CN207076327U - 用于燃气冷凝锅炉的除氮系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉制造领域，尤其涉及一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统，包括烟道、除氮装置和溶液供应装置，其中，烟道包括烟气入口、烟气出口以及连接烟气入口和烟气出口的烟气导管，烟气入口连通燃气冷凝锅炉的排烟口，烟气出口连通大气；除氮装置包括喷淋组件、第一回收管、储液容器、泵和溶液导管，喷淋组件设置在烟气导管内，储液容器与烟气导管之间通过第一回收管连通，第一回收管位于烟气入口与喷淋组件之间，喷淋组件与储液容器之间通过溶液导管相连；泵设置在溶液导管上，用于将储液容器中的除氮溶液泵入喷淋组件；溶液供应装置与储液容器连接，用于向储液容器补充除氮溶液。本实用新型具有节省空间、水量消耗少、除氮效率高的优点。

Description

用于燃气冷凝锅炉的除氮系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉制造领域，尤其涉及一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统。

背景技术

全预混燃气冷凝机组：是一种采用燃气与空气在进入换热器内部燃烧之前就按照适当比例100％完全预混技术的一种新型高效环保机组，燃气燃烧后产生的烟气在换热器本体就经过冷却、冷凝的过程，回收了烟气中大部分水蒸气的汽化潜热，大幅度提高了机组效率，且有效降低了排烟温度。与传统的燃气锅炉相比，燃烧方式更先进，传统的燃气锅炉为大气式燃烧，而燃气冷凝供热机组采用的是100％全预混式燃烧。传统的燃气锅炉多没有冷凝换热器，燃气冷凝供热机组采用一体式换热器，燃烧部分和冷凝换热部分融为一体，效率大大提高。

燃气冷凝锅炉的燃料主要是天然气，虽然天然气比许多其它的燃料清洁许多倍，但是天然气在锅炉内燃烧还是导致产生大量的污染排放物。燃烧后的烟气中普遍含有NO和NO₂等氮氧化物，这些氮氧化物排放到空气中会对空气造成污染。

当前，环境污染越来越严重，国家愈发重视环保，北京出台了全球最严格的氮氧化物排放标准(低于30mg/m³)，周边城市乃至全国都将推行。大型的燃气锅炉降低氮氧化物的方式为在烟气加装除氮器，成本高昂。小型燃气锅炉降低氮氧化物的方法是采用全预混低氮燃烧器，提高空燃比(即提高氧含量)来降低氮氧化物排放，但这种方法会降低锅炉效率；降低氮氧化物排放的另一个方法是使用锅炉除氮器，但现有的锅炉除氮器直接使用水来吸收烟气中的氮氧化物，其存在阻力大、消耗水量多、占地面积大、噪声大的缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型的目的是提供一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统，用以降低燃气冷凝锅炉产生的烟气中的氮氧化物，使最终排放的烟气达到氮氧化物排放标准。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统，所述系统位于燃气冷凝锅炉外部，包括烟道、除氮装置和溶液供应装置，其中，

所述烟道包括烟气入口、烟气出口以及连接烟气入口和烟气出口的烟气导管，所述烟气入口连通燃气冷凝锅炉的排烟口，所述烟气出口连通大气；

所述除氮装置包括喷淋组件、第一回收管、储液容器、泵和溶液导管，所述喷淋组件设置在烟气导管内，所述储液容器与烟气导管之间通过第一回收管连通，所述第一回收管位于所述烟气入口与所述喷淋组件之间，所述喷淋组件与所述储液容器之间通过溶液导管相连；所述泵设置在所述溶液导管上，用于将储液容器中的除氮溶液泵入喷淋组件；

所述溶液供应装置与储液容器连接，用于向储液容器补充除氮溶液。

优选地，所述除氮装置还包括除雾器和第二回收管，所述除雾器设置在烟气出口处，所述第二回收管的入口和出口均与烟气导管相连，并且，所述第二回收管的入口和出口均位于除雾器与喷淋组件之间。

