CN110822395A - 一种低氮燃烧及脱硝锅炉 - Google Patents

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张旭海
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李枫
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Abstract

本发明公开了一种低氮燃烧及脱硝锅炉，其包括陀螺形的燃烧室，燃烧室与两个低氮燃烧器连接，两个低氮燃烧器分别与两个预混器连接，两个预混器均通过管道连接天然气进气管和空气进气管；燃烧室的端部通过烟气管道依次连接高温过热器，低温过热器、蒸发器、省煤器、过滤塔和空预器，空预器与烟囱导通。本发明综合利用锅炉烟气的热量，可直接将水加热成过热的水蒸气，用于工业利用，并且烟气的脱硝效果好，烟气排放的含氮底，符合排放标准，适用于工业应用。

Description

一种低氮燃烧及脱硝锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，具体涉及一种低氮燃烧及脱硝锅炉。
背景技术
随着经济的发展，社会的进步，国家环境标准越来越严格，使用单一低氮燃烧技术已经不能满足现有的环境需求。
目前燃气锅炉主要采用的低氮燃烧包括分级燃烧、预混燃烧、烟气再循环、多孔介质催化燃烧和无焰燃烧等，大中型燃气锅炉研发单位技术来源主要为技术引进、核心设备进口等方式，没有形成能够与国外先进水平竞争的低氮燃烧技术，也没有形成系列锅炉产品，仅仅是传统的更换锅炉、更换燃烧器、烟气处理等方式。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能综合利用烟气热量并对烟气进行脱硝的低氮燃烧及脱硝锅炉。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种低氮燃烧及脱硝锅炉，其包括陀螺形的燃烧室，燃烧室与两个低氮燃烧器连接，两个低氮燃烧器分别与两个预混器连接，两个预混器均通过管道连接天然气进气管和空气进气管；燃烧室的端部通过烟气管道依次连接高温过热器，低温过热器、蒸发器、省煤器、过滤塔和空预器，空预器与烟囱导通；
空气进气管设置在空预器内，且贯穿空预器与鼓风机连接，鼓风机连接空气进气口；过滤塔的底部和顶部分别连接进烟烟气管和出烟烟气管，过滤塔内的侧壁上设置有若干喷雾喷头，喷雾喷头均通过管道连接氨水水泵，氨水水泵与氨水池连接；过滤塔的底部与废液收集池导通。
进一步地，预混器为中空的子弹形状，预混器内部的右端面为圆弧形，且右端面通过导管与低氮燃烧器连接。
进一步地，预混器与天然气进气管和空气进气管连接的支管上均设置有开关阀门。
进一步地，高温过热器包括若干相互连接的排管，排管包括相互连接的若干S形支管，排管的输入口与低温过热器的输出口连接。
进一步地，低温过热器和蒸发器分别包括S形的第一盘管和S形的第二盘管，第二盘管的输入口与密封水箱的底部连接，第二盘管的输出口与第一盘管的输入口连接，第一盘管的输出口与高温过热器的输入口连接；第二盘管的输入口上设置有水泵，第一盘管的输入口上设置有抽气泵。
进一步地，过滤塔的底部与废液收集池之间设置有阀门。
进一步地，省煤器包括外壳，外壳的上、下端均安装有安装板，上、下端的安装板之间设置有若干竖直的导水管，若干导水管的上下端均开口，外壳的上、下端连接排水管道。
进一步地，省煤器上端的安装板的上方设置有拱形的分水板，分水板上开设有若干均匀的通孔。
本发明的有益效果为：本方案先将天然气和空气排入预混器中，使天然气和空气充分混合后，再排入低氮燃烧器中，进行充分燃烧，确保天然气能完全燃烧；燃烧的烟气进入燃烧室内，燃烧室采用陀螺型的结构，最右端作为回燃室，燃烧后的烟气依次通过高温过热器、低温过热器、蒸发器、省煤器和空预器进行换热，再经过过滤塔将烟气中的NOX脱去，使烟气中的含氮量达到标准。
高热量的烟气将高温过热器内饱和蒸汽加热成过热蒸汽，用于工业中，高温过热器内采用若干S形支管组成的排管与烟气进行换热，增加了换热面积，使换热效果更好；气体在排入低氮燃烧器的过程中，在预混器内部的右端面会形成部分回流，使空气与天然气更好的混合，促进燃烧效果。
蒸发器的第二盘管将水直接加热成饱和的水蒸气，然后再将水蒸气排入到高温过热器和低温过热器，进一步将饱和水蒸气加热成过热水蒸气，用于工业应用，同时将烟气的温度降低。省煤器中采用若干竖直的导水管与烟气进行换热，换热效果好，并且分水板能将冷却水均匀的分给若干导水管。
