CN1425874A - 工业锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统 - Google Patents
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Abstract
工业锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统是一种涉及环境工程和热能工程领域的发明。它由三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)、除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成，其中：三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)组成烟气脱硫、低氮分系统；除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成除尘、提高热效率分系统。本发明在投入较高成本的脱硫、低氮后，通过提高锅炉热效率降低锅炉运行综合成本，使投入的环保治理费用变成可预期的回收并产生效益。
Description
所属技术领域
本发明涉及环境工程和热能工程领域，是一种锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统。
背景技术
目前，锅炉烟气脱硫分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三大类，三大类中无论何种方法均因投资成本高(500-1300元/千瓦)、运行费用贵(1000-2800元/吨SO2)，故仅应用于电站锅炉的示范工程上，难以在工业锅炉上推广普及；在脱硫之同时，削减氮氧化物(NOX)排放技术则未应用；在脱硫、低氮之同时，提高锅炉热效率、降低锅炉综合运行成本则更是未考虑。
发明内容
本发明将脱硫、低氮及提高热效率技术综合应用于同一锅炉上，其目的是以技术、经济合理方法解决污染物二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)的达标排放。
本发明的技术方案主要有含催化剂的碳酸钙(CaCO3)储备装置、引射装置、二次风、三次风、低氮氧装置、除尘省煤器、除尘器及电控部分构成。
其工作原理如下：定尺寸粒度的碳酸钙(CaCO3)通过储备装置、引射装置、二次风、三次风、低氮氧装置送入锅炉炉膛内，碳酸钙(CaCO3)高温锻烧分解成表面多孔的氧化钙(CaO)，表面多孔的氧化钙(CaO)在催化剂的作用下和燃料燃烧产生的二氧化硫(SO2)反应生成硫酸钙(CaSO4)，硫酸钙(CaSO4)随烟气粉尘一起被尾部除尘省煤器、除尘器分离下来；众所周知，氮氧化物(NOX)主要来源于多空气和高温，采用二次风、三次风、低氮氧装置将极大地降低炉膛出口过量空气系数与炉膛中心火焰温度，亦即大幅削减氮氧化物(NOX)排量；碳酸钙(CaCO3)分解成氧化钙(CaO)的吸热反应将降低炉膛中心火焰温度，但由于采用二次风、三次风组成的燃烧空气动力场(旋涡)促成了燃烧效率的提高，这样一来炉膛出口温度基本不变，亦即锅炉参数--蒸汽温度不变；与此同时，加上尾部除尘省煤器，锅炉热效率必将得以提高。
尾部除尘省煤器布置在原二级除尘器的第一级位置(如：文丘利)，故本工艺占地面积较少，基本无场地限制。
本发明的有益效果是，在投入较高成本的脱硫、低氮后，通过提高锅炉热效率大幅度降低锅炉运行综合成本，使投入的环保治理费用变成可预期的回收并产生效益。
附图说明
下面结合附图实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的系统原理图。
图2是本发明的烟气脱硫、低氮分系统原理图。
图3是本发明的除尘、提高热效率分系统原理图。
图中1.三次风机，2.大料仓，3.计量装置，4.小料仓，5.引射装置，6.低氮氧装置，7.锅炉，8.折烟角，9.除尘省煤器，10.水泵，11.除尘器，12.引风机，13.烟囱，14.灰斗，15.鼓风机，16.空气预热器，17.燃烧器，18.制粉系统，19.二次风，20.三次风。
具体实施方式
本系统由三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)、除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成，其中：三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)组成含催化剂的碳酸钙(CaCO3)储备装置；三次风机(1)、碳酸钙(CaCO3)储备装置、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)组成烟气脱硫、低氮分系统；除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成除尘、提高热效率分系统。
使用时，大料仓(2)内的定尺寸粒度的碳酸钙(CaCO3)通过三次风机(1)、计量装置(3)输送到小料仓(4)备用。
二次风(19)通过引射装置(5)和小料仓(4)内碳酸钙(CaCO3)混合进入到低氮氧装置(6)，随之在三次风(20)作用下喷入锅炉(7)炉膛宽度的三分之二和折烟角(8)下部，碳酸钙(CaCO3)高温锻烧分解成表面多孔的氧化钙(CaO)，表面多孔的氧化钙(CaO)在催化剂的作用下和通过鼓风机(15)、空气预热器(16)、制粉系统(18)、燃烧器(17)喷入锅炉(7)炉膛的燃料(简称一次风)燃烧产生的二氧化硫(SO2)反应生成硫酸钙(CaSO4)，硫酸钙(CaSO4)随烟气粉尘一起被尾部除尘省煤器(9)、除尘器(11)分离进入灰斗(14)；与此同时，给水经过水泵(10)、通过除尘省煤器(9)换热后进入锅炉给水系统。
二次风(19)、三次风(20)、低氮氧装置(6)将极大地降低炉膛出口过量空气系数和炉膛中心火焰温度，亦即大幅削减氮氧化物(NOX)排量；碳酸钙(CaCO3)分解成氧化钙(CaO)的吸热反应将降低炉膛中心火焰温度，但由于采用二次风(19)、三次风(20)组成的燃烧空气动力场(旋涡)促成了燃烧效率的提高，这样一来炉膛出口温度基本不变，亦即锅炉参数--蒸汽温度不变。
通过除尘器(11)的烟气，依次经过引风机(12)、烟囱(13)，最后排向大气。
采用本发明，工业锅炉燃烧含硫量为SY＝1％的一吨煤(发热量为Qy dw＝4000大卡/公斤)将产生近160公斤/时的SO2排放、若按脱硫率55％、提高锅炉热效率η＝3％、节省燃料近330公斤/时、燃料按250元/吨、每年运行7000小时、排污费按北京市现行标准1.1元/公斤SO2计算，则其各项技术、经济指标如下：
锅炉烟尘排放浓度：≤200毫克/标米3
SO2排放浓度： ≤900毫克/标米3(SY≤1％)
NOX排放浓度： 削减30％
烟气林格曼黑度： ≤1级
运行成本： ≤1000元/吨SO2
单位投资： ≤100元/千瓦(按折算发电则≤460元/千瓦)，且占地
面积很少。
脱硫率： ηs≥55％(钙硫比1.5-2.0)
提高锅炉热效率： η≥3％
投资回收期： 7.2年
Claims (3)
1.工业锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统由三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)、除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成，其中：三次风机(1)、大料仓(2)、计量装置(3)、小料仓(4)组成含催化剂的碳酸钙(CaCO3)储备装置；三次风机(1)、碳酸钙(CaCO3)储备装置、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)组成烟气脱硫、低氮分系统；除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成除尘、提高热效率分系统。其特征是三次风机(1)、碳酸钙(CaCO3)储备装置、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)组成烟气脱硫、低氮分系统和除尘省煤器(9)、水泵(10)、除尘器(11)、灰斗(14)组成除尘、提高热效率分系统的组合。
2.根据权利要求1所述的工业锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统，其特征是：三次风机(1)、碳酸钙(CaCO3)储备装置、引射装置(5)、低氮氧装置(6)、二次风(19)、三次风(20)组成烟气脱硫、低氮分系统。
3.根据权利要求1所述的工业锅炉烟气脱硫、低氮及提高热效率系统，其特征是：具有除尘和省煤功能的除尘省煤器(9)。
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