CN214914829U - 脱硝系统和锅炉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉烟气脱硝技术领域，具体地涉及一种脱硝系统和锅炉设备。脱硝系统用于对锅炉燃烧室产生的烟气进行脱硝处理，包括脱硝单元、测温单元、控制单元和加热单元，脱硝单元的进气口与锅炉燃烧室的排气口连通并且能够对处于催化温度以上的烟气进行催化脱硝处理，加热单元设置在脱硝单元的进气口和锅炉燃烧室的排气口之间并且能够对烟气进行加热处理，控制单元能够根据测温单元检测的烟气在锅炉燃烧室的排气口处的温度信息控制加热单元的运行，进而通过加热单元将烟气加热至催化温度以上。所述脱硝系统通过加热单元将脱硝单元的进气口侧的烟气加热至催化温度以上，使得脱硝单元能够对锅炉燃烧室产生的烟气实现全工况脱硝。

Description

脱硝系统和锅炉设备

技术领域

本实用新型涉及锅炉烟气脱硝技术领域，具体地涉及一种脱硝系统和锅炉设备。

背景技术

现有的燃煤锅炉烟脱硝技术基本为SCR及SNCR两种工艺，而这两种工艺在运行期间对烟气温度均有特定要求。目前，在锅炉的点火升温期间，烟气由常温逐渐升高，直至超过特定温度后方可投入脱硝装置运行。但是，在这段时间，烟气中的氮氧化物NOx一直处于超标排放的状态，致使企业将面临被环保处罚的风险，而且超标排放也会给环保带来较大的压力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种脱硝系统和锅炉设备，以解决现有技术中的锅炉的烟气因点火升温期间温度较低而无法脱硝处理所造成的环境污染问题。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种脱硝系统，用于对锅炉燃烧室产生的烟气进行脱硝处理，包括脱硝单元、测温单元、控制单元和加热单元，所述脱硝单元的进气口与所述锅炉燃烧室的排气口连通并且能够对处于催化温度以上的所述烟气进行催化脱硝处理，所述控制单元分别与所述测温单元和所述加热单元电连接，所述加热单元设置在所述脱硝单元的进气口和所述锅炉燃烧室的排气口之间并且能够对所述烟气进行加热处理，所述测温单元能够检测所述烟气在所述锅炉燃烧室的排气口处的温度，所述控制单元设置为能够根据所述测温单元检测的温度信息控制所述加热单元的运行，进而通过所述加热单元将所述烟气加热至所述催化温度以上。

可选的，所述脱硝单元通过金属催化剂对所述烟气进行催化脱硝处理，所述催化温度为320℃-350℃。

可选的，所述加热单元包括燃烧组件，所述燃烧组件与外界的燃气源连通并且能够燃烧所述燃气源输送的燃气以加热所述烟气，所述控制单元与所述燃烧组件电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述燃烧组件的燃烧作业。

可选的，所述燃烧组件包括燃气枪和点火器，所述燃气枪通过燃气管道与所述燃气源连通，所述燃气管道上设置有阀体，所述控制单元配置为：与所述阀体电连接并且能够根据所述温度信息控制所述阀体的开关，进而控制所述燃气枪喷出所述燃气；所述点火器电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述点火器的点火作业，进而控制所述点火器点燃所述燃气枪喷出的所述燃气。

可选的，所述燃气管道上设置有调节阀和流量计，所述流量计能够检测所述燃气管道中的所述燃气的流量，所述控制单元分别与所述调节阀和所述流量计电连接并且能够根据所述流量计检测的流动信息来控制所述调节阀的开度。

可选的，所述脱硝系统包括非易燃气管道，所述非易燃气管道可通断地设置在外界的非易燃气源和所述燃气管道之间并且能够在所述阀体处于关闭状态下将所述非易燃气源中的非易燃气输送至所述燃气管道的位于所述阀体的上游侧的部分。