经过省煤器的烟气到达适合脱氮的温度，烟气排入到过滤塔中，过滤塔内的喷头使氨水形成水雾，然后与含氮的烟气接触，烟气内的氮化物与氨水反应，融入氨水中，再排入底部的废液收集池中，实现烟气脱氮。过滤塔与废液收集池之间的阀门方便排出废液收集池中的废液。
本发明综合利用锅炉烟气的热量，可直接将水加热成过热的水蒸气，用于工业利用，并且烟气的脱硝效果好，烟气排放的含氮底，符合排放标准，适用于工业应用。
附图说明
图1为低氮燃烧及脱硝锅炉的结构示意图。
图2为燃烧室的结构示意图。
图3为过滤塔的结构示意图。
图4为省煤器的结构示意图。
图5为安装板的结构示意图。
图6为排管的结构示意图。
其中，1、天然气进气管，2、空气进气管，3、预混器，4、低氮燃烧器，5、燃烧室，6、高温过热器，7、低温过热器，8、蒸发器，9、省煤器，10、废液收集池，11、鼓风机，12、空气进气口，13、烟囱，14、空预器，15、过滤塔，16、水箱，17、水泵，18、抽气泵，19、安装板，20、导水管，21、喷雾喷头，22、氨水水泵，23、阀门，24、排管，25、分水板。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1至图3所示，低氮燃烧及脱硝锅炉包括陀螺形的燃烧室5，燃烧室5与两个低氮燃烧器4连接，两个低氮燃烧器4分别与两个预混器3连接，两个预混器3均通过管道连接天然气进气管1和空气进气管2；燃烧室5的端部通过烟气管道依次连接高温过热器6，低温过热器7、蒸发器8、省煤器9、过滤塔15和空预器14，空预器14与烟囱13导通。
空气进气管2的一段设置在空预器14内，且贯穿空预器14与鼓风机11连接，鼓风机11连接空气进气口12；空预器14可对排入的空气进行预热，提高燃烧效率，过滤塔15的底部和顶部分别连接进烟烟气管和出烟烟气管，过滤塔15内的侧壁上设置有若干喷雾喷头21，喷雾喷头21均通过管道连接氨水水泵22，氨水水泵22与氨水池连通；过滤塔15的底部与废液收集池10导通。
本方案先将天然气和空气排入预混器3中，使天然气和空气充分混合后，再排入低氮燃烧器4中，进行充分燃烧，确保天然气能完全燃烧；燃烧的烟气进入燃烧室5内，燃烧室5采用陀螺型的结构，可以将最右端作为回燃室，燃烧后的烟气依次通过高温过热器6、低温过热器7、蒸发器8、省煤器9和空预器14进行换热，再经过过滤塔15将烟气中的NOX脱去，使烟气中的含氮量达到排放标准。
预混器3为中空的子弹形状，预混器3内部的右端面为圆弧形，且右端面通过导管与低氮燃烧器4连接。预混器3与天然气进气管1和空气进气管2连接的支管上均设置有开关阀门，两个低氮燃烧器4可根据需要进行单独工作。气体在排入低氮燃烧器4的过程中，在预混器3内部的右端面会形成部分回流，使空气与天然气更好的混合，促进燃烧效果。
如图1和图6所示，高温过热器6包括若干相互连接的排管24，排管24通过相互连接的若干S形支管，排管24的输入口与低温过热器7的输出口连接。高热量的烟气将高温过热器6内饱和蒸汽加热成过热蒸汽，用于工业中，高温过热器6内采用若干S形支管组成的排管24与烟气进行换热，增加了换热面积，使换热效果更好。
低温过热器7和蒸发器8内均为S形的第一盘管和第二盘管，第二盘管的输入口与密封水箱16的底部连接，密封水箱16安装在锅炉外，第二盘管的输出口与第一盘管的输入口连接，第一盘管的输出口与高温过热器6的输入口连接；第二盘管的输入口上设置有水泵17，第一盘管的输入口上设置有抽气泵19。
蒸发器8的第二盘管将水直接加热成饱和水蒸气，然后再将水蒸气排入到高温过热器6和低温过热器7，进一步将饱和的水蒸气加热成过热的水蒸气，用于工业应用，同时将烟气的温度降低。水进行分级加热，形成水蒸气，充分利用的烟气热量，加热效率高。
过滤塔15的底部与废液收集池10之间设置有阀门23，过滤塔15与废液收集池10之间的阀门23方便排出废液收集池10中的废液，排出废液时关闭阀门23，避免烟气泄漏。
如图4和图5所示，省煤器9包括外壳，外壳的上、下端均安装有安装板19，上、下端的安装板19之间设置有若干竖直的导水管20，若干导水管20的上下端均开口，外壳的上、下端连接排水管道。省煤器9上端的安装板19的上方设置有拱形的分水板25，分水板25上开设有若干均匀的通孔。省煤器9中采用若干竖直的导水管20与烟气进行换热，换热效果好，并且分水板25能将冷却水均匀的分给若干导水管20。
经过省煤器9的烟气到达适合脱氮的温度，烟气排入到过滤塔15中，过滤塔15内的喷头使氨水形成水雾，然后与含氮的烟气接触，烟气内的氮化物与氨水反应，融入氨水中，再排入底部的废液收集池10中，实现烟气脱氮。
本发明综合利用锅炉烟气的热量，可直接将水加热成过热的水蒸气，用于工业中，并且烟气的脱硝效果好，烟气排放的含氮底，符合排放标准，适用于工业应用。

