CN206037088U - 煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，包括除尘器机构、粉煤灰制浆装置、循环脱硫装置、脱硫塔、浓淡分离装置以及脱水装置。由于本实用新型的制浆装置采用了粉煤灰做为脱硫剂制浆原料,充分利用粉煤灰中活性氧化钙成分与二氧化硫反应，达到脱硫目的；粉煤灰所制成浆液经浓淡分离装置沉淀分离可完全达到脱硫使用效果，浓淡分离装置的使用增加了浆液循环使用效率，同时也降低了原有高浓度浆液直接进入循环脱硫装置后对脱硫塔的磨损堵塞情况。本实用新型技术具有设备占地面积小、结构简单可靠、操作方便，自动化程度高等优点。

Description

煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统。

背景技术

在未来相当长时期内，众多需要用热用汽的经济领域如化工、造纸、纺织、轻工食品等行业，燃煤工业锅炉仍将是生产提供热量和蒸汽的主导产品。在十二五计划中强调了保护环境节能减排的目标，在锅炉行业推行以燃煤粉锅炉替代老式链条炉排燃煤锅炉成为迫切的趋势。据不完全统计，目前我国有约50万台35t/h以下小型燃煤工业锅炉，在化工、造纸、印染、轻工食品等行业有着广泛的应用。

然而，我国中小型燃煤工业锅炉普遍存在有燃烧效率低，污染物排放高等问题。目前我国中小型燃煤工业锅炉在燃烧污染物的排放控制方面包括脱硫等存在较大问题，目前已有一些企业逐渐采用干法、半干法或湿法脱硫工艺进行烟气脱硫，其中湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可回收利用等优点而被较多地采用，但也存在有投入高、设备复杂、体积大、运行费用高等缺点。

在ZL201310030087.2，名称为“一种煤粉燃烧中提纯粉煤灰生产脱硫剂工艺”的中国实用新型专利中，利用煤粉锅炉燃烧副产物粉煤灰制备脱硫剂，有效的解决了煤粉锅炉运行中脱硫运行成本高，废物利用率等问题，但现有粉煤灰脱硫技术中将高效粉煤灰钙基浆液直接喷入脱硫塔中，存在脱硫浆液过浓易堵塞脱硫塔除雾器、脱硫塔磨损、浆液利用率低等问题，。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能降低脱硫各项设备发生故障时系统运行风险，保证锅炉燃烧污染物排放达标的煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，包括除尘器机构、粉煤灰制浆装置、循环脱硫装置、脱硫塔、浓淡分离装置以及脱水装置，除尘器机构的出口与粉煤灰制浆装置的进口连通，粉煤灰制浆装置的出口与浓淡分离装置的进口连通，浓淡分离装置的出液口与循环脱硫装置的进口连通，循环脱硫装置的出口与脱硫塔的进口和浓淡分离装置的进口均连通。

作为本实用新型的一种优选方式，所述粉煤灰制浆装置的出口通过第一备用系统与所述循环脱硫装置连通，所述粉煤灰制浆装置的出口通过第二备用系统与所述脱水装置连通，所述循环脱硫装置的出口通过第三备用系统与所述脱水装置连通。

作为本实用新型的一种优选方式，所述粉煤灰制浆装置包括螺旋输送机、管式螺旋、制浆罐、输浆泵、所述第一备用系统以及所述第二备用系统，所述除尘器机构的出口与螺旋输送机的进口连通，螺旋输送机的出口与管式螺旋的进口和制浆罐的进口均连通，输浆泵的进口与制浆罐的出口连通，输浆泵的出口与所述浓淡分离装置的进口连通，所述第一备用系统和所述第二备用系统均与输浆泵的出口连通。

作为本实用新型的一种优选方式，所述浓淡分离装置包括浓密机装置、混流筒、耙机、填料、渣浆泵以及自循环管路系统，混流筒、耙机以及填料设置在浓密机装置内，混流筒、填料、耙机、渣浆泵从上至下依次连接，浓密机装置的进口与混流筒连通，浓密机装置的上部与所述循环脱硫装置连通，浓密机装置的下部通过渣浆泵与所述脱水装置连通，自循环管路系统的进口与渣浆泵的出口连通，自循环管路系统的出口与混流筒的进口连通。

作为本实用新型的一种优选方式，所述脱硫循环装置包括循环罐、脱硫循环泵、排渣泵以及所述第三备用系统，所述脱硫塔的进口与所述引风机的出口连通，循环罐的进口与所述浓密机装置的上部连通，出口与所述脱硫塔连通，排渣泵的进口与循环泵的出口连通，出口与所述浓密机装置连通，所述第三备用系统连接至排渣泵的出口，所述脱水装置包括真空陶瓷脱水机和滤液水箱。

由于本实用新型的制浆装置采用了粉煤灰做为脱硫剂制浆原料,充分利用粉煤灰中活性氧化钙成分与二氧化硫反应，达到脱硫目的；粉煤灰所制成浆液经浓淡分离装置沉淀分离可完全达到脱硫使用效果，浓淡分离装置的使用增加了浆液循环使用效率，同时也降低了原有高浓度浆液直接进入循环脱硫装置后对脱硫塔的磨损堵塞情况。本实用新型具有设备系统紧凑、占地面积少、运行稳定、污染物排放低等特点，在不添加额外脱硫剂使用粉煤灰浆液脱硫情况下，烟气中二氧化硫排放浓度小于50mg/m3，远低于国家标准要求。

采用上述方案后，本实用新型具有以下几大特点：

一、除尘装置采用干法、湿法两用灰渣处理，制浆的同时备用预留干灰处理方式，在粉煤灰脱硫系统故障时，保证除尘装置能够有效出灰锅炉正常运行。

二、粉煤灰制浆装置采用三重备用管路：A粉煤灰浆液输送至浓密机装置沉淀分离，分离后上清液进行脱硫；B在浓密机装置故障时粉煤灰直接输送至循环罐进行脱硫；C粉煤灰输送至真空陶瓷脱水机进行干燥脱水处理，利用脱水后的碱性澄清液进行脱硫。因A系统浆液脱硫效果优于B、C系统，B、C系统作为A系统故障时备用系统。

