CN213995395U - 一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，包括燃煤启动锅炉、烟气再循环烟道、旋风水膜除尘系统、引风机、臭氧脱硝系统、联合脱除SO₂/NO_X的系统、湿式静电除尘器、烟囱；旋风水膜除尘系统包括旋风水膜除尘器、沉淀池、澄清池，臭氧脱硝系统包括钠钙双碱法脱硫塔、臭氧发生器、臭氧喷射器。本实用新型系统设备具备运行稳定、受运行参数的影响较小以及工程投资规模小、施工难度低、耗电设备少、可移动、利用率高的特点。

Description

一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统

技术领域

本实用新型涉及工业废气、废水净化技术领域，更具体涉及一种燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统。

背景技术

燃煤启动锅炉是大型火力发电厂不可缺少的辅机设备，是电厂第一台机组冷态启动时向辅助蒸汽系统供汽的唯一汽源，直接影响着主机的安全启动。与大型火力发电锅炉相比，燃煤启动锅炉多采用链条锅炉，具有炉膛火焰温度低、锅炉容量小、运行参数低、运行时间短的特点。但由于燃煤启动锅炉占地面积大，污染物排放超标，因此很多电厂计划淘汰掉燃煤启动锅炉。

静电除尘技术是目前大型火力发电锅炉烟气除尘应用最广泛的技术，此除尘技术要求烟气温度不能过低，否则容易造成绝缘部件结露、爬电、积灰堵塞灰斗等问题，因此在锅炉启动阶段，静电除尘器无法投入运行。此外静电除尘器还具有投资规模大、运行耗电量大、设备故障率高等缺点。

选择性催化还原技术(SCR)是目前大型火力发电锅炉烟气脱硝应用最广泛的一种技术，该脱硝技术的脱硝效率最高可达90％，是最为成熟可靠的脱硝技术，要求反应温度为300～400℃，此外该技术的催化剂在积灰与磨损的作用下容易失活。

石灰石-石膏湿法脱硫技术是目前大型火力发电锅炉烟气脱硫应用最为广泛的一种技术，该技术工艺成熟，脱硫效率最高可达99％，但是该技术产生的脱硫废水处理困难。因此，亟需一种可脱除多种污染物协的系统。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，以解决选择性催化还原脱硝技术催化剂易失活、石灰石-石膏湿法脱硫技术废水处理困难的问题，以保障各个电厂锅炉烟气合格排放的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，包括污染物协同脱除系统包括通过PLC自控系统及软件调节的燃煤启动锅炉、烟气再循环烟道、旋风水膜除尘系统、引风机、臭氧脱硝系统、联合脱除SO₂/NO_X的系统、湿式静电除尘器、烟囱；所述旋风水膜除尘系统包括旋风水膜除尘器、连通旋风水膜除尘器底端的沉淀池、分别连通沉淀池以及旋风水膜除尘器顶端的澄清池；所述臭氧脱硝系统包括钠钙双碱法脱硫塔以及配合使用的臭氧发生器、臭氧喷射器；所述燃煤启动锅炉顶部通过烟道与旋风水膜除尘器的下部相连，旋风水膜除尘器通过倒U型的出口烟道与引风机相连；所述引风机通过烟道连通顶部设有湿式静电除尘器的钠钙双碱法脱硫塔，且湿式静电除尘器的尾端通过烟道连接烟囱；所述臭氧喷射器的喷射端伸入引风机与钠钙双碱法脱硫塔之间的烟道内，且臭氧喷射器与引风机之间的烟道上连通有烟气再循环烟道，烟气再循环烟道另一端连通有二次风箱。

进一步优化技术方案，所述旋风水膜除尘器为圆筒形结构，且筒体高度为筒体直径的6-10倍。

进一步优化技术方案，所述在旋风水膜除尘器出口设置用于测试粉尘浓度及喷淋水排水浓度的粉尘浓度测量仪器；在旋风水膜除尘器烟气进口设置烟气调节挡板；在旋风水膜除尘器进口烟道设置可调节角度的导流板。