本实用新型第二方面还提供了一种锅炉设备，所述锅炉设备包括所述的脱硝系统。

可选的，所述锅炉设备包括锅炉燃烧室和排气烟道，所述锅炉燃烧室能够燃烧煤料以产生所述烟气，所述排气烟道的入口与所述锅炉燃烧室的排气口连通，所述脱硝单元设置在所述排气烟道中，所述加热单元设置在所述排气烟道的处于所述入口和所述脱硝单元之间的部分。

可选的，所述排气烟道的处于所述入口和所述加热单元之间的部分设置有低温过热器。

可选的，所述锅炉设备包括位于所述排气烟道的空预器。

通过上述技术方案，所述脱硝系统设置有脱硝单元，以对锅炉燃烧室排出的烟气进行催化脱硝处理，并且辅以控制单元来根据测温单元测量的烟气温度信息来控制加热单元的运行，以控制加热单元对脱硝单元的进气口侧的烟气进行加热处理，进而使得烟气在流入脱硝单元时能够达到脱硝单元所需的催化温度，从而实现了脱硝系统对锅炉燃烧室产生的烟气进行全工况(即，在锅炉的点火升温阶段以及正常运行阶段)、全时段地脱硝处理。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种锅炉设备的结构示意图；

图2是图1所示的锅炉设备中的脱硝系统的结构示意图。

说明书附图

1、脱硝单元；2、省煤器；3、高温过热器；4、燃气枪；5、燃气源；6、燃气管道；7、阀体；8、流量计；9、非易燃气管道；10、非易燃气源；11、锅炉燃烧室；12、排气烟道；13、入口；14、低温过热器；15、调节阀；16、速关阀；17、空预器；18、给煤机；19、开关阀。

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。

本实用新型第一方面提供了一种脱硝系统，如图1和2所示，用于对锅炉燃烧室11产生的烟气进行脱硝处理，包括脱硝单元1、测温单元、控制单元和加热单元，所述脱硝单元1的进气口与所述锅炉燃烧室11的排气口连通并且能够对处于催化温度以上的所述烟气进行催化脱硝处理，所述控制单元分别与所述测温单元和所述加热单元电连接，所述加热单元设置在所述脱硝单元1的进气口和所述锅炉燃烧室11的排气口之间并且能够对所述烟气进行加热处理，所述测温单元能够检测所述烟气在所述锅炉燃烧室11的排气口处的温度，所述控制单元设置为能够根据所述测温单元检测的温度信息控制所述加热单元的运行，进而通过所述加热单元将所述烟气加热至所述催化温度以上。

通过上述技术方案，所述脱硝系统设置有脱硝单元，以对锅炉燃烧室排出的烟气进行催化脱硝处理，并且辅以控制单元来根据测温单元测量的烟气温度信息来控制加热单元的运行，以控制加热单元对脱硝单元的进气口侧的烟气进行加热处理，进而使得烟气在流入脱硝单元时能够达到脱硝单元所需的催化温度，从而实现了脱硝系统对锅炉燃烧室产生的烟气进行全工况(即，在锅炉设备的点火升温阶段以及正常运行阶段)、全时段地脱硝处理。

需要说明的是，催化温度指的是，脱硝单元内的催化剂对所述烟气进行催化脱硝处理时的最低温度。具体的，所述脱硝单元1通过金属催化剂对所述烟气进行催化脱硝处理，所述催化温度为320℃-350℃，催化效率高，催化温度适宜，安全又高效。其中，金属催化剂可以为各种形式，例如，可以为以TiO₂为基材、V₂O₅为主要活性成分，并且以WO₃、MoO₃等为辅助成分；该金属催化剂可以采用板式催化剂，当脱硝单元设置在锅炉设备的排气烟道12中，脱硝单元包括横跨排气烟道12设置的安装板件，板式催化剂密布在所述安装板件的位于烟气的上游侧的上游板面上(即，安装板件的靠近脱硝单元的进气口侧的上游板面)，并且安装板件上设置有用于流通烟气的通孔；进一步的，脱硝单元可以包括具有外壳，外壳具有供所述烟气流入的所述进气口以及供所述烟气排出的出气口，则安装板件设置在外壳内，或者，脱硝单元不包括外壳，则排气烟道12在安装板件的上游板面处的部分即为脱硝单元的进气口。