三、浓密机装置设有自循环系统，当脱水机装置故障时，可进行内部循环，防止底部浆液沉积堵塞，保证脱硫浆液浓度达到使用需求。

四、循环脱硫装置设有浆液脱水备用系统，保证浓密机装置故障时循环罐内浆液能够正常脱水处理。

五、循环脱硫装置预留加药口，当粉煤灰浆液制备故障时可直接添加碱性脱硫剂进行脱硫。

六、浓密机装置采用高效深锥沉淀方式，同时内置高分子斜板填料，保证上清液浓度＜0.5％，底流浓度＞30％，满足脱硫使用的同时降低脱水能耗。

七、脱水装置采用真空陶瓷脱水机，具有脱水高效能耗低等特点。

八、本装置实现全自动操控，有利于提高运行效率，降低运行费用。

附图说明

图1是本发明第一种优选方式的结构示意图；

图2是本发明中煤粉塔的一较佳实施例的结构示意图；

图3是本发明中燃烧锅炉的一较佳实施例的结构示意图；

图4是本发明底置式燃烧器的一较佳实施例的结构示意图；

图5是本发明中多重配风系统的一较佳实施例的结构示意图

图6是本发明中除尘器机构、粉煤灰制浆装置、引风机、循环脱硫装置、脱硫塔、浓淡分离装置以及脱水装置配合结构示意图；

图7是本发明中脱硫塔的一较佳实施例的结构示意图；

图8是本发明中装置防垢系统应用在脱硫塔上的结构示意图；

图9是图8中局部A的放大图。

图10为本发明第二种优选方式的结构示意图；

图中：

煤粉塔 1

储粉罐 11 塔布袋除尘器 111

防爆门 112 连通口 113

打粉管 12 高料位传感器 131

低料位传感器 132 中间料位传感器 133

温度感应器 141 供气通道 142

电磁阀单元 143 破碎绞龙 151

送料绞龙 152 称重绞龙 153

关风机 154 称重传感器 155

文氏管 156 罗茨风机 157

减压板 158 燃烧锅炉 2

锅炉本体 21 公共水冷壁 211

燃烧器 22

点火装置 221 一次风机通道 222

一次风旋流叶片 223 二次风机通道 224

二次风旋流叶片 225 三次风机通道 226

一次风叶片调节装置 227

多重配风设备 23 二次风机 231

二次风机混风装置 232 三次风机 233

三次风机混风装置 234 四次风机 235

四次风机混风装置 236 四次风四角切圆通道 237

五次风机 238 五次风机混风装置 239

五次风四角排管 240 一次风机混风装置 241

空气预热器 3

除尘器机构 4 密闭机壳 41

布袋除尘器 42 储灰仓 43

螺旋输送机 44 管式螺旋 45

旋风除尘器 46

粉煤灰制浆装置 5 制浆罐 51

输浆泵 52 引风机 6

循环脱硫装置 7 脱硫循环泵 71

循环罐 72 排渣泵 73

脱硫塔 8

塔体 81 分气室 811

中和反应室 812 液气分离室 813

锥型塔段 814 上柱型塔段 815

下柱型塔段 816 变径旋流系统 82

上飓风旋流器 821 液压调径器 822

光圈式调节阀 823 下飓风旋流器 824

磁釉涂料层 831 引流滴水线槽 832

汽动吹垢器 833 振动电机 834

清洗喷头 835 气动乳化脱硫塔 836

烟囱 837 沉淀分离装置 9

浓密机装置 91 渣浆泵 96

混流筒 92 填料 93

耙机 94 自循环管路系统 95

脱水装置 10 真空陶瓷脱水机 101

滤液水箱 102 选择性催化还原脱硝装置 201

低氧回流装置 202 第一备用系统 301

第二备用系统 302 第三备用系统 303

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，说明书附图中箭头符号“→”是指管路中介质的流向，该箭头符号的出现并不限定本发明的保护范围。

参照图1至图10，图中箭头表示介质的流动方向，本案涉及一种具有底置式双燃烧器双炉膛立式煤粉锅炉系统，如图1所示，包括按工作连接关系依次设置连接的煤粉塔1、燃烧锅炉2、空气预热器3、除尘器机构4、粉煤灰制浆装置5、引风机6、循环脱硫装置7、脱硫塔8、浓淡分离装置9、及脱水装置10。下面对每个机构及各机构间的连接关系作进一步阐述。

煤粉塔1用于给燃烧锅炉2供应煤粉，煤粉呈粉体状，而且易燃，故而要求煤粉塔1具备安全又可靠地储粉以及定量又精确地供给煤粉的功用，如图2所示给出煤粉塔1的一较佳实施例，其为一种计量式气动储供系统，主要包括上下组装设置的储粉装置和供粉装置15；所述储粉装置主要包括储粉罐11、打粉管12、料位控制机构13及防自燃保护机构14，下面对储粉装置的各个部件机构以及供粉装置15的具体实施方式及较佳实施例作详细阐述。

储粉罐11为一密闭的罐体，用于储存煤粉，储粉罐11的底部设有下料口，顶部设有防爆门112。打粉管12竖立在储粉罐11内，打粉管12的上端口为出粉口，下端口为进粉口，该进粉口与外界的罐车连通，罐车采用气力输送方式，经由打粉管12的进粉口后将煤粉从出粉口打进储粉罐11内。储粉罐11的顶部对应所述出粉口位置设有内含引风机的除尘机构111，借由该除尘机构111将储粉罐内的空气、水蒸气(特别是打粉时进入的大量热空气)排除至罐外，以确保打粉顺畅，防止储粉罐内煤粉结块等问题，并且还确保煤粉不会随空气外泄，杜绝二次污染，极大地改善了锅炉房环境卫生状况，实现清洁生产。