进一步优化技术方案，所述联合脱除SO₂/NO_X的系统包括钠钙双碱法脱硫塔，钠钙双碱法脱硫塔的下部连通有第一循环水泵，第一循环水泵依次连接反应池、联合沉淀池、循环池、第二循环水泵，第二循环水泵连接钠钙双碱法脱硫塔的上部。

进一步优化技术方案，所述烟气再循环烟道上设有用于控制烟气循环比率在10％～15％的烟气再循环调节阀，且烟气再循环烟道与烟道、二次风箱之间均采用柔性连接。

进一步优化技术方案，所述燃煤启动锅炉的底端连通有一次风箱，且污染物协同脱除系统中各设备均通过PLC自控系统及软件进行调节。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型提供了一种移动式燃煤启动锅炉多污染物协同脱除的系统，以保障各个电厂锅炉启动过程全周期稳定高效脱除烟气中的粉尘、氮氧化物、二氧化硫等污染物，实现烟气达标排放，无瞬时烟气污染物超标排放，同时能够有效处理电站锅炉脱硫废水，此外本系统设备还具备运行稳定、受运行参数的影响较小以及工程投资规模小、施工难度低、耗电设备少、可移动、利用率高的特点。

附图说明

图1为本实用新型中移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统的结构示意图；

图2为本实用新型中旋风水膜除尘系统的结构示意图；

图3为本实用新型中联合脱除SO₂/NO_X的系统的结构示意图；

其中：1、一次风箱，2、二次风箱，3、燃煤启动锅炉，4、烟气再循环烟道，5、旋风水膜除尘器，6、引风机，7、臭氧发生器，8、臭氧喷射器，9、钠钙双碱法脱硫塔，10、湿式静电除尘器，11、烟囱，12、澄清池，13、沉淀池，14、烟气再循环调节阀，15、第一循环水泵，16、反应池，17、联合沉淀池，18、循环池，19、第二循环水泵。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，系统中各设备均通过PLC自控系统及软件进行调节，结合图1至3所示，包括底端连通有一次风箱1的燃煤启动锅炉3、烟气再循环烟道4、旋风水膜除尘系统、引风机6、臭氧脱硝系统、联合脱除SO₂/NO_X的系统、湿式静电除尘器10、烟囱11。

旋风水膜除尘系统包括旋风水膜除尘器5、沉淀池13、澄清池12。沉淀池13通过管路连通旋风水膜除尘器5的底端，沉淀池13出口连通澄清池12，澄清池12的出口连通旋风水膜除尘器5的顶端。

旋风水膜除尘器5为圆筒形结构，且筒体高度为筒体直径的6-10倍。旋风水膜除尘器5对运行环境要求比较低，在启动初期燃油阶段即可投入运行，实现启动全周期污染物脱除，此外设备主体为花岗岩石砌制，具有耐磨损、抗腐蚀的特点，对除尘所需水的水质要求较低，可以采用钠钙双碱法脱硫塔9系统所排放的废水来除尘。水从旋风水膜除尘器5筒体上部的喷嘴沿切线方向将水喷向圆筒内壁，在旋风水膜除尘器5筒体内表面形成一层水膜，含烟尘的废水由除尘器底部中心排出管排走，进入沉淀池13、澄清池12，逐级进行分离冷却，然后再送入除尘器，闭路循环使用。在旋风水膜除尘器5出口设置粉尘浓度测量仪器，用于测试粉尘浓度及喷淋水排水浓度；在旋风水膜除尘器5烟气进口设置烟气调节挡板；在旋风水膜除尘器5进口烟道设置可调节角度的导流板。旋风水膜除尘器5除尘效率最高可达90％，除尘器所用水循环使用，消纳一部分脱硫废水，可以降低脱硫废水处理成本。