优选地，所述溶液供应装置包括加水组件和加料组件；所述加水组件包括水管和设置在水管上的加水阀，所述水管一端连接水源，另一端连通储液容器；所述加料组件包括导流管、原料储存容器和加料阀，所述加料阀设置在导流管上，所述导流管的一端连接储液容器，另一端连接原料储存容器，所述原料储存容器用于存储高浓度的除氮溶液。

优选地，所述储液容器内设有搅拌器，所述搅拌器用于将所述导流管提供的高浓度的除氮溶液与水管提供的水进行混合，得到除氮溶液。

优选地，所述储液容器内还设有铵根离子浓度检测仪和液位检测仪，所述液位检测仪设置在储液容器的上部，所述铵根离子浓度检测仪设置在储液容器的下部。

优选地，所述系统还包括控制器，所述控制器分别与所述铵根离子浓度检测仪、所述液位检测仪、所述加水阀和所述加料阀通信连接；

所述铵根离子浓度检测仪用于检测除氮溶液中的铵根离子浓度，并将检测到的铵根离子浓度发送给控制器，所述控制器判断所述铵根离子浓度是否高于阈值，若是，则控制所述加水阀和/或所述加料阀开启，直至除氮溶液中的铵根离子浓度不高于所述阈值；

所述液位检测仪用于检测储液容器中除氮溶液的液位信息，并将所述液位信息发送给控制器，所述控制器还用于根据所述液位信息判断除氮溶液的液面高度是否达到最高限值或最低限值，若所述液面高度达到所述最低限值，则控制所述加水阀和/或所述加料阀开启，若所述液面高度达到最高限值，则控制所述加水阀和所述加料阀关闭。

优选地，所述控制器与所述泵通信连接，所述控制器用于根据燃气冷凝锅炉中燃烧室的燃烧效率控制所述泵的流量。

优选地，所述系统还包括排污处理装置，所述排污处理装置包括第一排污管、第二排污管、混合容器、第一排污阀和第二排污阀；

所述储液容器的底部设有排污口，所述第一排污管的一端与所述排污口连接，另一端与所述混合容器连接，所述第一排污阀设置在第一排污管上，所述第二排污管与所述混合容器相连，所述第二排污阀设置在所述第二排污管上。

优选地，所述喷淋组件包括管接头、喷淋管和喷淋头，所述管接头与所述溶液导管连通，所述喷淋管的一端连通所述管接头，另一端为封闭端，所述喷淋管上设有多个所述喷淋头。

优选地，所述除雾器为平板式除雾器或者丝网除雾器；所述泵为变频水泵。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

本实用新型通过加装在锅炉排烟口的除氮装置，将配比好的除氮溶液(尿素、水等)均匀并充分的由上至下的与烟气接触，反应并吸收烟气当中的氮氧化物，接着再经过除雾器，将残留在烟气中的水汽导入储液容器内，实现除氮溶液的回收利用并防止二次污染。储液容器加装铵根离子浓度检测仪和液位检测仪，可自动检测储液容器内的除氮溶液的铵根离子浓度和液面高度，进而补充储液容器中的除氮溶液，确保除氮效率。

与现有的锅炉除氮器相比，本实用新型的除氮系统对烟气阻力小，可避免烟气回流，其对水的消耗量少，占地面积和噪声较小；此外，除氮装置还可以联动锅炉自身的控制器，根据锅炉的燃烧效率控制泵的流量，实现除氮装置的自动启停及除氮力度的调整，可以确保无论在何种燃烧条件下，除氮装置都能运行在最佳的除氮状态，提高除氮效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是用于燃气冷凝锅炉的除氮系统的结构示意图；

图2是用于燃气冷凝锅炉的除氮系统中烟气的流向的示意图；

图3是用于燃气冷凝锅炉的除氮系统中除氮溶液的流向的示意图。

其中，附图标记包括：11-烟气入口，13-烟气出口，12-烟气导管，21-喷淋组件，22-第一回收管，23-储液容器，24-泵，25-溶液导管，26-除雾器，27-第二回收管，31-加水组件，32-加料组件，4-控制器，

