CN201754031U - 带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉 - Google Patents

带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉 Download PDF

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吴晓光
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Abstract

本实用新型提供一种带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,所述带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉包括:余热锅炉烟道,所述余热锅炉烟道的一端设置有烟气进口,另一端设置有烟气出口;所述余热锅炉烟道上还设置有取烟口和回烟口,所述取烟口设置于所述烟气进口和所述回烟口之间,所述取烟口与所述烟气进口之间设置有受热面,所述取烟口和回烟口之间设置有挡板,所述回烟口与所述烟气出口之间设置有受热面;所述挡板开启时,所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道导通,所述挡板闭合时,所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道断开。使用本实用新型,在满足烟气脱硝工艺要求的同时,充分利用了烟气余热。

Description

带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉
技术领域
[0001] 本实用新型涉及热能动力技术领域,尤其涉及一种带脱硝接口的玻璃窑余热锅 炉。
背景技术
[0002] 玻璃熔窑是一种高资源消耗、高污染物排放和高能耗的工业窑炉,针对玻璃窑产 生的烟气,之前大多配套建设了余热回收装置和脱硫装置对烟气进行余热回收和脱硫处 理,而没有进行脱硝和除尘处理。随着环保标准要求和节能减排指标的不断提高,对玻璃窑 的烟气同时进行除尘、脱硫、脱硝和余热回收等综合治理将势在必行,这也将成为玻璃行业 准入的条件之一。欲对玻璃窑的烟气进行综合治理(即除尘、脱硫、脱硝和余热回收等),那 么在保证除尘、脱硫、脱硝效率的前提下,如何实现最大化的余热利用率将是面临的难题。
[0003] 现有技术中,针对玻璃窑的烟气处理,通常是先除尘脱硝,然后再进行余热回收和 脱硫。
[0004] 目前普遍采用SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原法)脱硝 工艺对烟气进行脱硝处理,SCR脱硝工艺的基本技术原理为:利用浓度很高的液氨(液氨的 有效成分为NH3(氨气))与烟气中的NOx(氮氧化合物)在催化剂的作用下反应生成N2(氮 气)和H20(水),从而达到除去烟气中NOx的目的,其反应生成物则随烟气排入大气。
[0005] SCR脱硝工艺的基本反应方程式如下:
[0006] 4N0 ( 一氧化氮)+4NH3+02 (氧气)—4N2+6H20
[0007] NCHNO2 ( 二氧化氮)+2NH3 — 4N2+6H2 (氢气)
[0008] 副反应有:SO2 ( 二氧化硫)+O2 — SO3 (三氧化硫)
[0009] SCR脱硝工艺的最佳反应温度在350°C左右,在反应温度较高时,催化剂会产生烧 结和/或结晶现象;在反应温度较低时,催化剂的活性会因为硫酸铵在催化剂表面凝结堵 塞催化剂的微孔而降低。
[0010] 由于玻璃窑的烟气排放温度通常在480〜530°C,而SCR脱硝工艺的最佳反应温度 在350°C左右,因此在进行除尘脱硝前,需要对烟气进行降温。单独对烟气降温而不实现热 量回收,将造成能源的浪费。
实用新型内容
[0011] 有鉴于此,本实用新型提供一种带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,在满足烟气脱硝 工艺要求的同时,充分利用了烟气余热。
[0012] 为解决上述问题,本实用新型提供一种带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,包括:
[0013] 余热锅炉烟道,所述余热锅炉烟道的一端设置有烟气进口,另一端设置有烟气出 Π ;
[0014] 所述余热锅炉烟道上还设置有取烟口和回烟口,所述取烟口设置于所述烟气进口 和所述回烟口之间,所述取烟口与所述烟气进口之间设置有第一受热面,所述取烟口和回烟口之间设置有挡板,所述回烟口与所述烟气出口之间设置有第二受热面;