臭氧脱硝系统包括钠钙双碱法脱硫塔9以及配合使用的臭氧发生器7、臭氧喷射器8。钠钙双碱法脱硫塔9采用NaOH溶液来吸收烟气中的SO₂，反应后的脱硫剂通过石灰浆液再生后，再返回钠钙双碱法脱硫塔9循环使用。臭氧发生器7通过电离液氧储罐输送的高浓度氧气来制造臭氧，臭氧氧化烟气中NO生成高价态的NO_x，再通过碱液吸收高价态的NO_x，加快反应速率，进而降低烟气中的NO浓度。臭氧脱硝系统设置了独立的PLC控制系统，将原料气源系统的仪表和氧化剂制备系统控制纳入脱硝PLC控制系统，根据原烟气量、原烟气中的NOx浓度为前馈信号设置进入臭氧发生器7的液氧流量，根据钠钙双碱法脱硫塔9出口NOx浓度为反馈信号调整进入臭氧发生器7的液氧流量，通过原操作站对氧化剂制备区设备进行监控，具有可靠性高、组态灵活、安装方便、运行速度快等优点。

燃煤启动锅炉3顶部通过烟道与旋风水膜器5的下部相连，旋风水膜除尘器5通过倒U型的出口烟道与引风机6相连；引风机6通过烟道连通钠钙双碱法脱硫塔9，钠钙双碱法脱硫塔9顶部设有湿式静电除尘器10，且湿式静电除尘器10的尾端通过烟道连接烟囱11。臭氧喷射器8的喷射端伸入引风机6与钠钙双碱法脱硫塔9之间的烟道内，臭氧喷射器8的喷嘴应迎着烟气来流方向布置，臭氧喷射器8安装位置与钠钙双碱法脱硫塔9的距离应能保证臭氧与烟气中NO_x的充分混合反应，臭氧喷射器8与引风机6之间的烟道上连通有烟气再循环烟道4，烟气再循环烟道4另一端连通有二次风箱2。烟气再循环烟道4上设有烟气再循环调节阀14，用于控制烟气循环比率在10％～15％，使得灰渣含碳量与氮氧化物生成量达到最经济性最优；烟气再循环烟道4与烟道、二次风箱2之间均采用柔性连接，且炉膛后墙上的二次风箱2炉拱上移0.5m，使烟气在炉拱出口处形成S形流，以强化炉内烟气的扰动、强化燃烧、增加烟气在炉内的停留时间，让未充分燃尽碳黑受高温辐射热的辐射，进一步燃烧；另外，在紊流中，较大的粉尘落下，使其在炉内燃尽；采用烟气再循环技术后，脱硝效率最高可达到25％。

联合脱除SO₂/NO_X的系统包括钠钙双碱法脱硫塔9，钠钙双碱法脱硫塔9的下部连通有第一循环水泵15，第一循环水泵15依次连接反应池16、联合沉淀池17、循环池18、第二循环水泵19，第二循环水泵19连接钠钙双碱法脱硫塔9的上部。

本实用新型在实际使用时，一次风箱1加速燃煤启动锅炉3内烟气的流动，烟气进入旋风水膜除尘器5中与水雾逆向流动进行除尘，根据启动过程中烟气量的变化来调整旋风水膜除尘器5烟气进口烟气调节挡板的开度，使进入旋风水膜除尘器5的烟气具有20m/s的初始速度，烟气中的粉尘颗粒在离心力作用下进入水膜。调节旋风水膜除尘器5进口导流板的角度，使烟气在不同的烟气流量下都具有沿旋风水膜除尘器5向最大的圆周速度。旋风水膜除尘器5出口设置的粉尘浓度测量仪器，测量喷淋水排水浓度、根据旋风水膜除尘器5出口粉尘浓度与喷淋水排水浓度来调节喷淋水的流量。

