CN205119107U - 超低排放工业锅炉供能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超低排放工业锅炉供能系统，该供能系统包括燃料储存装置(2)、燃烧器(3)、工业锅炉(5)和烟气处理系统，所述燃料储存装置(2)的出料口与所述燃烧器(3)的进料口连通，所述燃烧器(3)的内燃室与所述工业锅炉(5)的炉膛入口连通，所述工业锅炉(5)的炉膛出口与所述烟气处理系统的烟气入口连通。通过上述技术方案，可以有效提高工业锅炉的燃烧效率和热效率，提高能源利用率，减少污染物的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源环保技术领域，具体地，涉及一种超低排放工业锅炉供能系统。
背景技术
近年来，雾霾天气、酸雨、粉尘污染事件频发，严重影响了人们的生产生活。煤炭是我国工业生产的重要能源，在一次能耗总量中所占比重，高达70.23％。但是在它的开采和利用过程中却产生了严重的污染问题。如何高效地利用资源并且最大限度地减少污染，成为摆在我们面前的一项迫切任务。燃煤污染造成的环境问题已经成为我国经济可持续发展的制约因素。
我国燃煤工业锅炉是雾霾产生的主要来源。燃煤技术落后，燃煤效率低下是煤炭燃烧污染严重的主要原因之一。由于我国能源结构的特殊性，我国的工业锅炉以燃煤为主，每年约燃用全国原煤产量的三分之一。因此，工业锅炉也是我国煤烟型大气污染的主要污染源之一。
燃料的因素以及整体系统装备的落后严重制约了工业锅炉系统的发展，提高我国工业锅炉的能源利用率，降低其污染物的排放，已成为迫切需要解决的重要问题。在目前能源结构下研发清洁煤炭清洁燃烧洁净排放技术是解决这一矛盾的必由之路。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种工业锅炉供能系统，该供能系统能够实现污染物的超低排放。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种超低排放工业锅炉供能系统，该供能系统包括燃料储存装置、燃烧器、工业锅炉和烟气处理系统，所述燃料储存装置的出料口与所述燃烧器的进料口连通，所述燃烧器的内燃室与所述工业锅炉的炉膛入口连通，所述工业锅炉的炉膛出口与所述烟气处理系统的烟气入口连通。
优选地，所述工业锅炉包括形成为一体结构的锅炉本体、SNCR脱硝反应器和SCR脱硝反应器，所述SNCR脱硝反应器和SCR脱硝反应器位于所述锅炉本体的炉膛内，所述SNCR脱硝反应器布置在靠近所述炉膛入口的位置，所述SCR脱硝反应器布置在靠近所述炉膛出口的位置。
优选地，所述烟气处理系统包括换热器、除尘器和脱硫塔，所述工业锅炉的炉膛出口与所述换热器的烟气入口连通，所述换热器的烟气出口与所述除尘器的烟气入口连通，所述除尘器的烟气出口与所述脱硫塔的烟气入口连通，所述换热器的进水口与给水管道连通，所述换热器的出水口与所述工业锅炉的进水口连通。
优选地，所述除尘器为布袋除尘器，所述脱硫塔为气动乳化脱硫塔。
优选地，所述气动乳化脱硫塔具有双塔结构。
优选地，所述换热器为陶瓷热管式换热器。
优选地，所述供能系统还包括燃料输送装置，用于向所述燃料储存装置输送燃料。
通过上述技术方案，可以有效提高工业锅炉的燃烧效率和热效率，提高能源利用率，减少污染物的排放。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是根据本实用新型的一种实施方式的工业锅炉供能系统的示意图。
附图标记说明
1燃料输送装置2燃料储存装置
3燃烧器4自控系统
5工业锅炉6SNCR脱硝反应器
7SCR脱硝反应器8换热器
9除尘器10脱硫塔
