CN204574091U

CN204574091U - 一种锅炉节能减排系统

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Publication number: CN204574091U
Application number: CN201520222028.XU
Authority: CN
Inventors: 周山清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2025-04-13

Abstract

本实用新型公开一种锅炉节能减排系统，该系统包括：绝热低温储罐，用于存储液氧；汽化器，其汽化支路连通所述绝热低温储罐和锅炉的燃烧送风风道；流量控制阀，设于汽化器的出口管路，用于控制由所述绝热低温储氧罐的出口流出的气化氧气流量；和臭氧发生器，用于生产臭氧，优先考虑用氧气做气源，所述臭氧发生器的本体设置有出口，所述出口通过管路连通位于引风机和烟囱之间的所述排烟管道。应用本方案，不仅能够有效吸收未进入大气污染扩散之前的有毒气体及颗粒物，而且在进风管位置增设有富氧燃烧技术手段，利用液氧气化方式提供富氧燃烧所需氧气，可大大降低富氧燃烧成本实现污染上游路径的处理，达到节能减排的环保需求。

Description

一种锅炉节能减排系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种锅炉节能减排系统。

背景技术

锅炉燃烧排放至大气的污染物，是形成雾霾天气的主要原因之一。现有技术中，针对锅炉燃烧排放的颗粒污染物、硫氧化物和氮氧化物，已有许多治理措施。如针对颗粒污染物，所采取的治理措施包括机械除尘、湿式除尘、袋式除尘和静电除尘等；针对气态污染物的净化措施，主要有基于吸收法的填料塔、板式塔、文丘里吸收器，有选择活性炭、硅胶、分子筛等多孔性物质作吸附剂的吸附法，也有利用铂或钯等贵重金属进行的催化还原法等。

显然，上述措施的共同点是将关注点放在锅炉燃烧到引风机之前的过程，而对于进入烟囱的烟气及其他污染物，不再采取处理措施；当这些烟气及其他污染物被排放至空气中后，进入大气污染扩散将导致治理难度加大，无形当中增加了治理成本。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对锅炉燃烧排放提供一种节能减排技术，以有效克服现有技术存在的上述缺陷。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于提供一种锅炉节能减排系统，综合考虑燃烧和燃烧后废气处理两方面，以达到节能减排的目的。

本实用新型提供的锅炉节能减排系统，。

与现有技术相比，本实用新型一种锅炉节能减排系统，包括：

绝热低温储罐，用于存储液氧；

汽化器，其汽化支路连通所述绝热低温储罐和锅炉的燃烧送风风道；

流量控制阀，设于所述汽化器的出口管路，用于控制由所述绝热低温储氧罐的出口流出的气化氧气流量；和

臭氧发生器，用于生产臭氧，所述臭氧发生器的本体设置有出口，所述出口通过管路连通位于引风机和烟囱之间的所述排烟管道。

优选地，还包括：

所述流量控制阀为第一电控阀；

氧气浓度传感器，设置在所述风道中；和

控制器，根据所述氧气浓度传感器采取的氧气浓度信号，输出开度调节信号至所述第一电控阀的控制端口。

优选地，还包括反应器，其内腔用于容置与CO反应的颗粒物质；所述反应器的本体具有进气口和出气口，所述反应器设于所述引风机和所述烟囱之间的排烟管道，所述锅炉的烟气从所述进气口进入经所述反应器的内腔，由所述出气口流向所述烟囱；

所述臭氧发生器的出口连通所述反应器的出气口位置的排气管道。

优选地，所述与CO反应的物质具体为I₂O₅、Fe₂O₃、CuO、霍加拉特剂其中一者或几者的混合物。

优选地，调压阀，所述调压阀设于所述汽化器的出口与所述流量控制阀的连通管路。

优选地，还包括：

容器，所述容器具有吸收剂液腔和排气腔；所述容器的本体开设有连通所述吸收剂液腔的进口，以及连通所述排气腔的出口；

所述容器设置于所述反应器的下游排烟管路，所述反应器的出气口连通所述进口，以便所述反应器的气体流入所述吸收剂液腔；所述吸收剂液腔用于容置吸收废气中颗粒物和/或所述反应器散发出物质的吸收剂；

