器的频率为26KHz。
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2019
- 2019-04-03 CN CN201910265324.0A patent/CN109821337A/zh active Pending
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