值得一提的是，在锅炉设备的点火升温阶段，锅炉燃烧室11排出的烟气是从常温逐渐升高的。具体的，在点火升温阶段，在锅炉燃烧室11内燃烧煤料以产生热量和烟气后，测温单元检测烟气在脱硝单元1的进气口侧的实际温度，并且该实际温度低于催化温度，控制单元根据测温单元检测的温度信息控制加热单元开启，以使得加热单元能够对脱硝单元1的进气口侧的烟气进行加热处理，进而将烟气加热至催化温度以上，也就是，在加热单元的辅助加热下，脱硝单元1的进气口侧的烟气能够达到催化温度以上，从而实现了脱硝单元能够对锅炉燃烧室11在点火升温阶段排出的烟气进行催化脱硝处理；待测温单元检测到烟气的实际温度达到催化温度以上，控制单元控制加热单元关闭，以防止脱硝单元因流入的烟气温度过高而造成催化剂出现高温失活，环保又高效。此外，在正常运行阶段，锅炉燃烧室11排出的烟气是高于催化温度的，则控制单元也相应地控制加热单元关闭，在此不再赘述。其中，测温单元可以为各种形式，例如，可以为温度传感器等，该温度传感器可以设置在锅炉燃气室11的排气口处等合理位置。

进一步的，所述加热单元包括燃烧组件，所述燃烧组件与外界的燃气源5连通并且能够燃烧所述燃气源5输送的燃气以加热所述烟气，所述控制单元与所述燃烧组件电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述燃烧组件的燃烧作业。通过燃烧组件采用燃烧燃气的方式进行加热烟气，能够充分利用周边环境中的燃气源5中的燃气(例如，周边环境中其他工艺和设施在运行期间产生副产物-燃气)，结构更为简单，便于快速地加热烟气，还降低了加热成本。其中，燃气源5可以各种形式，只能能够提供燃气即可，例如，燃气可以为混合气体，只要该混合气体中的可燃气体的含量不低于40％即可，例如，这部分可燃气体可以为甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、丁烷等气体中的任意一种或者多种。

进一步的，所述燃烧组件包括燃气枪4和点火器，所述燃气枪4通过燃气管道6与所述燃气源5连通，所述燃气管道6上设置有阀体7，所述控制单元配置为：与所述阀体7电连接并且能够根据所述温度信息控制所述阀体7的开关，进而控制所述燃气枪4喷出所述燃气；所述点火器电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述点火器的点火作业，进而控制所述点火器点燃所述燃气枪4喷出的所述燃气，结构简单，便于制作与加工，方便在锅炉设备的原有结构基础上进行改造，成本更低，环保又高效。

进一步的，所述燃气管道6上设置有调节阀15和流量计8，所述流量计8能够检测所述燃气管道6中的所述燃气的流量，所述控制单元分别与所述调节阀15和所述流量计8电连接并且能够根据所述流量计8检测的流动信息来控制所述调节阀15的开度，以便于控制燃气枪4喷出的燃气流量，进而控制燃气枪4的供热快慢，防止了燃气枪4过快喷出燃气导致烟气因温度过高而损坏催化剂活性，还防止了燃气枪4过慢喷出燃气导致烟气因温度过低无法催化脱硝，还节省了燃气的使用量，安全又环保。其中，流量计可以为各种形式，例如，可以为常规的气体流量计。