所述臭氧发生器的出口通过管路连接于所述容器和所述反应器之间的连通管路；或，

所述臭氧发生器通过单独管路直接连通所述吸收剂液腔，以便所述臭氧发生器中的臭氧进入所述吸液剂液腔。

优选地，所述吸收剂具体为尿素、NaOH、Na₂CO₃、NH₃、Na₂SO₃、Ca(OH)₂其中一者或几者。

优选地，还包括设置于所述吸收剂液腔内的曝气头，所述曝气头的进口连通所述容器的本体上开设的进口。

优选地，所述控制器为锅炉电控系统ECU。

本发明在进风管位置增设有富氧燃烧技术手段，采用绝热低温储罐存储液氧，液氧经汽化器汽化形成气态氧气后，输送至锅炉的燃烧送风风道，以通过富氧燃烧提高锅炉燃烧效率，减少污染物排放。利用液氧气化方式提供富氧燃烧所需氧气，可大大降低富氧燃烧成本。并且，设置臭氧发生器，臭氧发生器中生产的臭氧通入排烟管道中，可以与烟气中的NO等进行氧化生成二氧化氮，然后再与氢氧化钠或尿素反应，可最大限度的降低排入外界空气中的污染成分。本实用新型综合考虑燃烧和燃烧后废气处理两方面，以达到节能减排的目的。

附图说明

图1为第一实施例所述锅炉节能减排系统的工作简图；

图2为第二实施例所述锅炉节能减排系统的工作简图。

图1-图2中：

臭氧发生器1、容器2、第二电控阀3、绝热低温储罐7、汽化器8、锅炉9、送风风道91、减压阀10、反应器11、第一电控阀12、氧气浓度传感器13、控制器14、液位传感器16、烟囱20。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种锅炉节能减排系统，综合考虑燃烧和燃烧后废气处理两方面，以达到节能减排的目的。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1，该图为第一实施例所述锅炉节能减排系统的工作简图。

本实用新型针对锅炉燃烧性能作以下优化，如图1所示，该锅炉节能减排系统增设有富氧燃烧手段。其中，设置存储液氧的绝热低温储罐7，以提供富氧燃烧所需要的氧气，该绝热低温储罐7可以安装在锅炉附近的安全位置。该绝热低温储罐7的出液口连接至汽化器8，汽化器8的汽化支路连通绝热低温储罐7和锅炉9的燃烧送风风道91，由此可与风机(图中未示出)吸入的空气混合，以供燃烧使用。

该汽化器8可以采用直接加热原理或者间接加热原理的汽化器形式，只要能够可靠实现液氧汽化均可。特别是，该汽化器8的热源支路可以引自锅炉排放口(图中未示出)，也就是说，将汽化器8的热源支路并联或串联于锅炉排放口至烟囱20的通路，从而有效利用排放热量，节省汽化成本。自汽化器8输出气态氧气的压力可能存在压力波动，为了确保锅炉燃烧的安全稳定性，可以在汽化器8与送风风道91之间的管路上设置减压阀10，以将氧气压力减至安全出口压力。并且，在汽化器的出口管路上设置流量控制阀，用于控制由所述绝热低温储氧罐的出口流出的气化氧气流量。

另外，除对锅炉上游燃烧段进行治理外，本文还进一步对锅炉燃烧后的烟气治理，请再次参考图1，本文还进一步设置臭氧发生器1，用于生产臭氧，优先选择液氧气化后的氧气做气源。臭氧发生器1的本体设置有出口，出口通过管路连通位于引风机和烟囱20之间的排烟管道。这样，臭氧发生器1中生产的臭氧通入排烟管道中，可以将烟气中的NO氧化成二氧化氮，然后再与氢氧化钠或尿素反应，可最大限度的降低排入外界空气中的污染成分。臭氧发生器1可以采用现有技术制作，具体结构在此不做赘述。