所述料位控制机构13用于对储粉罐11内储料的料位进行实时监测及调节控制，以避免出现料位过高或过低，从而防止可能因物料不足造成送粉不均而引发爆膛，或者因物料过多而溢出，造成环境污染和经济损失。下面给出料位控制机构13的一较佳实施例，包括至少两个料位传感器和料位控制模块(图中未示出)，所述至少两个料位传感器均电连接至所述料位控制模块的信号输入端上，料位控制模块较佳地还可以电连接有报警单元(图中未示出)，用于在储粉罐11存料量过多及过少时发出报警信号。料位传感器安装在储粉罐11的侧壁上，给出的具体实施例中，所述料位传感器共设有5个，包括一高料位传感器131、一低料位传感器132及三中间料位传感器133，该一高料位传感器131、三中间料位传感器133及一低料位传感器132在储粉罐11的侧壁上沿竖直方向呈上下依次多层分布，较佳地还呈等间隔均匀分布，高料位传感器131靠近储粉罐11的上端位置设置，低料位传感器132靠近储粉罐11的下端位置设置。

料位控制机构13工作时，通过各料位传感器监测储粉罐11内物料的精确存储情况，其中高料位传感器131和低料位传感器132分别特别用于监测物料的最高量及最低量情况，当物料接近低料位时，低料位传感器131检测后，将相关信号发送给料位控制模块，由料位控制模块控制罐车及时往储粉罐11内加料，较佳地还可以通过报警器发出警报，从而防止因物料不足造成送粉不均而引发爆膛；反之，当物料堆至高料位时，同样高料位传感器132检测后，同理由料位控制模块控制罐车停止往储粉罐11内加料，较佳地还可以通过报警器发出警报，从而防止因物料过多而溢出，造成环境污染和经济损失。由此通过所述料位控制机构大大提高了储粉罐系统定量供粉的安全性、稳定性及可靠性。

所述防自燃保护机构14用于防止储粉罐11内的储料发生自燃问题，防自燃保护机构14的实施方式可以有多种，下面给出一较佳实施例，该防自燃保护机构14包括温度感应器141、惰性气体的供气通道142及相关控制模块，所述温度感应器141安装在储粉罐11上，储粉罐11的侧壁上开设有与供气通道142的输出口相连通的连通口113，所述相关控制模块包括控制处理单元(图中未示出)和电磁阀单元143，该电磁阀单元143安装在供气通道142上，用于控制供气通道142的启闭，所述电磁阀单元143与温度感应器141均与所述控制处理单元相电连接。

防自燃保护机构14工作时，由温度感应器141实时监测整个储粉罐11内的温度分布，当温度感应器141感应温度超过一定值(例如65℃)时，报警系统发出警报，供气通道142上的电磁阀单元143自动打开，由连通口113喷出定量的惰性气体(例如液态低压二氧化碳气体)，惰性气体沉降在物料表面，隔绝空气的中的氧气与粉罐燃料的接触，形成一层惰性气体保护层，可实现在短时间内(大约20秒内)使煤粉降温，有效防止其自燃，由此明显减低煤粉自燃的风险，自燃发生率几乎为零，大大提高了煤粉储粉罐的安全性。

由于煤粉在特定的条件下容易发生自燃，进一步，所述温度感应器141设有若干个，在储粉罐11上呈上下多层且均匀分布，储粉罐11上的连通口113设有若干个，该若干个连通口113与所述若干个温度感应器141分别一一对应设置，具体的，该温度感应器141和连通口113相对应的各组在储粉罐11上呈等高且相对设置。由此，当某一温度感应器141检测得一定温度后，由对应的连通口113喷出惰性气体进行保护，实现快速、及时、精确又有效的防自燃保护功能。

所述供粉装置15主要包括均带有驱动机构的破碎绞龙151、送料绞龙152、称重绞龙153，还包括有称重传感器155、文氏管156及罗茨风机157。所述破碎绞龙151、送料绞龙152及称重绞龙153间采用软连接方式从上至下依次进行传送连接，具体的，所述破碎绞龙151安装在储粉罐11的下料口处，该破碎绞龙151的一较佳实施例，包括一推料轴和二螺旋叶片，破碎绞龙151的中间底部位置设有出料口，该出料口与送料绞龙152的入料口相互软连接。所述二螺旋叶片分别设在所述推料轴两端且螺旋方向相反，由此当推料轴旋转时，两端的物料会在二螺旋叶片的螺旋推进下往中间挤压，最终由所述破碎绞龙151的出料口经由软连接送入送料绞龙152，所述二螺旋叶片对煤粉往中间挤压，采用压力破碎方式将煤粉自重挤压结块的煤块打散，以达到压力破碎效果，保证煤粉进入送料绞龙152时为粉状。

给出实施例中，储粉罐11的下端设有两个出料口，对应破碎绞龙151设有两个，它们的出料口均软连接至送料双绞龙152的入料口，送料绞龙152的出料口软连接至双称重绞龙153的入料口，称重绞龙153的出料端处连设有双称重传感器155，通过该称重传感器155进行称重，并且在装置的计量系统内实现累加，可实时了解送粉的量。称重绞龙153的出料口软连接有双文氏管156，该文氏管156的一自由端口为出料口，另一自由端口装设有双罗茨风机157。所述破碎绞龙151、送料绞龙152及称重绞龙153的驱动机构为驱动电机，其中系统对破碎绞龙151和送料绞龙152的驱动电机进行变频控制，根据锅炉负荷的变化及称重传感器155反馈的信息调节电机频率大小，通过调控转速达到调节送粉量的目的，系统对称重绞龙153的驱动电机进行工频控制，用于保证称重绞龙内不出现堵塞，并且确保称重精度，本发明称重精度可达0.1KG。

供粉装置15工作时，储粉罐11内的煤粉经由其出料口进入破碎绞龙151内破碎，经破碎后的煤粉依次经由送料绞龙152及称重绞龙153，通过螺旋推进方式均匀给粉，最终煤粉由称重绞龙153的出料口送出并且进入文氏管156，之后在罗茨风机157产生高风压低风量的风的作用下，通过文氏管156将煤粉在管道内打散，最终经底置双燃烧器吹进炉膛内。