Claims (8)

1.一种低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，包括陀螺形的燃烧室(5)，所述燃烧室(5)与两个低氮燃烧器(4)连接，两个所述低氮燃烧器(4)分别与两个预混器(3)连接，两个所述预混器(3)均通过管道连接天然气进气管(1)和空气进气管(2)；所述燃烧室(5)的端部通过烟气管道依次连接有高温过热器(6)、低温过热器(7)、蒸发器(8)、省煤器(9)、过滤塔(15)和空预器(14)，所述空预器(14)与烟囱(13)导通；
所述空气进气管(2)设置在空预器(14)内，且贯穿空预器(14)与鼓风机(11)连接，所述鼓风机(11)连接空气进气口(12)；所述过滤塔(15)的底部和顶部分别连接进烟烟气管和出烟烟气管，所述过滤塔(15)内的侧壁上设置有若干喷雾喷头(21)，所述喷雾喷头(21)均通过管道连接氨水水泵(22)，所述氨水水泵(22)与氨水池连接；所述过滤塔(15)的底部与废液收集池(10)导通。
2.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述预混器(3)为中空的子弹形状，所述预混器(3)内部的右端面为圆弧形，且右端面通过导管与低氮燃烧器(4)连接。
3.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述预混器(3)与天然气进气管(1)和空气进气管(2)连接的支管上均设置有开关阀门。
4.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述高温过热器(6)包括若干相互连接的排管(24)，所述排管(24)包括相互连接的若干S形支管，所述排管(24)的输入口与低温过热器(7)的输出口连接。
5.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述低温过热器(7)和蒸发器(8)分别包括S形的第一盘管和S形的第二盘管，所述第二盘管的输入口与密封水箱(16)的底部连接，所述第二盘管的输出口与第一盘管的输入口连接，所述第一盘管的输出口与高温过热器(6)的输入口连接；所述第二盘管的输入口上设置有水泵(17)，所述第一盘管的输入口上设置有抽气泵(19)。
6.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述过滤塔(15)的底部与废液收集池(10)之间设置有阀门(23)。
7.根据权利要求1所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述省煤器(9)包括外壳，所述外壳的上、下端均安装有安装板(19)，上、下端的所述安装板(19)之间设置有若干竖直的导水管(20)，若干所述导水管(20)的上下端均开口，所述外壳的上、下端连接排水管道。
8.根据权利要求7所述的低氮燃烧及脱硝锅炉，其特征在于，所述省煤器(9)上端的安装板(19)上方设置有拱形的分水板(25)，所述分水板(25)上开设有若干均匀的通孔。
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