[0015] 所述挡板能够切断所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道。
[0016] 优选的,所述挡板为活动挡板,所述挡板闭合时,能够切断所述取烟口和所述回烟 口之间的余热锅炉烟道,所述挡板开启时,所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道 导通。
[0017] 优选的,所述余热锅炉烟道由平行设置的第一通道、第二通道和连接所述第一通 道和所述第二通道顶部的连接通道组成,所述烟气进口设置于所述第一通道的底部,所述 烟气出口设置于所述第二通道的底部。
[0018] 优选的,所述取烟口和所述回烟口均设置于所述第一通道上,所述取烟口设置于 所述烟气进口的上部,所述回烟口设置于所述取烟口的上部。
[0019] 优选的,所述取烟口和所述回烟口设置于所述第一通道的中部。
[0020] 优选的,所述取烟口和所述回烟口与一脱硝系统连接。
[0021] 优选的,所述取烟口和所述回烟口上均设置有一闸板,所述取烟口和所述回烟口 上的闸板均开启时,所述取烟口和所述回烟口与所述脱硝系统之间的烟道导通,所述取烟 口和所述回烟口上的闸板均关闭时,所述取烟口和所述回烟口与所述脱硝系统之间的烟道 断开。
[0022] 本实用新型具有以下有益效果:
[0023] 即能够满足脱硝系统的脱硝工艺要求的入口烟气温度,又能够充分回收利用烟气 余热的高温段。
附图说明
[0024] 图1为本实用新型的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉的一结构示意图;
[0025] 图2为本实用新型的挡板的一结构示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
[0027] 如图1所示为本实用新型的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉的一结构示意图,所述 带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉包括:
[0028] 余热锅炉烟道101,所述余热锅炉烟道101的一端设置有烟气进口 102,另一端设 置有烟气出口 103 ;所述烟气进口 102与一玻璃窑连接;
[0029] 所述余热锅炉烟道101上还设置有取烟口 104和回烟口 105,所述取烟口 104设置 于所述烟气进口 102和所述回烟口 105之间,所述取烟口 104与所述烟气进口 102之间设 置有第一受热面106,所述第一受热面106为高温段受热面,所述取烟口 104和回烟口 105 之间设置有挡板107,所述回烟口 105与所述烟气出口 103之间设置有第二受热面108,所 述第二受热面108为中低温段受热面。上述取烟口 104和回烟口 105可以与一脱硝系统连 接,所述取烟口 104和回烟口 105即是所述脱硝系统与所述玻璃窑余热锅炉的接口,所述脱 硝系统可以包括一除尘装置和一脱硝装置,或者仅包括一脱硝装置。
[0030] 所述挡板107能够切断所述取烟口 104和所述回烟口 105之间的余热锅炉烟道 101。
4[0031] 在需要对烟气进行脱硝处理时,所述挡板107需要切断所述取烟口 104和所述回 烟口 105之间的余热锅炉烟道101,使得经所述烟气进口 102进入所述余热锅炉烟道101的 烟气,能够经所述取烟口 104进入所述脱硝系统。
[0032] 另外,在仅需要对烟气进行余热回收,而不需要进行脱硝处理时,经所述烟气进口 102进入所述余热锅炉烟道101的烟气,不需要进入所述脱硝系统,而是直接在所述余热锅 炉烟道101中进行余热回收后排出,此时,所述取烟口 104和所述回烟口 105之间的余热锅 炉烟道101需要处于导通状态。
[0033] 基于上述描述,优选的,所述挡板107可以为一活动挡板,所述挡板107开启时,所 述取烟口 104和所述回烟口 105之间的余热锅炉烟道101导通,所述挡板107闭合时,能够 切断所述取烟口 104和所述回烟口 105之间的余热锅炉烟道101。
[0034] 如图2所示为本实用新型实施例的挡板的一结构示意图,所述挡板107的中部连 接一转轴,所述挡板107能够绕转轴旋转,所述挡板107旋转到A位置时所述取烟口 104和 所述回烟口 105之间的余热锅炉烟道101处于切断状态,所述挡板107旋转到B位置时所 述取烟口 104和所述回烟口 105之间的余热锅炉烟道101处于导通状态。当然,所述挡板 107也可以是其他结构。