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供一种超低排放工业锅炉供能系统，该供能系统包括燃料输送装置1、燃料储存装置2、燃烧器3、工业锅炉5和烟气处理系统，燃料输送装置1用于向燃料储存装置2输送煤基燃料，燃料储存装置2的出料口与燃烧器3的进料口连通，燃烧器3的内燃室与工业锅炉5的炉膛入口连通，工业锅炉5的炉膛出口与烟气处理系统的烟气入口连通。
通过上述技术方案，可以有效提高工业锅炉的燃烧效率和热效率，提高能源利用率，减少污染物的排放。
在本实用新型的供能系统中，燃烧器3主要包括送风系统、燃料系统、点火系统和监测系统，送风系统的功能在于向内燃室里送入一定风速和风量的空气，燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料，点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，监测系统的功能在于保证燃烧器安全、稳定的运行。
煤粉在工业锅炉5的炉膛空间内悬浮燃烧，炉壁内侧布置有密集排列的管子，管内有水流过，构成水冷壁。水冷壁既作为工质的辐射受热面，又能保护炉墙，使其不致烧毁。煤粉在炉内燃烧时，虽然向水冷壁放热，但在燃烧反应最剧烈的火焰中心，温度仍可达1500-1800℃，故燃料中的灰分将被熔化。有些较大的灰粒不能随烟气流动而逐渐沉降，并逐渐冷却和凝固，最终落入锅炉下部的排渣装置中。大量较细的灰粒则随烟气流动，在流动过程中也逐渐冷却，到达炉膛出口时已经凝固或者成为不太粘的灰粒，这些随烟气流动的细灰成为飞灰。
在本实用新型中，工业锅炉5采用合理的炉膛结构设计，根据模拟燃烧温度场烟风动力场，选取最为优化的炉膛容积热负荷、断面热负荷，实现燃料及时点燃、迅速燃尽和高效换热吸收，提高燃料燃尽率，降低飞灰含碳量。
在燃烧器3和工业锅炉5中，通过采用分级助燃、烟气再循环、低温低氮燃烧等技术，合理控制燃烧进程，有效降低了热力型NOX生成，实现燃烧过程中的脱氮，有效减小了后续烟气治理的压力，减少了治理费用。
优选地，如图1所示，在工业锅炉5的炉膛内集成有SNCR(选择性非催化还原)脱硝反应器6和SCR(选择性催化还原)脱硝反应器7，其中，SNCR脱硝反应器6布置在靠近炉膛入口的位置，SCR脱硝反应器7布置在靠近炉膛出口的位置。
需要说明的是，选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，利用还原剂在一定温度(850-1100℃)下将烟气中的NOX还原为无害的氮气和水；选择性催化还原是指在催化剂的作用下，利用还原剂在一定温度(290-400℃)下有选择地将NOX还原成氮气。
从上面可以看出，选择性非催化还原所需的反应温度高于选择性催化还原所需的反应温度。基于此，本实用新型通过在炉膛内选取合理的温度窗口布置SNCR脱硝反应器6和SCR脱硝反应器7，保证了两种脱硝反应器均处于最佳反应温度下，从而脱硝反应进行得更彻底，最大限度地降低了氮氧化物的排放。这里，通过组合式浅度(或深度)SNCR+SCR装置的灵活配置，可以在有效降低NOX的同时，最大限度地降低运行费用。
烟气处理系统可以由多种烟气处理装置构成。作为一种优选实施方式，如图1所示，烟气处理系统包括换热器8、除尘器9和脱硫塔10，工业锅炉5的炉膛出口与换热器8的烟气入口连通，换热器8的烟气出口与除尘器9的烟气入口连通，除尘器9的烟气出口与脱硫塔10的烟气入口连通，换热器8的进水口与给水管道连通，换热器8的出水口与工业锅炉5的进水口连通。这里，给水管道是指用于向工业锅炉5中供应冷水的管道。
在上述优选实施方式中，通过在工业锅炉5和除尘器9之间设置换热器8，一方面可以降低脱硫塔10烟气入口的烟气温度和烟气流速，提高脱硫效率；另一方面可以利用烟气余热加热供给到工业锅炉5中的水，从而减少锅炉的燃料用量，降低能耗。
这里，换热器8可以为各种类型的换热器，例如陶瓷热管式换热器。除尘器9可以为各种类型的除尘器，只要能去除烟气中的粉尘即可。优选地，除尘器8为布袋除尘器，全密闭结构设计的布袋除尘器能够避免由脉冲压缩空气喷吹集尘而产生的二次粉尘污染。