所述给粉装置15首先经由破碎绞龙151压力破碎，然后由送料绞龙152及称重绞龙153螺旋推进输送，最后由罗氏风机157和文氏管156配合进行气力输送供粉，保证了煤粉不会在管道内堵塞，称重绞龙153的给料情况通过称重传感器155进行在线计量，所述各绞龙机构间均采用软连接方式连接，它能够将系统其它部分运行产生的振动等影响称重传感器155称重精度的因素消除，由此最大限度的保证称重系统的精准性。本案给粉装置还较佳通过相关流量监测机构对煤粉流量进行实时监控，控制称重绞龙153运转速度不变，而根据锅炉负荷的变化情况以及重量传感器反馈的信号进行分析处理后，控制破碎绞龙151及送料绞龙152的送粉速度，由此进一步确保称重绞龙内不堵塞，并且优化称重精度。

另外，本发明进一步还在破碎绞龙151的正上方设有呈倒“V”字型的二减压板158，该二减压板158的下端部呈跨设在破碎绞龙151中心轴两侧的方式设置，根据煤粉自流的特性，减压板158设置的坡度较佳的为70度，储粉罐11内的煤粉可顺着减压板158自然滑落并且由破碎绞龙151的两侧进入，全部煤粉都经破碎绞龙151破碎后再输送出，关键是借由减压板158的泄压作用，减小了破碎绞龙151所承受的压力，确保了破碎绞龙151正常工作。再有，所述破碎绞龙151的出料口处还安装有一关风机154，该关风机154用于隔离储粉罐11和送料绞龙152，从而进一步确保称重系统稳定。

所述燃烧锅炉2，如图3给出其结构设计示意图，包括锅炉本体21和设置在该锅炉本体21底部的底置双式燃烧器22。锅炉本体21设置两个炉膛燃烧式，分别对应不同的底置式燃烧器22，左右燃烧室高温重叠区采用公共水冷壁211布置，公共水冷壁211高度约占炉膛三分之一高度，在实施例中，公共水冷壁211采用蛇形管结构，左右炉膛可单独运行能够有效应对外界负荷变化，在供暖热水锅炉应用实例中能够根据外界气温变化进行单炉膛单燃烧器超低负荷运行，最低负荷可低于30％持续运行，解决了传统煤粉炉无法低负荷持续运行的问题，采用公共水冷壁211结构仅适用于热水锅炉的强制循环，能够保证单炉膛运行时锅炉水冷壁热应力符合规范要求。对于自然循环蒸汽炉则不采用公共水冷壁。对应的较佳实施例如图4所示，底置式低氮双燃烧器22为一燃烧器本体，该燃烧器本体上设有点火装置221、一次风机通道222、一次风旋流叶片223、二次风机通道224、二次风旋流叶片225、三次风机通道226、一次风叶片调节装置227，一次风机通道222、二次风机通道224、三次风机通道226至内向外依次套置，点火装置221采用高能天然气/液化气点火，一次风机通道222为煤粉输送通道，煤粉仓1与燃烧器22间通过一级送粉管(即文氏管156)实现一级送粉连接，一级送粉管连接有用于鼓风的一次风机157(即罗茨风机)。二次风机通道224，为燃烧器22的二次风送风管，三次风机通道226为燃烧器22的三次风送风管。一次风旋流叶片223、二次风旋流叶片225位于燃烧器22出口处，设置在所属风机通道末端，使经过该旋流叶片的煤粉气流、助燃风呈旋流状态进入锅炉燃烧，有助于燃烧效率的提高。三次风机通道226不含旋流叶片，采用直流设计起到包裹火焰、防止局部高温、拉长推升火焰、的目的，有助于锅炉炉膛温度分布调整。一次风叶片调节装置227通过对一次风旋流叶片223角度调节(调节范围45°--90°)，来改变煤粉气流通过叶片时的阻力，达到改变炉膛火焰中心高度来调控炉膛内温度分布的目的。

对应的较佳实施例如图5所示，多级配风设备23由二次风机231、二次风机混风装置232、三次风机233、三次风机混风装置234、四次风机235、四次风机混风装置236、四次风四角切圆通道237、五次风机238、五次风机混风装置239、五次风四角排管240及相应管道仪表阀门组成。二次风机231、三次风机233连接低氮燃烧器22，四次风机235引用空气预热器3出口热风及低氧回流风送入炉膛中上部四次风四角切圆通道237，采用四角切圆布置补充炉膛中上部氧量，使炉膛中下部未燃尽煤粉在此区域完全燃烧，保证锅炉燃烧效率实现分级燃烧，本领域的技术人员可以根据炉膛的大小，设置多层旋流，也即四次风机235的出口分成多路，每路均连接四次风四角切圆通道237，四次风四角切圆通道237布设在炉膛的不同高度，形成多层旋流，以实现煤粉的充分燃烧。五次风机238连接炉膛底部五次风四角排管240，五次风机238采用全回流风结合少量空气切角送风设计，能够有效抑制氮氧化物产生，同时防止炉膛底部积灰。本系统投入成本低设备占地面积小、低氮效果好。图5实例中一次风机157采用罗茨风机时未配置一次风混风装置，图10实例中一次风机157采用离心风机时配置一次风混风装置241，一次风机混风装置241的进口将外界空气与低氧回流风吸入，在使用低压高风量一次风机时，混风装置能够降低煤粉气流初始含氧量达到低氧燃烧的目的，同时回流风温度约100-130℃，能够起到煤粉预热作用，达到降低排烟热损失提高锅炉热效率的目的。

二次风机混风装置232、三次风机混风装置234、四次风机混风装置236、五次风机混风装置239，根据炉膛温度、锅炉出口氧含量数值、锅炉系统尾部排放在线检测氮氧化物数值，来调整回流风与空气配比。因一次风机157为送粉风机，一次风机输送的一次风与煤粉混合形成煤粉气流进入炉膛，一次风氧含量高低影响煤粉进入炉膛后初始燃烧状态，因此一次风机混风装置241根据炉膛火焰燃烧强度、炉膛温度来调整回流风与空气配比。当炉膛火焰强度高，炉膛底部温度高时，可适当加大一次风机混风装置241内回流风比例，如出现炉膛底部脱火、火焰波动、炉膛底部温度快速下降时需及时调整一次风机混风装置241内回流风比例。

