CN112393211A - 新型co焚烧锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型CO焚烧锅炉，包括：烟道和汽包；烟道的结构包括：第一烟道、第二烟道和转角烟道，第一烟道的下端部与进口烟道连通，第二烟道的下端部与出口烟道连通；进口烟道上方的第一烟道由下至上依次为焚烧炉腔段、水保护段、过热器、高温蒸发器；在出口烟道上方的第二烟道内由上至下依次设置有低温蒸发器、脱硝装置、省煤器；省煤器、汽包、水保护段、高温蒸发器、低温蒸发器、过热器之间水循环通过管路连通。上述结构的CO焚烧锅炉结构简单紧凑、制造成本低、且焚烧炉腔段110的燃烧稳定性好，进而提高CO处理效果。

Description

新型CO焚烧锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种新型CO焚烧锅炉。
背景技术
催化裂化是石油二次加工的主要方法之一，在原油深度加工中、特别是在重油转化中，发挥着非常重要的作用。目前国内大约有50％的重质油通过催化裂化装置来加工完成，成品汽油中80％以上是催化裂化汽油组分。催化裂化对促进我国的炼油工业起着至关重要的作用。
催化裂化装置在进行催化裂化反应过程中会排放出大量的高温烟气，高温烟气中含有毒气体：一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOX），氮氧化物主要包括一氧化氮、二氧化氮和硝酸雾，以二氧化氮为主，氮氧化物是大气污染的主要污染源之一。排放至大气中的氮氧化物与空气中的水反应会生成硝酸、亚硝酸，硝酸、亚硝酸是酸雨的主要成分；排放至大气中的氮氧化物在强烈的太阳紫外线作用下会产生光化学烟雾；此外，排放至大气中的氮氧化物还会刺激人体肺部、损害人体呼吸道、引起人体呼吸道感染等疾病，对哮喘等呼吸系统有问题的病患的影响更为明显，对儿童来说还存在肺部发育受损等隐患。
在催化裂化过程中排放的再生烟气中含有一氧化碳（CO），低浓度的一氧化碳会使人产生头痛、眼花、恶心等症状，而高浓度的一氧化碳会使人中毒死亡。 目前用于处理催化裂化的再生烟气中的一氧化碳的CO焚烧锅炉结构庞大、钢耗量大，且焚烧炉腔内的燃烧器容易熄火、导致燃烧不稳定，影响CO处理效果。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单紧凑、成本低、且焚烧炉腔段的燃烧稳定性好的新型CO焚烧锅炉。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的新型CO焚烧锅炉，包括：烟道和设置于烟道外的汽包；所述的烟道的结构包括：竖直设置的第一烟道、竖直设置的第二烟道和转角烟道，转角烟道的两端均为弯头结构的转角段，第一烟道的顶部敞开口与转角烟道的一端转角段连通，第二烟道的顶部敞开口与转角烟道的另一端转角段连通；第一烟道的下端部与进口烟道连通，第二烟道的下端部与出口烟道连通；进口烟道上方的第一烟道下段为焚烧炉腔段，在焚烧炉腔段上方的第一烟道内由下至上依次设置有水保护段、过热器、高温蒸发器；在出口烟道上方的第二烟道内由上至下依次设置有低温蒸发器、脱硝装置、省煤器；其中，第一烟道既可以作为炉膛，又可以作为受热面通道。
省煤器的出水口通过第一管路与汽包的进水口连接，汽包的出水口通过下降管路分别与水保护段的进水口、高温蒸发器的进水口、低温蒸发器的进水口连接，水保护段的汽水混合出口、高温蒸发器的汽水混合出口、低温蒸发器的汽水混合出口均通过第二管路与汽包的汽水混合进口连接，汽包上的蒸汽出口通过第三管路与过热器的进水口连接。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，在进口烟道上方的第一烟道内设置有布风装置，布风装置位于焚烧炉腔段的底部。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，转角烟道和第二烟道的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板、内护板、和填充于钢板和内护板之间的硅酸铝纤维毡构成。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，在转角烟道的二个转角段处分别设置有一个烟气导向装置，所述的烟气导向装置由若干间隔并排分布的烟气导向板构成，各烟气导向板的弯曲方向与转角烟道上对应转角段的弯曲方向相同。两两相邻烟气导向板之间形成供烟气通过的通道。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，第一烟道内的过热器包括：由下至上依次设置的高温过热器、低温过热器；汽包上的蒸汽出口通过第三管路依次与低温过热器、高温过热器连接。