[0035] 所述余热锅炉烟道101可以为多种形式的结构,图1中的余热锅炉烟道101的结 构仅是其中一种实施方式,如图1所示,所述余热锅炉烟道101为一倒U型结构,由平行设 置的第一通道1011、第二通道1012和连接所述第一通道1011和所述第二通道1012顶部 的连接通道1013组成,所述烟气进口 102设置于所述第一通道1011的底部,所述烟气出口 103设置于所述第二通道1012的底部。
[0036] 图1中,所述取烟口 104和所述回烟口 105均设置于所述第一通道1011上,所述 取烟口 104设置于所述烟气进口 102的上部,所述回烟口 105设置于所述取烟口 104的上 部。当然,所述取烟口 104和所述回烟口 105也可以设置于所述第二通道1012上。
[0037] 从图1中可以看出,所述取烟口 104和所述回烟口 105是设置于所述第一通道 1011的中部。所述取烟口 104和所述回烟口 105的位置的设置取决于所述脱硝系统进行烟 气脱硝时所需的温度。例如,在进行烟气脱硝时所需的温度较低时,可以适当提高所述取烟 口 104的高度,使得所述烟气进口 102与所述取烟口 104之间的第一受热面106的受热面 积增大,以回收较多的热量,使得进入所述取烟口 104的烟气的温度降低。或者,在进行烟 气脱硝时所需的温度较高时,可以适当降低所述取烟口 104的高度,使得所述烟气进口 102 与所述取烟口 104之间的第一受热面106的受热面积减小,以回收较少的热量,使得进入所 述取烟口 104的烟气的温度提高。
[0038] 在需要对烟气进行脱硝处理时,所述取烟口 104和所述回烟口 105与所述脱硝系 统之间的烟道需要导通,在仅需要对烟气进行余热回收处理,而不需要对烟气进行脱硝处 理时,所述取烟口 104和所述回烟口 105与所述脱硝系统之间的烟道需要断开。为了实现 该目的,如图1所示,可以在所述取烟口 104和所述回烟口 105上均设置一闸板109,所述取 烟口 104和所述回烟口 105上的闸板均开启时,所述取烟口 104和所述回烟口 105与所述 脱硝系统之间的烟道导通,所述取烟口 104和所述回烟口 105上的闸板109均关闭时,所述 取烟口 104和所述回烟口 105与所述脱硝系统之间的烟道断开。
[0039] 下面对本实用新型的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉对烟气的处理过程进行详细说明。
[0040] 在需要对玻璃窑排放出的烟气进行余热回收和脱硝处理时,可以将所述挡板107 关闭,将所述取烟口 104和所述回烟口 105上的闸板109开启,此时,参考图1,烟气的处理 过程如下所示:
[0041] (1)玻璃窑排放出的烟气经所述烟气进口 102进入所述余热锅炉烟道101中;通 常情况下,玻璃窑的烟气排放温度在480至530°C ;
[0042] (2)进入所述余热锅炉烟道101的烟气,与位于所述烟气进口 102和所述取烟口 104之间的第一受热面106管道中的水或蒸汽进行换热,即对烟气的高温段进行余热回收;
[0043] (3)由于所述挡板107关闭,所述取烟口 104与所述回烟口 105之间的余热锅炉 烟道101不导通,因此,经所述第一受热面106余热回收后的烟气,则经所述取烟口 104进 入脱硝系统;目前,通常采用SCR脱硝工艺对烟气进行脱硝处理,SCR脱硝工艺的最佳反应 温度在350°C左右,因此,进行余热回收后的烟气的温度通常控制在350°C左右。另外,烟气 中通常还携带有粉尘,为了防止烟气中粉尘堵塞脱硝装置(如脱硝剂的喷嘴),在对烟气进 行脱硝处理前,还要求对烟气进行除尘处理。玻璃窑的烟气粉尘具有粘附性,因此,本实用 新型实施例中可以采用电收尘的方式进行除尘,例如采用最高耐烟温400°C的静电除尘器。 因此,需要将锅炉的排烟温度控制在400°C以下。
[0044] (4)脱硝系统对烟气进行脱硝处理,并将脱硝处理后的烟气经所述回烟口 105返 回至所述余热锅炉烟道101 ;
[0045] (5)脱硝处理后的烟气与位于所述取烟口 104和所述烟气出口 103之间的第二受 热面108管道中的水或蒸汽进行换热,即对烟气的中低温段进行余热回收,并经所述烟气 出口 103将余热回收后的烟气排出所述余热锅炉烟道101。
[0046] 图1中的箭头指烟气的流向。
[0047] 以日熔化玻璃液600t/d(吨/天)的玻璃窑为例,假设玻璃窑排放出的烟气的温 度为500°C,烟气量为120000Nm3/h (标准立方米/小时),如采用先除尘脱硝,再余热回收, 最后脱硫的方式,则需要在烟气进入除尘装置之前将烟气温度从500°C降到400°C以下(除 尘过程通常需要在400°C以下进行),这样则会损失20%至25%以上的热能。而使用本实 用新型的余热回收系统,由于在除尘脱硝前已经对烟气余热的高温段进行了回收,因此避 免了烟气热量的损失。