当炉膛底部温度高时，加大五次风机238风量，同时降低五次风机混风装置239入口空气量，通过控制炉底氧含量来达到减弱燃烧降低炉底温度的目的；当炉膛底部温度高而炉膛中上部温度相对较低，炉膛温度场分布不均时，加大三次风机233风量，同时加大三次风机混风装置234入口回流风风量，通过控制三次风机233强度来包裹推升火焰，达到拉长火焰降低炉膛底部温度，提高炉膛中上部温度的目的；当锅炉高负荷运行，煤粉在炉膛中下部无法完全燃烧时，加大四次风机235风量，同时降低四次风机混风装置236入口回流风风量，四次风机235将混合风送入炉膛中上部的四角切圆通道237，在炉膛内形成切圆旋流风，四次风机235补充炉膛中上部氧量，使炉膛中下部未燃尽煤粉在此区域完全燃烧，保证锅炉燃烧效率实现分级燃烧。当锅炉系统尾部排放在线检测设备检测到氮氧化物排放数值高时，可适当加大二次风机混风装置232、三次风机混风装置234、四次风机混风装置236、五次风机混风装置239回流风与空气配比，达到烟气回流低氮燃烧目的。

所述回流风(即低氧回流风)从引风机6出口经低氧回流装置202引入各风机进口混风装置，回流风为锅炉燃烧后产生烟气，具有氧含量低温度高等特点，回流风含氧量5％-9％，温度100℃-130℃，主要用于直接调节煤粉周边的氧含量，可对燃烧状态进行微调，能够提高燃烧器对不同品质煤粉的适应性，同时也利用了尾部余热达到减排节能目的。

所述燃烧锅炉2设计能够很好地控制结焦的产生，燃烧时，一级送粉通过一次送粉风送入底置式双燃烧器22，一次风机157采用高风压低风量罗茨风机或低风压高风量离心风机，风压、风量可根据变频进行调节能够有效控制送粉高度，以控制炉膛火焰中心高度来调控炉膛内温度分布，达到低温分级燃烧目的，同时一次风旋流叶片223可调节角度调节范围控制在45°-90°，通过调节一次风旋流叶片223角度改变送粉阻力来控制送粉高度，进一步提高了火焰的着火高度，提高了火焰中心的高度，也远离了浇注材料的蓄热区，并且也让锅炉本体21内的水冷壁管充分吸热，降低了炉底的温度。火焰在高温区燃烧时，及时加入大量的三次风机233风量，三次风机233采用直流设计，位于燃烧器外围环形通道起到包裹推升旋流火焰作用，燃烧中通过变频调节三次风机233风量风压大小来控制火焰长度，达到调控炉膛内温度场分布的目的，同时三次风机233引用低氧回流风与空气配比后的混合风来控制燃烧过程中氮氧化合物的生成，达到低氮产生的原理。粉煤灰的熔点为1180℃，本案利用双燃烧器双炉膛底置具有燃烧器出口烟气旋转方向相反，烟气混合均匀，炉膛横向和纵向的温度场更均衡，受热面传热效果好，火焰射程长的优点，通过所述降低炉底温度和炉膛高温区温度，就有效地控制了结焦的产生，降低了氮氧化物的排放，氮氧化物浓度小于150mg/m³。同时双燃烧器设置于左右不同炉膛，相互干扰性较低，在运行中可实现单燃烧器低负荷运行，热水锅炉采用强制循环也为双燃烧器双炉膛底置式热水炉在特殊情况下单燃烧器运行提供可能的条件。

燃烧锅炉2采用双燃烧器双炉膛底置式方式，并通过上述一系列技术降低炉底温度和炉膛高温区温度，不仅解决炉膛结焦、氮氧化物生产量大问题，使底置式双燃烧器在锅炉内得以实施，燃烧器出口烟气旋转方向相反，烟气混合均匀，炉膛横向和纵向的温度场更均衡，受热面传热效果好，更关键是实现火焰温度可控，降低火焰温度，拉长燃烧火束，提高炉膛的燃烧效率(锅炉热效率可达88％-92％)，还为提纯粉煤灰提供了有利条件，通过控制炉膛火焰高温温度在1300℃-1500℃高温下，较佳地控制在1400℃左右，该温度为燃粉内粘土质矿物质的熔融温度值，该粘土质矿物质熔融后，在表面张力作用下形成液滴，液滴在高速运动中搅动碰撞(融化微粒粘结性强)吸附扩径形成大颗粒。另外，双燃烧器底置方式其与现有常用布置方式相比，即简化了煤粉输送系统，大幅度降低了送粉高度，优化了煤粉输送的动力，节省了能耗，解决了煤粉输送管金属耐磨弯头易磨损的问题，降低了安装和使用的成本，又克服了单燃烧器锅炉大容量无法满足锅炉出力及低负荷燃烧问题；底置燃烧器也节省了锅炉房的空间，方便了燃烧器的调整和维修。

所述空气预热器3连接在燃烧锅炉2后端，用于对燃烧锅炉2排出的烟气进行急速冷却，从而使在燃烧锅炉2内熔融形成的大颗粒降温冷却为玻璃微珠。所述除尘器机构4连接在空气预热器3后端，用于对冷却后烟气进行旋风除尘，除尘效率可达99.6％以上，同时用于将送入的混有粉灰(主要为CaO)的烟气进行烟尘分离。

粉煤灰制浆装置5包括螺旋输送机44、管式螺旋45、制浆罐51、输浆泵52、第一备用系统301以及第二备用系统302，所述除尘器机构4的出口与螺旋输送机44的进口连通，螺旋输送机44的出口与管式螺旋45的进口和制浆罐51的进口均连通，输浆泵52的进口与制浆罐51的出口连通，输浆泵52的出口与所述浓淡分离装置9的进口连通，第一备用系统301和第二备用系统302均与输浆泵的出口连通。管式螺旋45连接散装罐车，将除尘器机构4内粉煤灰输送至罐车，作为粉煤灰干法处理备用系统；第一备用系统301为循环罐72的备用系统，第二备用系统为真空陶瓷脱水机101的备用系统。