进一步的，所述脱硝系统包括非易燃气管道9，所述非易燃气管道9可通断地设置在外界的非易燃气源10和所述燃气管道6之间并且能够在所述阀体7处于关闭状态下将所述非易燃气源10中的非易燃气(即，不易燃烧的气体)输送至所述燃气管道6中，以通过非易燃气源10中的非易燃气置换燃气管道6中的燃气，防止回火，提高了脱硝系统的安全性。其中，非易燃气源10可以各种形式，只能能够提供非易燃气即可，例如，非易燃气可以为氮气、二氧化碳或者惰性气体等。此外，非易燃气管道9上设置有开关阀19，以便于通过开关阀19的开关来控制非易燃气源10和所述燃气管道6之间的通断。

使用时，在点火升温阶段，待锅炉燃烧室11内燃烧煤料以产生热量和烟气后，测温单元检测烟气在脱硝单元1的进气口侧的实际温度，并且该实际温度低于320℃，则：控制单元控制阀体7连通，以使得燃气源5的燃气经由燃气管道6从燃气枪4喷出，而且控制单元能够根据流量计8检测的燃气管道6中的燃气流量控制调节阀15的开度，以使得燃气枪4中始终喷出合适流量的燃气，同时控制单元控制点火器进行点火操作，以点燃燃气枪4中喷出的燃气，进而将脱硝单元1的进气口侧的烟气加热至320℃以上，从而实现了脱硝单元能够对锅炉燃烧室11在点火升温阶段排出的烟气进行催化脱硝处理；待测温单元检测到烟气的实际温度达到320℃以上，控制单元控制阀体7断开，以使得燃气枪4不再喷出燃气，防止了脱硝单元因流入的烟气温度过高而造成催化剂出现高温失活，环保又高效。此外，在正常运行阶段，锅炉燃烧室11排出的烟气是高于320℃的，则控制单元也相应地控制加热单元关闭，在此不再赘述。其中，调节阀15的控制过程如下所述：控制单元设置有预设值，当流量计8检测到燃气管道6中的燃气流量高于该预设值时，控制单元控制调节阀15的开度调小，以减少燃气管道6中的燃气流量；反之，控制控制调节阀15的开度调大。进一步的，如图1所示，当脱硝系统设置在锅炉设备的排气烟道12中，测温单元检测到流出图1所示的省煤器2后的烟气的温度达到350℃以上，则控制单元控制调节阀15缓慢关闭，直到调节阀15完全关闭为止，以减少燃气的使用量，降低了成本。

此外，所述燃气管道上还设置有速关阀16，控制单元能够根据锅炉的运行信息来控制速关阀16的开关，具体的，当锅炉因异常情况出现联锁停车时，控制单元联锁关闭速关阀16，此时，操作人员还可以手动关闭开关阀19，以用氮气来置换燃气管道6的位于速关阀16和调节阀15之间的部分处的燃气。

本实用新型第二方面还提供了一种锅炉设备，如图1所示，所述锅炉设备包括所述的脱硝系统。

进一步的，所述锅炉设备包括锅炉燃烧室11和排气烟道12，所述锅炉燃烧室11能够燃烧煤料以产生所述烟气，所述排气烟道12的入口13与所述锅炉燃烧室11的排气口连通，所述脱硝单元1设置在所述排气烟道12中，所述加热单元设置在所述排气烟道12的处于所述入口13和所述脱硝单元1之间的部分，结构简单，便于在锅炉设备的原有结构基础上添加脱硝单元和加热单元，降低了锅炉设备的脱硝改造成本。

进一步的，所述排气烟道12的处于所述入口13和所述加热单元之间的部分设置有低温过热器14，以便于高效利用锅炉燃烧室11排出的高温烟气的过多热量，提高了热量利用率，还防止了高温烟气因温度过高而造成脱硝单元催化剂失活，安全又环保。此外，所述锅炉设备包括位于所述锅炉燃烧室11的排气口和所述入口13之间的高温过热器3，进一步优化了高温烟气的热量利用率。此外，锅炉设备还设置有给煤机18，以便于向锅炉燃烧室11快速供给煤料。