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，第一烟道内的水保护段设置有二级，由下至上依次为：前置水保护段、后置水保护段；汽包的出水口通过下降管路分别与前置水保护段的进水口、后置水保护段的进水口、高温蒸发器的进水口、低温蒸发器的进水口连接，前置水保护段的汽水混合出口、后置水保护段的汽水混合出口、高温蒸发器的汽水混合出口、低温蒸发器的汽水混合出口均通过第二管路与汽包的汽水混合进口连接。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，第二烟道内的脱硝装置设置有三级，由上至下依次为：一级脱硝装置、二级脱硝装置、三级脱硝装置。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，第二烟道内的省煤器包括：由上至下依次设置的高温省煤器、中温省煤器、低温省煤器；低温省煤器的出水口通过第一管路依次与中温省煤器、高温省煤器、汽包的进水口连接。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，第二烟道内的中温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级中温省煤器、二级中温省煤器；第二烟道内的低温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级低温省煤器、二级低温省煤器。
进一步地，前述的新型CO焚烧锅炉，其中，在焚烧炉腔段下端侧壁上设置有与焚烧炉腔连通的预热通道，预热通道与空气预热器连接。
本发明的有益效果是：①将焚烧炉腔段、水保护段、过热器和高温蒸发器模块化集成于第一烟道内，将低温蒸发器、脱硝装置、省煤器模块化集成于第二烟道内，使CO焚烧锅炉整体结构更加紧凑，相比传统的CO焚烧锅炉、锅炉整体高度大大降低了，锅炉的钢耗量少，节约制造成本；②第一烟道的烟道内腔保温结构为由耐火材料构成的保温层，转角烟道和第二烟道的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板、内护板、和填充于钢板和内护板之间的硅酸铝纤维毡构成的轻型保温层，这样设计既可以满足使用需求，又能减轻烟道的整体重量、以及降低锅炉的制造成本；③大量的烟气直接通过进口烟道进入焚烧炉腔段内容易导致焚烧炉腔段内的燃烧器熄火，而布风装置的设置，能保证从进口烟道进入的烟气能均匀地进入焚烧炉腔段，有利于提高燃烧的稳定性，进而提高CO处理效果；④烟气导向装置的设置起到引导烟气的作用，避免烟气转弯时烟气集中，有利于脱硝催化剂的均匀分布，提高脱硝催化剂的脱硝率；⑤空气预热器设置的作用，提高助燃空气温度，可以减少瓦斯的消耗量。
附图说明
图1是本发明所述的新型CO焚烧锅炉的结构示意图。
图2是转角烟道和第二烟道的烟道内腔保温结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1 所示，本实施例所述的新型CO焚烧锅炉，包括：烟道和设置于烟道外的汽包8。所述的烟道的结构包括：竖直设置的第一烟道11、竖直设置的第二烟道12和转角烟道13，转角烟道13的两端均为弯头结构的转角段131，第一烟道11的顶部敞开口与转角烟道13的一端转角段131连通，第二烟道12的顶部敞开口与转角烟道13的另一端转角段131连通，从而使第一烟道11与第二烟道12两者通过转角烟道13连通形成一个完整的烟道结构。第一烟道11的下端部与进口烟道14连通，第二烟道12的下端部与出口烟道15连通。
进口烟道上14方的第一烟道11的下段为焚烧炉腔段110，在焚烧炉腔段110的上方的第一烟道11内由下至上依次设置有水保护段、过热器、高温蒸发器51。在出口烟道15的上方的第二烟道12内由上至下依次设置有低温蒸发器52、脱硝装置、省煤器。其中，第一烟道11既可以作为炉膛，又可以作为受热面通道。
省煤器的出水口通过第一管路与汽包8的进水口连接，汽包8的出水口通过下降管路分别与水保护段的进水口、高温蒸发器51的进水口、低温蒸发器52的进水口连接，水保护段的汽水混合出口、高温蒸发器51的汽水混合出口、低温蒸发器52的汽水混合出口均通过第二管路与汽包8的汽水混合进口连接，汽包8上的蒸汽出口通过第三管路与过热器的进水口连接。
如图1所示，本实施例中，在进口烟道14的上方的第一烟道11内设置有布风装置2，布风装置2位于焚烧炉腔段110的底部。大量的烟气直接通过进口烟道14进入焚烧炉腔段110内容易导致焚烧炉腔段110内的燃烧器熄火，而布风装置2的设置，能保证从进口烟道14进入的烟气能均匀地进入焚烧炉腔段110，有利于提高燃烧的稳定性。