所述除尘器机构4，如图6所示，包括密闭机壳41和设在该机壳41内呈上下设置的高效布袋除尘器42以及储灰仓43，该密闭机壳41上开设有进烟口(图中未示出)和出烟口(图中未示出)，该进烟口设于密闭机壳41上对应高效布袋除尘器42与储灰仓43之间的位置处，所述出烟口设于密闭机壳41上对应高效布袋除尘器42上方的位置处。密闭机壳41的出烟口经由一引风机6连接至脱硫塔8的塔烟口，所述储灰仓43的下料口经由螺旋输送机44连接制浆罐51的入灰口及管式螺旋45，管式螺旋45将干灰输送至散装罐车后外运，可用于工业制砖。

布袋除尘器机构4工作时，烟气由密闭机壳41的进烟口通入，由高效布袋除尘器42捕捉烟气内混含的煤灰，该煤灰由下方的储灰仓43收集，被收集的煤灰在重力作用下落入螺旋输送机构44内，由螺旋输送机构44螺旋推进煤灰至制浆罐51，粉煤灰经搅拌器搅拌均匀，浓度达到要求后由输浆泵52输送至浓密机91进行浆液分离使用。输浆泵52出口设置输送至真空陶瓷脱水机101的第二备用系统302，将粉煤灰浆液直接输送至真空陶瓷脱水机101进行干燥脱水处理，利用脱水后的碱性澄清液进行脱硫，同时输浆泵52出口设置输送至循环罐72的第一备用系统301，当浓密机装置91故障时粉煤灰直接输送至循环罐72进行脱硫。

所述高效布袋除尘器42和储灰仓43整合为一体化，即将灰仓与收尘器组合，既能除尘又能储灰，不仅密闭性强，而且保证收集效率达99.6％以上，清运灰的频率也可以降低。

所述布袋除尘器42收集的粉灰作为制备脱硫剂的一种原材料加入制浆罐51，与制浆罐51内的工业废液和回收废水在分散剂和稳定剂等化学药物融合作用下，经机械搅拌通过物理活化和化学活化(比如红外照射)方法对其进行活化改性，提高粉灰CaO或Ca(OH)2的激发，最终反应合成高效钙基脱硫剂浆液(主要成分CaO粉灰)由输浆泵52输送至浓密机装置91进行沉淀分离。

循环脱硫装置7包括脱硫循环泵71、循环罐72、排渣泵73及浆液管路阀门等；所述循环罐72包括搅拌器、液位装置、浓度测量装置，循环罐72进口浆液为浓密机装置91上层溢流澄清液；所述循环泵71进口连接所述循环罐72，出口连接所述脱硫塔8，将循环罐72内粉煤灰脱硫剂输送至脱硫塔8内进行循环脱硫，脱硫过后粉煤灰浆液溢流至循环罐72内，经脱硫循环泵71再次输送至脱硫塔8进行循环脱硫使用。所述排渣泵73进口连接所述循环罐72，出口连接所述浓密机装置91，当循环罐内浆液PH浓度下降时，由所述排渣泵73输送至所述浓密机装置91进行再循环溶解，达到循环重复使用，提高浆液利用效率，同时所述排渣泵73出口设有输送至脱水机4的第三备用系统303，保证浓密机装置21故障时循环罐72内浆液能够正常脱水处理。经脱硫塔8处理过后的洁净烟气由烟囱837高位排空。

脱硫循环泵71的出浆口借由脱硫剂喷管连接至所述脱硫塔8的脱硫剂喷口上，将高效钙基脱硫剂浆液直接作为烟气的脱硫剂喷入脱硫塔，与送入脱硫塔内的含有SO₂的烟气在气动飓风涡旋作用下，充分接触混合反应生产CaSO₃,实现烟气脱硫作用。生产的CaSO₃最后进入脱硫系统的中间池，通过加氧反应，生成二水石膏。经脱硫塔8处理过后的洁净烟气由烟囱837高位排空。

上述脱硫塔8包括气动乳化脱硫塔836和烟囱837，用于对布袋除尘器机构4输送来的烟气进行脱硫操作，所处理的烟气量变化情况会直接影响脱硫塔8对烟气的脱硫效果，故而使脱硫塔8在烟气量变化较大情况下仍能保证理想的脱硫效果至关重要。针对该问题，本案提供了脱硫塔8的一较佳实施例，如图7所示，脱硫塔8为一种双层变径旋流脱硫塔，包括有塔体81，该塔体81主要由从下至上连接的分气室811、中和反应室812、液气分离室813组成，塔体81的结构和工作原理与现有脱硫塔相类似，这里不再详细累述。脱硫塔8还包括变径旋流系统82，该变径旋流系统82包括上飓风旋流器821、液压调径器822、光圈式调节阀823、下飓风旋流器824、烟气量传感器(图中未示出)和总控机构(图中未示出)。该上飓风旋流器821、液压调径器822、光圈式调节阀823、下飓风旋流器824由上至下依次设置在中和反应室812内，其中液压调径器822具体为液压卡夫节调径器，其同轴套置在中和反应室812内。所述光圈式调节阀823的下端口与下飓风旋流器824固定连设，上端口伸入液压调径器822内，二者间进行联动可调连接，即光圈式调节阀823的上端口的口径随液压调径器822调径变化而联动变化。

所述烟气量传感器用于检测处理烟气的烟气量情况，烟气量传感器通过数据线电连接至总控机构的数据输入端，由此将检测得的数据通过数据线传送给总控机构进行分析处理。所述总控机构的信号输出端通过控制总线与液压调径器822及下飓风旋流器824分别进行电连接，下飓风旋流器824具有角度可调的旋流叶片，总控机构对检测的烟气量进行分析处理后，发出控制指令给液压调径器822及下飓风旋流器824，以此实现液压调径器822的调径作用，以及下飓风旋流器824的旋转叶片的角度变化。

