CN113124410B - 一种低氮氧化物排放的燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其包括炉体以及与炉体相连的排烟管,所述炉体的侧壁上设有进料口,且所述炉体的侧壁设有进风管,所述炉体的外部设有内部中空的还原室,所述排烟管远离炉体的一端与还原室相连通,所述排烟管上设有单向阀,所述还原室的侧壁上连接有用于朝向还原室内充入氨气的进气管,且所述还原室远离排烟管的一侧连接有排气管。本发明具有减少脱氮过程中的水份留在炉体内导致脱氮效果变差、燃烧效率降低的可能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及低氮氧化物处理设备的技术领域,特别是涉及一种低氮氧化物排放的燃烧装置。
背景技术
目前,我国作为火力发电大国,每年耗煤约11亿吨,氮氧化物(以下简称NOx)的排放量近600万吨,单位煤耗比国外平均高65克,而各种工业锅炉年耗煤达4亿吨,NOx的排放量近200万吨,而氮氧化物会导致酸雨、光化学雾等污染,所以控制NOx的排放量已是我国治理环境污染的一项十分紧迫的任务。
现有的公告号为CN209415438U的中国专利公开了一种可降低氮氧化物排放的抛煤机改生物质锅炉,包括:包括炉体,还包括横梁式炉排;所述横梁式炉排为双炉排,且所述横梁式炉排正转;所述锅炉的进料口安装有料斗,所述料斗位于所述炉体前端,且位于所述横梁式炉排的上方;所述炉体上设置有加药管,所述加药管的第一端通向燃烧室,所述加药管的第二端连通有加药装置,用于添加氨溶液。
在燃烧的过程中,通过喷入氨溶液,与氮氧化物进行还原反应,从而降低NOx的排放量,但是依然存在进入炉内水份过高、脱氮效果较差、锅炉效率降低的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其具有减少在脱氮的过程中导致炉体内水份增多而影响脱氮效果的作用。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种低氮氧化物排放的燃烧装置,包括炉体以及与炉体相连的排烟管,所述炉体的侧壁上设有进料口,且所述炉体的侧壁设有进风管,所述炉体的外部设有内部中空的还原室,所述排烟管远离炉体的一端与还原室相连通,所述排烟管上设有单向阀,所述还原室的侧壁上连接有用于朝向还原室内充入氨气的进气管,且所述还原室远离排烟管的一侧连接有排气管。
通过上述技术方案,从炉体内燃烧产生的烟气通过排烟管排进还原室内,进气管朝向还原室内充入氨气,氨气与含有氮氧化物发生还原反应,生成氮气和水,再通过排气管排出,减少了氮氧化物排放到空气中造成环境污染的可能;同时,还原反应在炉体外进行,减少了反应生成的水存在于炉体内而导致脱氮效果变差、燃烧效率降低的可能。
本发明进一步设置为:所述排气管内设有过滤层,所述过滤层沿排气管的径向分布,且所述排气管的管壁上粘接有竹炭吸附层。
通过上述技术方案,过滤层和竹炭吸附层的设置,对经过还原反应的烟气起到了过滤和吸附的作用,减少了对空气的污染。
本发明进一步设置为:所述还原室的外侧设有壳体,所述壳体和还原室的外侧之间设有腔室,所述腔室内填充有冷却水,所述壳体外侧连接有与腔室相连通的进水管和出水管。
通过上述技术方案,高温烟气在还原室内进行还原反应时,腔室内的冷却水通过热传递原理对烟气进行降温,减少了高温烟气直接排放到空气中进而加重温室效应的可能。
本发明进一步设置为:所述进风管为软管,且所述进风管盘绕在壳体的外侧。
通过上述技术方案,进风管内的风在进入到炉体内之前,根据热传递原理,冷却水使得进风管内的风温度下降,风进入炉体内后与烟气充分混合,降低了炉体内的燃烧温度,使得炉体内温度控制在800~900℃,减少了燃烧过程中氮氧化物的产生量。
本发明进一步设置为:所述炉体和还原室之间设有用于对烟气进行二次燃烧的燃烧机构,所述燃烧机构包括连接管、与连接管相连的燃烧室、以及燃料管、安装在燃料管内的UV火焰探测器,位于燃料管上方的点火器,所述连接管和燃料管设置在燃烧室相背离的一侧,所述连接管与炉体连通,所述排气管远离还原室的一端与燃烧室相连通,所述单向阀为电磁阀,所述排烟管的外侧设有用于接收UV火焰探测器发送的信号的控制器以及报警器,所述控制器控制电磁阀的开关,所述燃烧室靠近燃气管的一侧连接有氧气管。
通过上述技术方案,炉体内产生的烟气通过连接管进入到燃烧室内之前,燃料管内通入燃料,打火器打火点燃燃料,夹杂有氮氧化物的烟气在进入到燃烧室内进行二次燃烧,使得燃烧更加充分,减少了因不完全燃烧而产生的氮氧化物量;在此过程中,当UV火焰探测器检测到燃烧室内的火熄灭时,UV火焰探测器发送信号给控制器和报警器,控制器控制电磁阀关闭,烟气停止进入燃烧室,操作者听到警报声后将整个装置停掉工作,保证了整个装置的安全性。