此外，基于上述设计构思可以进一步增加自动控制功能，以提升该锅炉节能减排系统的可操作性。请参见图2，该图示了第二实施例所述锅炉节能减排系统的工作简图。

本方案与第一实施例相比，增加了自动控制功能；为了清楚示出两者的区别和联系，相同功能构件在图中采用了相同的标记进行标示。如图2所示，设置在汽化器8的出气管路的流量控制阀为第一电控阀12，并在锅炉送风风道91中设置有氧气浓度传感器13，实际系统运行时，氧气浓度传感器13可以实时采集送风风道91内的当前氧浓度，并发送至控制器14，以根据氧气浓度传感器13采用的氧气浓度信号，输出开度调节信号至第一电控阀12的控制端口，以控制燃烧用氧浓度。具体可以高、低电平信号的形式输出指令。

此外，在上述各实施例的基础上，系统可以继续增加反应器11，其内腔用于容置与CO反应的颗粒物质；反应器11的本体具有进气口和出气口，反应器11设于引风机和烟囱20之间的排烟管道，锅炉的烟气从进气口进入经反应器的内腔，由出气口流向烟囱20；臭氧发生器1的出口连通反应器的出气口位置的排气管道。

其中，与CO反应的物质具体I₂O₅、Fe₂O₃、CuO、霍加拉特剂其中一者或者几者的混合物。现以尾气反应器中盛装有Na₂O₂、CuO固体颗粒为例介绍技术效果。

锅炉燃烧的烟气中含有NO_x、CO等有毒气体，烟气通入反应器11中时，烟气会将CuO或霍加拉特剂固体颗粒吹起，并与固体颗粒充分接触，从而发生化学反应，CuO或霍加拉特剂可与CO在加热条件下反应，从而降低CO的排放量。

进一步地，锅炉节能减排系统还可以包括调压阀，调压阀可以为减压阀10，其设于汽化器的出口与第一控制阀12的连通管路。

反应器11的本体可以为不锈钢材质，不锈钢材质不易与碱性或酸性物质发生反应，具有比较长的使用寿命。

经反应器11的出口排出的烟气虽然其中的绝大部分有害气体已经被去除，但是反应器11中的部分颗粒在气流的作用下，容易随烟气被带离反应器11内部，故本文还进一步采取了以下措施。

本文所提供的锅炉节能减排系统还可以进一步地包括容器2，容器2具有吸收剂液腔和排气腔；容器2的本体开设有连通吸收剂液腔的进口，以及连通排气腔的出口。吸收剂具体包括碱性物质颗粒可以为Na₂O₂等强氧化物，也可以是尿素、NaOH、Ca(OH)₂等。

容器2设置于反应器11的下游排气管路，反应器11的出气口连通进口，以便反应器11的气体流入吸收剂液腔；吸收剂液腔用于容置吸收烟气中颗粒物和/或反应器散发出物质的吸收剂。容器2上可以进一步设置液位传感器16，检测容器2内液体的液位。

臭氧发生器1的出口可以连通发生器11和容器2之间的管路，如图1所示，臭氧发生器1的出口也可以直接通过第二控制阀3连通容器2的吸收剂液腔，如图2所示。

因反应器11中散发出来的物质绝大多数为钠盐类反应后产物，钠盐易溶于水，所以容器内的吸收剂可以为水。经过反应器11后的烟气通过管道排入容器内的水中，通过水过滤后，将烟气中颗粒物和反应器散发出的物质吸收，最终经容器11上的出口排至外界环境中。

当然，容器2内部还可以设置曝气头，防止水花过大，曝气头设置于吸收剂液腔内，曝气头的进口连通容器的本体上开设的进口；曝气头可以优选进气时布气膜上微孔自行鼓胀胀开，确保气体通过，而在停止曝气时，布气膜上的可变微孔呈封闭状态，具体可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。

这样，本方案所提供的内燃机节能减排系统可以将燃烧时的富氧燃烧、尾气处理时的氧化还原以及水溶液吸收有机结合综合运用于锅炉节能减排领域，与现有技术相比有以下优势：

第一、实现燃料的充分燃烧，提高能量的有效利用率；

第二、对烟气排放进行化学反应和物理吸收两方面的双重吸收，最大限度减少CO、CO2、NOx、黑烟、颗粒物、噪音等污染物的排放量，也就是说，可以对多种污染物进行全面治理，有别于现有技术中的单项治理技术；