脱硫塔工作时，未处理烟气首先由塔体81的分气室811通入，对未处理烟气进行均匀引导后进入中和反应室812内，烟气首先由下飓风旋流器824通入，经由光圈式调节阀823再通入液压调径器822，脱硫剂从中和反应室812上端的脱硫剂喷管喷入，经由上飓风旋流器821作用后，进入液压调径器822内与待处理烟气进行雾化中和反应，反应后的带水烟气进入液气分离室813进行气液分离并进一步脱硫，最终将处理后烟气排向大气。

变径旋流系统82采用变频自控原理，工作时通过改变下飓风旋流器824的旋流叶片的角度，使其适应烟气量的变化，从而使烟气旋流成理想的旋流气体，即保证旋流烟气具有较好脱硫效果的作用力，之后该旋流烟气进入液压调径器822内，通过液压调径器822改变中和反应空间的直径，自动调节平衡反应空间，从而保证旋流烟气具有理想且稳定的径向速度，该稳定的径向速度保证了有理想的平衡反应时间，最终能达到理想的脱硫效果。烟气通过本案脱硫塔净化，烟尘排放浓度小于20mg/m³，脱硫率达97％以上，二氧化硫浓度小于50mg/m³。

再有，所述脱硫塔8使用过程中很容易出现积垢，积垢也是影响脱硫塔8正常工作及脱硫效果的一重要因素，针对脱硫塔8的结垢问题，本案给出了一较佳实施例，如图8-9所示，脱硫塔8还设有防垢系统83，该防垢系统83主要由磁釉涂料层831、引流滴水线槽832、汽动吹垢器833及振动电机834四大机构组成，它们集成组合在脱硫塔8上，脱硫塔8的塔身具有从上至下依次连接的上柱型塔段815、锥型塔段814及下柱型塔段816，所述锥型塔段13呈从上至下逐渐缩颈。给出的实施例中脱硫塔8为双层结构，所述锥型塔段814、上柱型塔段815及下柱型塔段816上下各形成有一组，所述锥型塔段814的内侧壁也称内阳面，其中特别是脱硫塔8上层位置的内阳面是脱硫塔8容易积垢的位置，而且该内阳面也是造成下柱型塔段816内壁积垢的一主要因素。

所述防垢系统的组合集成分布如下：所述磁釉涂料层831附着在锥型塔段814的内阳面上，所述引流滴水线槽832连接在锥型塔段814下端部的内侧边缘处，并且该引流滴水线槽832的自由端往内且斜向下延伸至下柱型塔段816，较佳地该引流滴水线槽832的倾斜角度与锥型塔段814内阳面的倾斜角度相同，引流滴水线槽832根据需要可以设有若干个，或者顺延内阳面的下边沿整体布置。所述汽动吹垢器833和振动电机834均设置在上柱型塔段815的侧壁上，振动电机834的振动频率控制在与垢体的固有频率相近或者相同，汽动吹垢器833和振动电机834的个数根据需要可以设有多个并且均匀分布设置。

防垢系统进一步还包括供清洗水输入的清洗喷头25，该清洗喷头25设在上柱型塔段815上且位于汽动吹垢器833上方。图8中脱硫塔8上层位置设有一整套的所述防垢系统，而下层位置，由于结垢相对较少，可以不必设一整套的防垢系统，如图中只设引流滴水线槽832及振动电机834。

本发明防垢系统是在生产运行中防垢并除垢，首先因为有磁釉涂料层831的基础防护，使易结垢的内阳面具有耐磨、不易挂灰、易清洗、分离度高等优点，塔内产生的组织下水(例如脱硫中和液)顺着内阳面下流，借由引流滴水线槽832的引流作用，所述组织下水顺流悬空而下，从而避免了传统技术中组织下水直接沿下柱型塔段816内壁下流而产生塔内附壁垢。针对塔内的粉尘粒子，借由汽动吹垢器833的能量作用，使空气分子与粉尘粒子产生振荡破坏，阻止粉尘粒子在受热面表面沉积，同时也阻止粒子之间结合，使之处于悬浮状态，以便使烟气将其带走或靠自身重力沉降，达到清灰的目的。当然不可避免还是会在塔内壁上集结少量垢体，此时借由振动电机834与垢体固有频率同频率的振动作用，使垢体从附壁上分离。清洗喷头835可以适时适当地往塔内喷射清水，使垢体在结垢前或再次结垢前被冲刷掉。

在本发明中，脱硫剂为粉煤灰溶液，主要成分为活性氧化钙及其他氧化物，钙基脱硫剂是现实中非常容易取得的是较经济的脱硫剂。

脱硫塔顶部装置旋流板脱水器，含水烟气经该设备处理后95％水分回收利用；由于乳化液中液粒的比表面积比水膜除尘、喷淋除尘等方法大数倍至数十倍，因此，单位液量补集和吸收的有害物质的效率将显著增大，脱硫反应速度快、效率高、吸收液利用率高。

所述的浓淡分离装置9包括浓密机装置91、混流筒92、耙机94、填料93、渣浆泵96、自循环管路系统95及浆液管路阀门等；所述的混流筒92、耙机94、填料93设置在浓密机装置91内，混流筒92、填料94、耙机93、渣浆泵96从上至下依次连接；所述浓密机装置91为粉煤灰浆液浓淡分离装置，进口连接混流筒92，上层浓度较低的澄清浆液送入循环罐72进行脱硫，下层浓度高浆液经所述渣浆泵96送入真空陶瓷脱水机101进行脱水；所述耙机94为浓密机装置91内部搅拌装置；所述填料93为高分子斜板填料，为浓密机装置91内部浓淡浆液导流装置。渣浆泵96进口连接浓密机装置91底部，出口连接脱水装置10，同时所述渣浆泵96出口设有备用自循环管路系统95，在脱水机10故障时可进行内部自循环，防止底部浆液沉积堵塞，保证脱硫浆液浓度达到使用需求。