311-水管，312-加水阀，321-导流管，322-原料储存容器，323-加料阀，

231-搅拌器，232-铵根离子浓度检测仪，233-液位检测仪，

51-第一排污管，52-第一排污阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将接合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统，所述系统位于燃气冷凝锅炉外部，包括烟道、除氮装置和溶液供应装置，其中，

所述烟道包括烟气入口11、烟气出口13以及连接烟气入口11和烟气出口13的烟气导管12，所述烟气入口11连通燃气冷凝锅炉的排烟口，所述烟气出口13连通大气。

所述除氮装置包括喷淋组件21、第一回收管22、储液容器23、泵24、溶液导管25、除雾器26和第二回收管27，所述喷淋组件21设置在烟气导管12内，所述储液容器23与烟气导管12之间通过第一回收管22连通，所述第一回收管22位于所述烟气入口11与所述喷淋组件21之间，所述喷淋组件21与所述储液容器23之间通过溶液导管25相连；所述泵24设置在所述溶液导管25上，用于将储液容器23中的除氮溶液泵入喷淋组件21；所述除雾器26设置在烟气出口13处，所述第二回收管27的入口和出口均与烟气导管12相连，并且，所述第二回收管27的入口和出口均位于除雾器26与喷淋组件21之间。

所述溶液供应装置与储液容器23连接，用于向储液容器23补充除氮溶液。具体的，所述溶液供应装置包括加水组件31和加料组件32；所述加水组件31包括水管311和设置在水管311上的加水阀312，所述水管311一端连接水源，另一端连通储液容器23；所述加料组件32包括导流管321、原料储存容器322和加料阀323，所述加料阀323设置在导流管321上，所述导流管321的一端连接原料储存容器322，另一端连接储液容器23；所述原料储存容器322用于存储高浓度的除氮溶液。

进一步地，所述储液容器23内设有搅拌器231，所述搅拌器231用于将所述导流管321提供的高浓度的除氮溶液与水管311提供的水进行混合稀释，得到除氮溶液。优选地，所述除氮溶液由尿素、水和添加剂(例如三乙醇胺)组成。优选地，所述搅拌器231安装在储液容器23的内底面上。

进一步地，所述系统还包括控制器4，所述储液容器23内还设有铵根离子浓度检测仪232和液位检测仪233，所述控制器4分别与所述铵根离子浓度检测仪232、所述液位检测仪233、所述液位检测仪233、所述加水阀312和所述加料阀323通信连接。

具体的，所述液位检测仪233设置在储液容器23的上部，用于检测除氮溶液中的铵根离子浓度，并将检测到的铵根离子浓度发送给控制器4，所述控制器4判断所述铵根离子浓度是否高于阈值，若是，则控制所述加水阀312和/或所述加料阀323开启，直至除氮溶液中的铵根离子浓度不高于所述阈值；所述铵根离子浓度检测仪232设置在储液容器23的下部，用于检测储液容器23中除氮溶液的液位信息，并将所述液位信息发送给控制器4，所述液位信息包括液面高度，所述控制器4还用于根据所述液位信息判断除氮溶液的液面高度是否达到最高限值或最低限值，若所述液面高度达到所述最低限值，则控制所述加水阀312和/或所述加料阀323开启，若所述液面高度达到最高限值，则控制所述加水阀312和所述加料阀323关闭。储液容器23加装铵根离子浓度检测仪232和液位检测仪233，可自动检测储液容器23内的除氮溶液的铵根离子浓度和液面高度，进而补充储液容器23中的除氮溶液，确保除氮效果。