第三、本文中锅炉节能减排系统的使用成本比较低。除前期的安装成本外，对于使用者而言，液氧成本可以通过节约燃煤获得相应补偿；本系统在反应器中进行氧化还原反应生成的铜可回收运用于他处，以补偿反应器中所使用的氧化铜等成本支出；

第四、全套系统结构简单，设备操作方便，治理效果明显，治理成本较低，具有较高的推广价值和现实意义。

需要明确的是，可以采用如图所示独立设置的控制器14，也可以将相应的控制器功能集成于采集元件，例如，氧气浓度传感器13可以采用集成该控制功能的氧气浓度变送器，当氧含量达到一预定浓度时，发出高电平信号至第一电控阀12，调大阀开度；而当氧含量低于另一预定浓度时，发出低电平信号至第一电控阀12，调小阀开度。由于上述控制功能的集成，可以采用现有技术实现，本文不再赘述。

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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种锅炉节能减排系统，其特征在于，包括：

绝热低温储罐(7)，用于存储液氧；

汽化器(8)，其汽化支路连通所述绝热低温储罐(7)和锅炉的燃烧送风风道(91)；

流量控制阀，设于所述汽化器(8)的出气管路，用于控制由所述绝热低温储氧罐的出口流出的气化氧气流量；和

臭氧发生器(1)，用于生产臭氧，所述臭氧发生器(1)的本体设置有出口，所述出口通过管路连通位于引风机和烟囱(20)之间的排烟管道。

2.根据权利要求1所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，还包括：

所述流量控制阀为第一电控阀；

氧气浓度传感器(13)，设置在所述风道中；和

控制器(14)，根据所述氧气浓度传感器(13)采取的氧气浓度信号，输出开度调节信号至所述第一电控阀的控制端口。

3.根据权利要求1所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，还包括：

反应器(11)，其内腔用于容置与CO反应的颗粒物质；所述反应器(11)的本体具有进气口和出气口，所述反应器(11)设于所述引风机和所述烟囱(20)之间的排烟管道，所述锅炉的烟气从所述进气口进入经所述反应器(11)的内腔，由所述出气口流向所述烟囱(20)；

所述臭氧发生器(1)的出口连通所述反应器(11)的出气口位置的排气管道。

4.如权利要求3所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，

所述与CO反应的物质具体为I₂O₅、Fe₂O₃、CuO、霍加拉特剂其中一者或几者的混合物。

5.如权利要求1所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，还包括：

调压阀，所述调压阀设于所述汽化器(8)的出口与所述流量控制阀的连通管路。

6.如权利要求3或4所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，还包括：

容器(2)，所述容器(2)具有吸收剂液腔和排气腔；所述容器(2)的本体开设有连通所述吸收剂液腔的进口，以及连通所述排气腔的出口；

所述容器(2)设置于所述反应器(11)的下游排烟管路，所述反应器(11)的出气口连通所述进口，以便所述反应器(11)的气体流入所述吸收剂液腔；所述吸收剂液腔用于容置吸收废气中颗粒物和/或所述反应器(11)散发出物质的吸收剂；

所述臭氧发生器(1)的出口通过管路连接于所述容器(2)和所述反应器(11)之间的连通管路；或，

所述臭氧发生器(1)通过单独管路直接连通所述吸收剂液腔，以便所述臭氧发生器(1)中的臭氧进入所述吸收剂液腔。

7.根据权利要求6所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，所述吸收剂为NaOH、Na₂CO₃、NH₃、Na₂SO₃、Ca(OH)₂中一者或几者的混合物。

8.根据权利要求6所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，还包括设置于所述吸收剂液腔内的曝气头，所述曝气头的进口连通所述容器(2)的本体上开设的进口。

9.如权利要求2所述的锅炉节能减排系统，其特征在于，

所述控制器(14)为锅炉电控系统ECU。