如图2所示，本实施例中，烟道内腔保温结构位于烟道内腔中，转角烟道13和第二烟道12的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板101、内护板103、和填充于钢板101和内护板103之间的硅酸铝纤维毡102构成。烟道内腔保温结构设置于烟道内腔壁上，防酸涂料的钢板101位于内侧。第一烟道11的烟道内腔保温结构为由耐火材料构成的保温层，转角烟道13和第二烟道12的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板101、内护板103、和填充于钢板101和内护板103之间的硅酸铝纤维毡102构成的轻型保温层，这样设计既可以满足使用需求，又能减轻烟道的整体重量、以及降低锅炉的制造成本。
如图1所示，本实施例中，在转角烟道13的二个转角段131处分别设置有一个烟气导向装置，所述的烟气导向装置由若干间隔并排分布的烟气导向板10构成，各烟气导向板10的弯曲方向与转角烟道上对应转角段的弯曲方向相同。两两相邻烟气导向板10之间形成供烟气通过的通道100。烟气导向装置的设置起到引导烟气的作用，避免烟气转弯时烟气集中，有利于脱硝催化剂的均匀分布。
如图1所示，本实施例中，第一烟道11内的过热器包括：由下至上依次设置的高温过热器41、低温过热器42。此时，汽包8上的蒸汽出口通过第三管路依次与低温过热器42、高温过热器41顺序连接。
如图1所示，本实施例中，第一烟道11内的水保护段设置有二级，由下至上依次为：前置水保护段31、后置水保护段32。此时，汽包8的出水口通过下降管路分别与前置水保护段31的进水口、后置水保护段32的进水口、高温蒸发器51的进水口、低温蒸发器52的进水口连接，前置水保护段31的汽水混合出口、后置水保护段32的汽水混合出口、高温蒸发器51的汽水混合出口、低温蒸发器52的汽水混合出口均通过第二管路与汽包8的汽水混合进口顺序连接。
如图1所示，本实施例中，第二烟道12内的脱硝装置设置有三级，由上至下依次为：一级脱硝装置61、二级脱硝装置62、三级脱硝装置63。
如图1所示，本实施例中，第二烟道12内的省煤器包括：由上至下依次设置的高温省煤器71、中温省煤器、低温省煤器。此时，低温省煤器的出水口通过第一管路依次与中温省煤器、高温省煤器、汽包8的进水口连接。
其中，第二烟道12内的中温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级中温省煤器72、二级中温省煤器73；第二烟道12内的低温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级低温省煤器74、二级低温省煤器75。
如图1所示，本实施例中，在焚烧炉腔段110的下端侧壁上设置有与焚烧炉腔连通的预热通道16，预热通道16与空气预热器9连接。
新型CO焚烧锅炉的烟气流程为：催化裂化的再生烟气经进口烟道14进入焚烧炉腔段110中燃烧，燃烧后的高温烟气向上依次流经前置水保护段31、后置水保护段32、高温过热器41、低温过热器42、高温蒸发器51后转弯进入转角烟道13，然后再转弯进入第二烟道12中，向下依次流经低温蒸发器52、一级脱硝装置61、二级脱硝装置62、三级脱硝装置63、高温省煤器71、一级中温省煤器72、二级中温省煤器73、一级低温省煤器74、二级低温省煤器75后从出口烟道15排出。
新型CO焚烧锅炉的的汽水流程为：锅炉给水至二级低温省煤器75、然后依次经一级低温省煤器74、二级中温省煤器73、一级中温省煤器72、高温省煤器71，期间二级低温省煤器75、一级低温省煤器74、二级中温省煤器73、一级中温省煤器72、高温省煤器71管内的水与管外烟气换热、不断吸收高温烟气中的热量，从高温省煤器71的出水口输出的热水一部分供给至外部装置使用，另一部分供给至汽包8。进入汽包8的热水通过下降管路分别进入前置水保护段31、后置水保护段32、高温蒸发器51、低温蒸发器52中，期间前置水保护段31、后置水保护段32、高温蒸发器51、低温蒸发器52管内的热水与管外烟气换热、不断吸收高温烟气中的热量、形成汽水混合物，汽水混合物经汽包8中的汽水分离器装置将饱和蒸汽分离，分离出来的饱和蒸汽依次经过低温过热器42、高温过热器41过热，期间低温过热器42、高温过热器41管内的饱和蒸汽与管外烟气换热、不断吸收高温烟气中的热量，产生过热蒸汽。从高温过热器41输出的过热蒸汽可输出供其他装置使用。