本发明进一步设置为:所述氧气管沿着燃料管的外周均匀的分布有多个。
通过上述技术方案,燃烧室内打火点燃时,氧气管内通入氧气进行助燃,多个氧气管的设置,有利于氧气均匀的朝向火焰吹过去进行助燃,提高了助燃的效果。
本发明进一步设置为:所述连接管远离炉体的一端伸入到燃烧室内且端部为封闭状,所述连接管位于炉体内的管壁上开设有若干通孔。
通过上述技术方案,烟气通过连接管进入到燃烧室内时,烟气通过连接管上的通孔释放到燃烧室内,这样设置,减少了烟气直接朝向火焰吹去而导致火焰熄灭的可能,使得火焰保持稳定燃烧。
本发明进一步设置为:所述连接管内沿轴向固设有多个挡片,所述挡片沿连接管的径向分布且与连接管的内侧壁之间预留有缺口,相邻两个所述挡片上的缺口错开设置。
通过上述技术方案,烟气在通过通孔释放到燃烧室内之前依次穿设过挡片上的缺口,挡片的设置,对烟气起到了阻挡作用,减慢了烟气的流速,进一步减少了烟气将火焰吹灭的可能
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1.对经过燃烧的烟气进行二次充分燃烧,减少了氮氧化物的产生量;
2.在夹杂有氮氧化物排放到空气中之前,朝向还原室内通入氨气与氮氧化物进行还原反应,达到脱氮的效果,减少了含有氮氧化物的烟气排放到空气中对空气造成污染的可能。
附图说明
图1是本实施例的整体结构示意图。
图2是图1中A部的放大图。
图3是本实施例中用于体现连接管内的挡片的结构示意图。
图4是本实施例本实施例中用于体现挡片和连接管之间的缺口的结构示意图。
图5是本实施例中用于体现伸入到燃烧室内的连接管的端部的异型管的结构示意图。
图6是本实施例中用于体现壳体与还原室之间的位置关系以及排气管的内部结构的示意图。
附图标记:1、炉体;11、进料口;12、进风管;2、燃烧机构;211、排烟管;2111、单向阀;22、连接管;221、电磁阀;222、控制器;223、报警器;224、异型管;2241、通孔;225、挡片;2251、缺口;23、燃烧室;24、燃料管;25、UV火焰探测器;26、点火器;27、氧气管;3、还原室;31、进气管;32、排气管;321、过滤层;322、竹炭吸附层;33、壳体;331、腔室;332、进水管;333、出水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例:参照图1,为本发明公开的一种低氮氧化物排放的燃烧装置,包括炉体1,炉体1的侧壁上设有进料口11,且炉体1的侧壁上连通有进风管12,进风管12为软管,炉体1的外部设有内部中空的还原室3,炉体1和还原室3之间设有用于对烟气进行二次燃烧的燃烧机构2。
参照图1和图2,燃烧机构2包括燃烧室23、以及燃料管24、安装在燃料管24内的UV火焰探测器25,位于燃料管24上方的点火器26,燃料管24、UV火焰探测器25、点火器26均从燃烧室23背离炉体1的一侧伸入到燃烧室23内,燃烧室23靠近燃气管的一侧连接有多个氧气管27,多个氧气管27沿着燃料管24的外周均匀分布,点火器26点燃燃料时,通过氧气管27朝向燃烧室23内充入氧气助燃。
参照图1和图2,连接管22上设有电磁阀221以及用于接收UV火焰探测器25发送的信号的控制器222以及报警器223,控制器222控制电磁阀221的开关。燃烧过程中,UV火焰探测器25实时对燃料的燃烧情况进行探测,当UV火焰探测器25探测到火焰熄灭时,UV火焰探测器25发送信号给控制器222和报警器223,控制器222控制电磁阀221关闭,报警器223发出警报声,操作者听到警报声后及时赶来将整个装置停止工作。
参照图1和图3,燃烧室23和炉体1之间通过连接管22连通,连接管22内沿径向设有挡片225,挡片225的外周焊接固定在连接管22的内壁上,挡片225与连接管22的内壁之间开设有缺口2251(图4),挡片225沿连接管22的轴向分布,且挡片225上的缺口2251错开设置。
参照图4,连接管22朝向燃烧室23的一端伸入到燃烧室23内,且连接管22的端部一体连接有异型管224,在本实施例中,异型管224呈圆台状,异型管224远离连接管22一端的端部为封闭状态,且异型管224的侧壁上沿轴向开设有若干通孔2241。烟气通过连接管22进入到燃烧室23内的过程中,依次经过多块挡板的阻拦,然后通过通孔2241沿着异型管224的轴面进入到燃烧室23内,减少了烟气直接通过异型管224的端部吹向火焰而将火焰熄灭的可能。
参照图1和图3,燃烧室23的侧壁上连接有排烟管211,排烟管211与燃烧室23相连通,排烟管211远离燃烧室23的一端与还原室3相连通,排烟管211上设有单向阀2111。还原室3的侧壁上连接有用于朝向还原室3内充入氨气的进气管31,且还原室3远离排烟管211的一侧连接有排气管32,排气管32与还原室3相连通。