为了提高脱硫塔10的脱硫效率，优选地，脱硫塔10为气动乳化脱硫塔。更优选地，如图1所示，该气动乳化脱硫塔具有双塔结构。气动乳化双塔布置，能够保证吸收剂浆液与烟气更充分的反应，有效提高脱硫率，同时回程浆液可实现对烟气的水膜式除尘，除尘效率可达85％以上，并且与烟气同、逆程所获高密度吸收液层可使脱硫效率达98.6％以上。
除以上装置之外，本实用新型的供能系统还包括与燃烧器3、工业锅炉5电连接的自控系统4，该自控系统4采用PLC或DCS控制系统，具有完备的水位、流量、温度与压力检测功能，能够实现给水、压力、燃烧等方面的全自动控制与保护。自控系统4能够在线检测燃料供量、风压、风量，对锅炉运行负荷变化、烟气含氧量、炉膛负压等参数进行数据采集和对比运算，调整风门执行机构，自动调整风燃料配比，实现燃烧系统自动运行和负荷的自动调整。
为了实现燃料的清洁燃烧，进一步降低污染物的排放，优选采用低硫、低灰、低氮的清洁燃料，并添加燃料助燃剂、脱硫剂，从源头上有效控制粉尘、硫化物、氮化物的生成。
采用本实用新型的供能系统向工业园区供能，可以使大气污染物排放水平接近天然气排放标准，具体指标如下：
1、供能系统热效率≥89％以上，达到国际先进水平；
2、燃料燃尽率≥99.5％以上，飞灰含碳量≤3％；
3、SO2出口浓度可控制在35mg/Nm3以下；
4、NOx出口浓度可控制在50mg/Nm3以下；
5、烟尘出口浓度可控制在5mg/Nm3以下。
通过本实用新型的产业化应用，在不改变能源结构的情况下，能够成功解决燃煤与清洁排放这一发展的矛盾，为煤炭资源的高效清洁利用探索一条可持续发展的工艺路线。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (7)
1.一种超低排放工业锅炉供能系统，其特征在于，该供能系统包括燃料储存装置(2)、燃烧器(3)、工业锅炉(5)和烟气处理系统，所述燃料储存装置(2)的出料口与所述燃烧器(3)的进料口连通，所述燃烧器(3)的内燃室与所述工业锅炉(5)的炉膛入口连通，所述工业锅炉(5)的炉膛出口与所述烟气处理系统的烟气入口连通。
2.根据权利要求1所述的供能系统，其特征在于，所述工业锅炉(5)包括形成为一体结构的锅炉本体、SNCR脱硝反应器(6)和SCR脱硝反应器(7)，所述SNCR脱硝反应器(6)和SCR脱硝反应器(7)位于所述锅炉本体的炉膛内，所述SNCR脱硝反应器(6)布置在靠近所述炉膛入口的位置，所述SCR脱硝反应器(7)布置在靠近所述炉膛出口的位置。
3.根据权利要求1所述的供能系统，其特征在于，所述烟气处理系统包括换热器(8)、除尘器(9)和脱硫塔(10)，所述工业锅炉(5)的炉膛出口与所述换热器(8)的烟气入口连通，所述换热器(8)的烟气出口与所述除尘器(9)的烟气入口连通，所述除尘器(9)的烟气出口与所述脱硫塔(10)的烟气入口连通，所述换热器(8)的进水口与给水管道连通，所述换热器(8)的出水口与所述工业锅炉(5)的进水口连通。
4.根据权利要求3所述的供能系统，其特征在于，所述除尘器(9)为布袋除尘器，所述脱硫塔(10)为气动乳化脱硫塔。
5.根据权利要求4所述的供能系统，其特征在于，所述气动乳化脱硫塔具有双塔结构。
6.根据权利要求3所述的供能系统，其特征在于，所述换热器(8)为陶瓷热管式换热器。
7.根据权利要求1所述的供能系统，其特征在于，所述供能系统还包括燃料输送装置(1)，用于向所述燃料储存装置(2)输送燃料。
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| CN105157050A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-16 | 亿利洁能科技有限公司 | 超低排放工业锅炉供能系统 |
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