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点为：①将焚烧炉腔段110、水保护段、过热器和高温蒸发器51模块化集成于第一烟道内，将低温蒸发器52、脱硝装置、省煤器模块化集成于第二烟道内，使CO焚烧锅炉整体结构更加紧凑，相比传统的CO焚烧锅炉、锅炉整体高度大大降低了，锅炉的钢耗量少，节约制造成本；②第一烟道11的烟道内腔保温结构为由耐火材料构成的保温层，转角烟道13和第二烟道12的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板101、内护板103、和填充于钢板101和内护板103之间的硅酸铝纤维毡102构成的轻型保温层，这样设计既可以满足使用需求，又能减轻烟道的整体重量、以及降低锅炉的制造成本；③大量的烟气直接通过进口烟道14进入焚烧炉腔段110内容易导致焚烧炉腔段110内的燃烧器熄火，而布风装置2的设置，能保证从进口烟道14进入的烟气能均匀地进入焚烧炉腔段110，有利于提高燃烧的稳定性，进而提高CO处理效果；④烟气导向装置的设置起到引导烟气的作用，避免烟气转弯时烟气集中，有利于脱硝催化剂的均匀分布，提高脱硝催化剂的脱硝率；⑤空气预热器设置的作用，提高助燃空气温度，可以减少瓦斯的消耗量。

Claims (10)

1.新型CO焚烧锅炉，包括：烟道和设置于烟道外的汽包；其特征在于：所述的烟道的结构包括：竖直设置的第一烟道、竖直设置的第二烟道和转角烟道，转角烟道的两端均为弯头结构的转角段，第一烟道的顶部敞开口与转角烟道的一端转角段连通，第二烟道的顶部敞开口与转角烟道的另一端转角段连通；第一烟道的下端部与进口烟道连通，第二烟道的下端部与出口烟道连通；进口烟道上方的第一烟道下段为焚烧炉腔段，在焚烧炉腔段上方的第一烟道内由下至上依次设置有水保护段、过热器、高温蒸发器；在出口烟道上方的第二烟道内由上至下依次设置有低温蒸发器、脱硝装置、省煤器；
省煤器的出水口通过第一管路与汽包的进水口连接，汽包的出水口通过下降管路分别与水保护段的进水口、高温蒸发器的进水口、低温蒸发器的进水口连接，水保护段的汽水混合出口、高温蒸发器的汽水混合出口、低温蒸发器的汽水混合出口均通过第二管路与汽包的汽水混合进口连接，汽包上的蒸汽出口通过第三管路与过热器的进水口连接。
2.根据权利要求1所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：在进口烟道上方的第一烟道内设置有布风装置，布风装置位于焚烧炉腔段的底部。
3.根据权利要求1所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：转角烟道和第二烟道的烟道内腔保温结构均由：内侧涂覆有防酸涂料的钢板、内护板、和填充于钢板和内护板之间的硅酸铝纤维毡构成。
4.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：在转角烟道的二个转角段处分别设置有一个烟气导向装置，所述的烟气导向装置由若干间隔并排分布的烟气导向板构成，各烟气导向板的弯曲方向与转角烟道上对应转角段的弯曲方向相同。
5.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：第一烟道内的过热器包括：由下至上依次设置的高温过热器、低温过热器；汽包上的蒸汽出口通过第三管路依次与低温过热器、高温过热器连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：第一烟道内的水保护段设置有二级，由下至上依次为：前置水保护段、后置水保护段；汽包的出水口通过下降管路分别与前置水保护段的进水口、后置水保护段的进水口、高温蒸发器的进水口、低温蒸发器的进水口连接，前置水保护段的汽水混合出口、后置水保护段的汽水混合出口、高温蒸发器的汽水混合出口、低温蒸发器的汽水混合出口均通过第二管路与汽包的汽水混合进口连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：第二烟道内的脱硝装置设置有三级，由上至下依次为：一级脱硝装置、二级脱硝装置、三级脱硝装置。
8.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：第二烟道内的省煤器包括：由上至下依次设置的高温省煤器、中温省煤器、低温省煤器；低温省煤器的出水口通过第一管路依次与中温省煤器、高温省煤器、汽包的进水口连接。
9.根据权利要求8所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：第二烟道内的中温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级中温省煤器、二级中温省煤器；第二烟道内的低温省煤器设置有二级，由上至下依次为：一级低温省煤器、二级低温省煤器。
10.根据权利要求1或2或3所述的新型CO焚烧锅炉，其特征在于：在焚烧炉腔段下端侧壁上设置有与焚烧炉腔连通的预热通道，预热通道与空气预热器连接。
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