浓密机装置91为高效深锥浓密机，其上部圆筒形、下部圆锥形的机体。浆液进入圆筒形上部混流筒92。浆液中的大部分水在浓密机圆筒部分的澄清区内流向周边溢出，小部分在絮团沉降区内形成小涡流。在机体的圆锥部分即压缩区内，沉淀物在重力作用下进行压缩，由底流口渣浆泵96抽出。深锥浓缩机锥体较浓，沉淀物存锥体底部承受大的重力压缩作用，使底流的固体含量很高。所述浓密机装置91为浓淡分离装置，采用高效深锥沉淀方式，同时内置高分子斜板填料，保证上清液浓度＜0.5％，底流浓度＞30％，满足脱硫使用的同时降低脱水能耗。浓密机装置91的上部清液溢流至循环罐72内进行循环脱硫使用，下层浓度高浆液经所述渣浆泵92送入真空陶瓷脱水机101进行脱水。

粉煤灰浆液由混流筒92进入浓密机装置91内部后，经填料层93进行分离，上部澄清液溢流至循环罐72进行脱硫，下层浓度高浆液经耙机94搅拌松动后由渣浆泵96送入真空陶瓷脱水机101进行脱水。渣浆泵96出口设有备用自循环管路系统95，将浓密机装置21底部浆液重新输送至混流筒92，进行内部循环。

脱水装置10包括真空陶瓷脱水机101和滤液水箱102。真空陶瓷脱水机101工作基于毛细微孔的作用原理，采用微孔陶瓷作为过滤介质，利用微孔陶瓷大量狭小具有毛细作用原理设计的固液分离设备，在负压工作状态下的盘式过滤机，利用微孔陶瓷过滤板其独特通水不透气的特性，抽取陶瓷过滤板内腔真空产生与外部的压差，使料槽内悬浮的物料在负压的作用下吸附在陶瓷过滤板上，固体物料因不能通过微孔陶瓷过滤板被截留在陶瓷板表面，而液体因真空压差的作用下外排至滤液水箱102进行循环利用，从而达到固液分离的目的，脱硫后粉煤灰固体物料集中外运，可用做水泥添加剂、工业制砖等。滤液水箱102为浆液脱水后所析出的澄清碱性液体容器，脱水后澄清液由所述滤液水箱102溢流回所述制浆罐51，作为粉煤灰浆液初始制备时的工艺水使用。

再参照图10，作为本发明的第二种优选方式，本发明还提出一种煤粉工业锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统，第二种优选方式与第一种优选方式的差别在于：在第二种实施方式中，煤粉工业锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统中，燃烧锅炉2中，即可以使用单燃烧器器，也可以使用双燃烧器。煤粉工业锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统还包括烟气脱硝装置，烟气脱硝装置包括选择性催化还原脱硝装置201和低氧回流装置202，选择性催化还原脱硝装置201的进口与低氮燃烧器装置的出口连通(具体与锅炉本体的出口连通)，选择性催化还原脱硝装置201的出口与除尘器机构4的进口连通，低氧回流装置202的出口与配风系统(即多重配风系统)的进口连通，低氧回流装置202的进口与引风机6连通，具体地，低氧回流装置的出口与一次风机混风装置241、二次风机混风装置232、三次风机混风装置234、四次风机混风装置236、五次风机混风装置239的进口连通。在第二种优选方式中，除尘器机构包括旋风除尘器46和布袋除尘器42，旋风除尘器46的进口与所述空气预热器3的出口连通，布带除尘器42的进口与旋风除尘器46的出口连通，旋风除尘器46和布袋除尘器42的出口均与所述粉煤灰制浆装置5的进口连通。

综上，本燃煤系统通过一系列的技术创新及改造，达到了锅炉热效率极高，粉尘收集密闭性好且收集效率优异，脱硫塔的脱硫效率极佳且防垢、除垢性能优异，确保了高效的脱硫处理及节省劳力等等；最终使本发明系统烟气的排放指标远低于国家规定排放浓度，达到高效节能、减排及环保的有益效果，同时本发明首次使用双燃烧器双炉膛底置式热水炉结构，属于国内首创。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，其特征在于：包括除尘器机构、粉煤灰制浆装置、循环脱硫装置、脱硫塔、浓淡分离装置以及脱水装置，除尘器机构的出口与粉煤灰制浆装置的进口连通，粉煤灰制浆装置的出口与浓淡分离装置的进口连通，浓淡分离装置的出液口与循环脱硫装置的进口连通，循环脱硫装置的出口与脱硫塔的进口和浓淡分离装置的进口均连通。

2.如权利要求1所述的煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，其特征在于：所述粉煤灰制浆装置的出口通过第一备用系统与所述循环脱硫装置连通，所述粉煤灰制浆装置的出口通过第二备用系统与所述脱水装置连通，所述循环脱硫装置的出口通过第三备用系统与所述脱水装置连通。

3.如权利要求2所述的煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，其特征在于：所述粉煤灰制浆装置包括螺旋输送机、管式螺旋、制浆罐、输浆泵、所述第一备用系统以及所述第二备用系统，所述除尘器机构的出口与螺旋输送机的进口连通，螺旋输送机的出口与管式螺旋的进口和制浆罐的进口均连通，输浆泵的进口与制浆罐的出口连通，输浆泵的出口与所述浓淡分离装置的进口连通，所述第一备用系统和所述第二备用系统均与输浆泵的出口连通。

4.如权利要求3所述的煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，其特征在于：所述浓淡分离装置包括浓密机装置、混流筒、耙机、填料、渣浆泵以及自循环管路系统，混流筒、耙机以及填料设置在浓密机装置内，混流筒、填料、耙机、渣浆泵从上至下依次连接，浓密机装置的进口与混流筒连通，浓密机装置的上部与所述循环脱硫装置连通，浓密机装置的下部通过渣浆泵与所述脱水装置连通，自循环管路系统的进口与渣浆泵的出口连通，自循环管路系统的出口与混流筒的进口连通。

5.如权利要求4所述的煤粉灰脱硫中浆液浓淡分离及多重备用系统，其特征在于：所述脱硫循环装置包括循环罐、脱硫循环泵、排渣泵以及所述第三备用系统，所述脱硫塔的进口与引风机的出口连通，循环罐的进口与所述浓密机装置的上部连通，出口与所述脱硫塔连通，排渣泵的进口与循环泵的出口连通，出口与所述浓密机装置连通，所述第三备用系统连接至排渣泵的出口，所述脱水装置包括真空陶瓷脱水机和滤液水箱。