使用合适的臭氧喷射器8支管管径，使烟气与喷射器8喷入烟道的臭氧充分混合进行脱硝，将低价态的NO_x氧化成高价态的NO_x；进行脱硫时控制反应池16内浆液的PH值为7～8；合理选择第二循环水泵19浆液喷淋流量，控制液气比在2.5～2.6L/m³。再通过钠钙双碱法脱硫塔9对烟气进行脱硫，根据钠钙双碱法脱硫塔9出口NO₂、NO浓度来配合调节进入臭氧发生器7的液氧流量与投运支管数量，烟气中的SO₂以及高价态的NO_x随烟气被钠钙双碱法脱硫塔9浆液中的Na₂CO₃/NaOH反应吸收，反应后的浆液经第一循环水泵15打入反应池16再生，后经过联合沉淀池17沉淀后溢流入循环池18，然后通过第二循环水泵19喷淋到钠钙双碱法脱硫塔9，控制液气比在2.5～2.6L/m³范围内，并控制浆液的PH值7～8范围内，避免出现SO₂脱除能力不足或结垢等问题。最后湿式静电除尘器10对烟气再次进行除尘。

在燃煤启动锅炉3启动初期，炉膛温度低、燃烧不稳定，需要关闭烟气再循环调节阀14，保证煤粉稳定燃烧。当燃煤启动锅炉3燃烧稳定后，再调大烟气再循环调节阀14调整烟气流量，使得炉膛氧量逐渐降低。此外，在调节过程中，测量炉膛出口烟气中的NOx浓度、飞灰含碳量等参数，保证在降低NOx生成量的同时，兼顾煤粉高效燃烧。

Claims (6)

1.一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：包括污染物协同脱除系统包括通过PLC自控系统及软件调节的燃煤启动锅炉(3)、烟气再循环烟道(4)、旋风水膜除尘系统、引风机(6)、臭氧脱硝系统、联合脱除SO₂/NO_X的系统、湿式静电除尘器(10)、烟囱(11)；所述旋风水膜除尘系统包括旋风水膜除尘器(5)、连通旋风水膜除尘器(5)底端的沉淀池(13)、分别连通沉淀池(13)以及旋风水膜除尘器(5)顶端的澄清池(12)；所述臭氧脱硝系统包括钠钙双碱法脱硫塔(9)以及配合使用的臭氧发生器(7)、臭氧喷射器(8)；所述燃煤启动锅炉(3)顶部通过烟道与旋风水膜除尘器(5)的下部相连，旋风水膜除尘器(5)通过倒U型的出口烟道与引风机(6)相连；所述引风机(6)通过烟道连通顶部设有湿式静电除尘器(10)的钠钙双碱法脱硫塔(9)，且湿式静电除尘器(10)的尾端通过烟道连接烟囱(11)；所述臭氧喷射器(8)的喷射端伸入引风机(6)与钠钙双碱法脱硫塔(9)之间的烟道内，且臭氧喷射器(8)与引风机(6)之间的烟道上连通有烟气再循环烟道(4)，烟气再循环烟道(4)另一端连通有二次风箱(2)。

2.根据权利要求1所述的一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：所述旋风水膜除尘器(5)为圆筒形结构，且筒体高度为筒体直径的6-10倍。

3.根据权利要求2所述的一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：所述在旋风水膜除尘器(5)出口设置用于测试粉尘浓度及喷淋水排水浓度的粉尘浓度测量仪器；在旋风水膜除尘器(5)烟气进口设置烟气调节挡板；在旋风水膜除尘器(5)进口烟道设置可调节角度的导流板。

4.根据权利要求1所述的一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：所述联合脱除SO₂/NO_X的系统包括钠钙双碱法脱硫塔(9)，钠钙双碱法脱硫塔(9)的下部连通有第一循环水泵(15)，第一循环水泵(15)依次连接反应池(16)、联合沉淀池(17)、循环池(18)、第二循环水泵(19)，第二循环水泵(19)连接钠钙双碱法脱硫塔(9)的上部。

5.根据权利要求1所述的一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：所述烟气再循环烟道(4)上设有用于控制烟气循环比率在10％～15％的烟气再循环调节阀(14)，且烟气再循环烟道(4)与烟道、二次风箱(2)之间均采用柔性连接。

6.根据权利要求1所述的一种移动式燃煤启动锅炉多种污染物协同脱除系统，其特征在于：所述燃煤启动锅炉(3)的底端连通有一次风箱(1)，且污染物协同脱除系统中各设备均通过PLC自控系统及软件进行调节。

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