进一步的，所述锅炉设备包括位于所述排气烟道12的空预器17(即，空气预热器)，以便于利用排气烟道12内的高温烟气加热锅炉燃烧室11内煤料在燃烧时所需空气，从而提高了锅炉设备的热交换性能。

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此。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，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。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种脱硝系统，其特征在于，用于对锅炉燃烧室(11)产生的烟气进行脱硝处理，包括脱硝单元(1)、测温单元、控制单元和加热单元，所述脱硝单元(1)的进气口与所述锅炉燃烧室(11)的排气口连通并且能够对处于催化温度以上的所述烟气进行催化脱硝处理，所述控制单元分别与所述测温单元和所述加热单元电连接，所述加热单元设置在所述脱硝单元(1)的进气口和所述锅炉燃烧室(11)的排气口之间并且能够对所述烟气进行加热处理，所述测温单元能够检测所述烟气在所述锅炉燃烧室(11)的排气口处的温度，所述控制单元设置为能够根据所述测温单元检测的温度信息控制所述加热单元的运行，进而通过所述加热单元将所述烟气加热至所述催化温度以上。

2.根据权利要求1所述的脱硝系统，其特征在于，所述脱硝单元(1)通过金属催化剂对所述烟气进行催化脱硝处理，所述催化温度为320℃-350℃。

3.根据权利要求1或者2所述的脱硝系统，其特征在于，所述加热单元包括燃烧组件，所述燃烧组件与外界的燃气源(5)连通并且能够燃烧所述燃气源(5)输送的燃气以加热所述烟气，所述控制单元与所述燃烧组件电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述燃烧组件的燃烧作业。

4.根据权利要求3所述的脱硝系统，其特征在于，所述燃烧组件包括燃气枪(4)和点火器，所述燃气枪(4)通过燃气管道(6)与所述燃气源(5)连通，所述燃气管道(6)上设置有阀体(7)，所述控制单元配置为：与所述阀体(7)电连接并且能够根据所述温度信息控制所述阀体(7)的开关，进而控制所述燃气枪(4)喷出所述燃气；所述点火器电连接并且设置为能够根据所述温度信息控制所述点火器的点火作业，进而控制所述点火器点燃所述燃气枪(4)喷出的所述燃气。

5.根据权利要求4所述的脱硝系统，其特征在于，所述燃气管道(6)上设置有调节阀(15)和流量计(8)，所述流量计(8)能够检测所述燃气管道(6)中的所述燃气的流量，所述控制单元分别与所述调节阀(15)和所述流量计(8)电连接并且能够根据所述流量计(8)检测的气流信息来控制所述调节阀(15)的开度。

6.根据权利要求4所述的脱硝系统，其特征在于，所述脱硝系统包括非易燃气管道(9)，所述非易燃气管道(9)可通断地设置在外界的非易燃气源(10)和所述燃气管道(6)之间并且能够在所述阀体(7)处于关闭状态下将所述非易燃气源(10)中的非易燃气输送至所述燃气管道(6)中。

7.一种锅炉设备，其特征在于，所述锅炉设备包括权利要求1-6中任意一项所述的脱硝系统。

8.根据权利要求7所述的锅炉设备，其特征在于，所述锅炉设备包括锅炉燃烧室(11)和排气烟道(12)，所述锅炉燃烧室(11)能够燃烧煤料以产生所述烟气，所述排气烟道(12)的入口(13)与所述锅炉燃烧室(11)的排气口连通，所述脱硝单元(1)设置在所述排气烟道(12)中，所述加热单元设置在所述排气烟道(12)的处于所述入口(13)和所述脱硝单元(1)之间的部分。

9.根据权利要求8所述的锅炉设备，其特征在于，所述排气烟道(12)的处于所述入口(13)和所述加热单元之间的部分设置有低温过热器(14)。

10.根据权利要求8或者9所述的锅炉设备，其特征在于，所述锅炉设备包括位于所述排气烟道(12)的空预器(17)。

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