进一步地，所述控制器4与所述泵24通信连接，所述控制器4用于根据燃气冷凝锅炉中燃烧室的燃烧效率控制所述泵24的流量。当燃气冷凝锅炉停止工作，燃烧室处于未燃烧状态，没有烟气排出，则控制器4控制泵24的控制阀关闭；燃气冷凝锅炉工作时，控制器4一边控制燃气冷凝锅炉的燃烧效率，一边控制泵24的控制阀开度，当燃烧效率低时，产生的烟气大，则泵24的控制阀开度较大，加大喷淋组件21的喷淋力度，当燃烧效率高时，产生的烟气小，则泵24的控制阀开度较小，相应的减小喷淋组件21的喷淋力度，从而使得喷淋组件21的喷淋力度与烟气大小相适应，在确保除氮效果的同时节省能源。

进一步地，所述系统还包括排污处理装置，所述排污处理装置包括第一排污管51、第二排污管、混合容器、第一排污阀52和第二排污阀，所述储液容器23的底部设有排污口，所述第一排污管51的一端与所述排污口连接，另一端与所述混合容器连接，所述第一排污阀52设置在第一排污管51上，所述第二排污管与所述混合容器相连，所述第二排污阀设置在所述第二排污管上。当需要全部或部分更换储液容器中的液体时，由于该液体呈酸性，直接排放会对环境造成污染，因而在排放之前要事先经过混合容器，在混合容器中进行酸碱中和反应，之后再经第二排污管52排放到外界环境中。

优选的，所述喷淋组件21包括管接头、喷淋管和喷淋头，所述管接头与所述溶液导管25连通，所述喷淋管的一端连通所述管接头，另一端为封闭端，所述喷淋管上设有多个所述喷淋头。当泵24的流量大时，喷淋头喷洒的水雾密集，当泵24的流量小时，喷淋头喷洒的水雾较稀薄。

优选的，所述除雾器26为平板式除雾器或者丝网除雾器；所述泵24为变频水泵。

图2是用于燃气冷凝锅炉的除氮系统中烟气的流向的示意图，图3是用于燃气冷凝锅炉的除氮系统中除氮溶液的流向的示意图。请参见图2，图中箭头是烟气的流动方向；燃气冷凝锅炉产生的烟气通过烟气入口11进入烟气导管12中，并沿烟气导管12向烟气出口13流出，在从烟气入口11到烟气出口13之间，会依次经过喷淋组件21和除雾器26。参见图3，图中箭头是除氮溶液的流动方向，泵将除氮溶液从储液容器泵入喷淋组件，喷淋组件喷洒的除氮溶液通过第一回收管22回流至储液容器中，此外，混合除氮溶液的烟气在经过除雾器时，烟气中的除氮溶液被收集起来并向下滑落，经过第二回收管27流向喷淋组件，实现二次利用。

本实用新型通过加装在锅炉排烟口的除氮装置，将配比好的除氮溶液(尿素、水等)均匀并充分的由上至下的与烟气接触，反应并吸收烟气当中的氮氧化物，接着再经过除雾器，将残留在烟气中的水汽导入储液容器内，实现除氮溶液的回收利用。储液容器加装铵根离子浓度检测仪和液位检测仪，可自动检测储液容器内的除氮溶液的铵根离子浓度和液面高度，进而补充储液容器中的除氮溶液，确保除氮效率。

与现有的锅炉除氮器相比，本实用新型的除氮系统对烟气阻力小，可避免烟气回流，其对水的消耗量少，占地面积和噪声较小；此外，除氮装置还可以联动锅炉自身的控制器，根据锅炉的燃烧效率控制泵的流量，实现除氮装置的自动启停及除氮力度的调整，可以确保无论在何种燃烧条件下，除氮装置都能运行在最佳的除氮状态，提高除氮效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气冷凝锅炉的除氮系统，其特征在于，包括烟道、除氮装置和溶液供应装置，其中，

所述烟道包括烟气入口(11)、烟气出口(13)以及连接烟气入口(11)和烟气出口(13)的烟气导管(12)，所述烟气入口(11)连通燃气冷凝锅炉的排烟口，所述烟气出口(13)连通大气；