参照图6,还原室3的外侧围设有壳体33,壳体33的内侧壁和还原室3之间通过支撑杆支撑隔开,腔室331内填充有冷却水,壳体33外侧连接有进水管332(图1)和出水管333(图1),进水管332和出水管333与还原室3和壳体33之间的腔室331相连通,进水管332远离壳体33的一端与自来水管相连。
参照图1,工作时,烟气通过排烟管211进入到还原室3内,此时通过进气管31进入到还原室3内的氨气与烟气中含有的氮氧化物发生还原反应,产生氮气和水,实现脱氮的效果,反应在还原室3内发生,减少了直接在炉体1内进行还原反应而使得炉体1内水份增多而导致炉体1内的脱氮效果变差的可能,同时,冷却水有利于对氮气和烟气进行降温。
参照图6,排气管32内设有过滤层321,过滤层321选用海绵制成,过滤层321沿排气管32的径向分布,且排气管32的管壁上粘接有一层竹炭吸附层322,烟气通过排气管32排出时,烟气中的粉尘杂质等经过过滤层321和竹炭吸附层322过滤和吸附,有利于减少烟气中的粉尘杂质等直接排放到空气中造成空气污染的可能。
参照图1,与炉体1相连通的进风管12盘绕在壳体33的外侧,进风管12内的风在进入到炉体1内之前,根据热传递原理,冷却水使得进风管12内的风温度降低,风进入炉体1内后与烟气充分混合,降低了炉体1内的燃烧温度,使得炉体1内温度控制在800~900℃,减少了燃烧过程中氮氧化物的产生量,有利于达到低氮氧化物排放的效果。
本实施例的实施原理为:工作时,生物质燃料通过进料口11进入到炉体1内进行燃烧,产生的烟气通过连接管22进入燃烧室23内进行二次燃烧,接着烟气再通过排烟管211进入到还原室3内,此时烟气中的氮氧化物与充入的氨气进行还原反应,烟气实现脱氮后再通过排气管32排放到空气中,达到了氮氧化物排放的效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其特征在于:包括炉体(1)以及与炉体(1)相连的排烟管(211),所述炉体(1)的侧壁上设有进料口(11),且所述炉体(1)的侧壁设有进风管(12),所述炉体(1)的外部设有内部中空的还原室(3),所述排烟管(211)远离炉体(1)的一端与还原室(3)相连通,所述排烟管(211)上设有单向阀(2111),所述还原室(3)的侧壁上连接有用于朝向还原室(3)内充入氨气的进气管(31),且所述还原室(3)远离排烟管(211)的一侧连接有排气管(32);
所述炉体(1)和还原室(3)之间设有用于对烟气进行二次燃烧的燃烧机构(2),所述燃烧机构(2)包括连接管(22)、与连接管(22)相连的燃烧室(23)、以及燃料管(24)、安装在燃料管(24)内的UV火焰探测器(25),位于燃料管(24)上方的点火器(26),所述连接管(22)和燃料管(24)设置在燃烧室(23)相背离的一侧,所述连接管(22)与炉体(1)连通,所述排气管(32)远离还原室(3)的一端与燃烧室(23)相连通,所述连接管(22)上设有电磁阀(221)以及用于接收UV火焰探测器(25)发送的信号的控制器(222)以及报警器(223),所述控制器(222)控制电磁阀(221)的开关,所述燃烧室(23)靠近燃气管的一侧连接有氧气管(27);
所述氧气管(27)沿着燃料管(24)的外周均匀的分布有多个;
所述连接管(22)远离炉体(1)的一端伸入到燃烧室(23)内且端部为封闭状,所述连接管(22)位于炉体(1)内的管壁上开设有若干通孔(2241);
所述连接管(22)内沿轴向固设有多个挡片(225),所述挡片(225)沿连接管(22)的径向分布且与连接管(22)的内侧壁之间预留有缺口(2251),相邻两个所述挡片(225)上的缺口(2251)错开设置。
2.根据权利要求1所述的一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其特征在于:所述排气管(32)内设有过滤层(321),所述过滤层(321)沿排气管(32)的径向分布,且所述排气管(32)的管壁上粘接有竹炭吸附层(322)。
3.根据权利要求1或2所述的一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其特征在于:所述还原室(3)的外侧设有壳体(33),所述壳体(33)和还原室(3)的外侧之间设有腔室(331),所述腔室(331)内填充有冷却水,所述壳体(33)外侧连接有与腔室(331)相连通的进水管(332)和出水管(333)。
4.根据权利要求3所述的一种低氮氧化物排放的燃烧装置,其特征在于:所述进风管(12)为软管,且所述进风管(12)盘绕在壳体(33)的外侧。
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