[0048] 通过上述实施例提供的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,既能满足脱硝系统的脱硝 工艺要求的入口烟气温度,又能充分回收利用烟气余热的高温段。
[0049] 上述实施例中,在仅需要对玻璃窑排放出的烟气进行余热回收,而不需要进行脱 硝处理时,可以将所述挡板107开启,将所述取烟口 104和所述回烟口 105上的闸板109关 闭,此时,玻璃窑排放出的烟气经所述烟气进口 102进入所述余热锅炉烟道101中,与所述 烟气进口 102与所述烟气出口 103之间的第一受热面106和第二受热面108管道中的水或 蒸汽进行换热后,经所述烟气出口 103将余热回收后的烟气排出。
[0050] 本实用新型中的上述装置之间均通过烟道连接。
[0051] 本实用新型的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉可以为热水锅炉、饱和蒸汽锅炉或过 热蒸汽锅炉,其中,过热蒸汽锅炉可以用于余热发电。
[0052] 上述带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉具有以下优点:[0053] 1.在进行脱硝前,对烟气的高温段进行余热回收,从而降低了烟气的温度,能够满 足脱硝工艺的需求。
[0054] 2.在进行脱硝前,对烟气进行除尘,能够防止烟气中粉尘堵塞脱硝装置。
[0055] 3.在进行脱硝后,对烟气的中低温段进行余热回收,从而能够对烟气的高温段和 中低温段分别进行余热回收,实现烟气余热的高质高用,梯级利用,提高了烟气余热的利用率。
[0056] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

  1. 一种带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,包括:余热锅炉烟道,所述余热锅炉烟道的一端设置有烟气进口,另一端设置有烟气出口;所述余热锅炉烟道上还设置有取烟口和回烟口,所述取烟口设置于所述烟气进口和所述回烟口之间,所述取烟口与所述烟气进口之间设置有第一受热面,所述取烟口和回烟口之间设置有挡板,所述回烟口与所述烟气出口之间设置有第二受热面;所述挡板能够切断所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道。
  2. 2.如权利要求1所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述挡板为活动 挡板,所述挡板闭合时,能够切断所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道,所述挡板 开启时,所述取烟口和所述回烟口之间的余热锅炉烟道导通。
  3. 3.如权利要求1所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述余热锅炉烟 道由平行设置的第一通道、第二通道和连接所述第一通道和所述第二通道顶部的连接通道 组成,所述烟气进口设置于所述第一通道的底部,所述烟气出口设置于所述第二通道的底 部。
  4. 4.如权利要求3所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述取烟口和所 述回烟口均设置于所述第一通道上,所述取烟口设置于所述烟气进口的上部,所述回烟口 设置于所述取烟口的上部。
  5. 5.如权利要求4所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述取烟口和所 述回烟口设置于所述第一通道的中部。
  6. 6.如权利要求1所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述取烟口和所 述回烟口与一脱硝系统连接。
  7. 7.如权利要求6所述的带脱硝接口的玻璃窑余热锅炉,其特征在于,所述取烟口和所 述回烟口上均设置有一闸板,所述取烟口和所述回烟口上的闸板均开启时,所述取烟口和 所述回烟口与所述脱硝系统之间的烟道导通,所述取烟口和所述回烟口上的闸板均关闭 时,所述取烟口和所述回烟口与所述脱硝系统之间的烟道断开。
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