所述除氮装置包括喷淋组件(21)、第一回收管(22)、储液容器(23)、泵(24)和溶液导管(25)，所述喷淋组件(21)设置在烟气导管(12)内，所述储液容器(23)与烟气导管(12)之间通过第一回收管(22)连通，所述第一回收管(22)位于所述烟气入口(11)与所述喷淋组件(21)之间，所述喷淋组件(21)与所述储液容器(23)之间通过溶液导管(25)相连；所述泵(24)设置在所述溶液导管(25)上，用于将储液容器(23)中的除氮溶液泵入喷淋组件(21)；

所述溶液供应装置与储液容器(23)连接，用于向储液容器(23)补充除氮溶液。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述除氮装置还包括除雾器(26)和第二回收管(27)，所述除雾器(26)设置在烟气出口(13)处，所述第二回收管(27)的入口和出口均与烟气导管(12)相连，并且，所述第二回收管(27)的入口和出口均位于除雾器(26)与喷淋组件(21)之间。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述溶液供应装置包括加水组件(31)和加料组件(32)；

所述加水组件(31)包括水管(311)和设置在水管(311)上的加水阀(312)，所述水管(311)一端连接水源，另一端连通储液容器(23)；

所述加料组件(32)包括导流管(321)、原料储存容器(322)和加料阀(323)，所述加料阀(323)设置在导流管(321)上，所述导流管(321)的一端连接储液容器(23)，另一端连接原料储存容器(322)，所述原料储存容器(322)用于存储高浓度的除氮溶液。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储液容器(23)内设有搅拌器(231)，所述搅拌器(231)用于将所述导流管(321)提供的高浓度的除氮溶液与水管(311)提供的水进行混合，得到除氮溶液。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储液容器(23)内还设有铵根离子浓度检测仪(232)和液位检测仪(233)，所述液位检测仪(233)设置在储液容器(23)的上部，所述铵根离子浓度检测仪(232)设置在储液容器(23)的下部。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制器(4)，所述控制器(4)分别与所述铵根离子浓度检测仪(232)、所述液位检测仪(233)、所述加水阀(312)和所述加料阀(323)通信连接；

所述铵根离子浓度检测仪(232)用于检测除氮溶液中的铵根离子浓度，并将检测到的铵根离子浓度发送给控制器(4)，所述控制器(4)判断所述铵根离子浓度是否高于阈值，若是，则控制所述加水阀(312)和/或所述加料阀(323)开启，直至除氮溶液中的铵根离子浓度不高于所述阈值；

所述液位检测仪(233)用于检测储液容器(23)中除氮溶液的液位信息，并将所述液位信息发送给控制器(4)，所述控制器(4)还用于根据所述液位信息判断除氮溶液的液面高度是否达到最高限值或最低限值，若所述液面高度达到所述最低限值，则控制所述加水阀(312)和/或所述加料阀(323)开启，若所述液面高度达到最高限值，则控制所述加水阀(312)和所述加料阀(323)关闭。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器(4)与所述泵(24)通信连接，所述控制器(4)用于根据燃气冷凝锅炉中燃烧室的燃烧效率控制所述泵(24)的流量。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述系统还包括排污处理装置，所述排污处理装置包括第一排污管(51)、第二排污管、混合容器、第一排污阀(52)和第二排污阀，

所述储液容器(23)的底部设有排污口，所述第一排污管(51)的一端与所述排污口连接，另一端与所述混合容器连接，所述第一排污阀(52)设置在第一排污管(51)上，所述第二排污管与所述混合容器相连，所述第二排污阀设置在所述第二排污管上。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷淋组件(21)包括管接头、喷淋管和喷淋头，所述管接头与所述溶液导管(25)连通，所述喷淋管的一端连通所述管接头，另一端为封闭端，所述喷淋管上设有多个所述喷淋头。

10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述除雾器(26)为平板式除雾器或者丝网除雾器；所述泵(24)为变频水泵。