專利名稱：清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱力生產領域的節能減排技術，特別是涉及一種清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統。
背景技術：
在未來相當長時期內，眾多需要用熱用汽的經濟領域如化工、造紙、紡織、輕工食品等行業，燃煤工業鍋爐仍將是生產提供熱量和蒸汽的主導產品。據不完全統計，目前我國有約50萬臺35t/h以下小型燃煤工業鍋爐，在化工、造紙、印染、輕工食品等行業有著廣泛 的應用。然而，我國中小型燃煤工業鍋爐普遍存在有燃燒效率低，污染物排放高等問題。目前我國燃煤工業鍋爐平均運行熱效率僅有65%左右，比國際先進水平低15 20個百分點，其原因主要有兩點一是由于工業鍋爐一般都針對某具體煤種而設計，而我國的企業在實際運行中基本存在有煤種多變等問題。二是鍋爐系統的自動化程度和運行管理水平較低。另外，中小型燃煤工業鍋爐在燃燒污染物的排放控制方面包括脫硫、脫硝和除塵等也存在有一些問題，如，傳統的小型鍋爐一般采用水膜除塵，這需要消耗大量工業用水，同時存在有二次污染和粉塵無法回收利用等問題。而我國目前在投運使用的中小型工業鍋爐大多沒有安裝脫硫脫硝設備，隨著國家對環境問題的日益重視，目前已有一些企業逐漸采用干法、半干法或濕法脫硫工藝進行煙氣脫硫，其中濕法煙氣脫硫技術以其脫硫效率高、適應范圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可回收利用等優點而被較多地采用，但也存在有投入聞、設備復雜、體積大、運行費用聞等缺點。因此，改變傳統的工業鍋爐燃燒理念，通過技術集成(降低粉體顆粒粒徑，增加顆粒比表面積，提高顆粒的反應性進而提高其燃燒速度，達到提高燃燒效率的效果；采用雙燃燒器以保證鍋爐低負荷時的運行穩定性；采用氣動乳化技術保證煙氣處理裝置的結構緊湊和高效脫硫；等)，創新設計開發一款針對清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統，以提高中小型工業鍋爐系統的燃燒效率，減少其燃燒污染物排放，對提高企業的經濟效益和社會效益具有重要意義，必將具有廣闊的市場應用前景。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種燃燒效率高、污染物排放符合國家日益嚴格環保要求的清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統。為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是本實用新型是一種清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統，它包括燃料給料裝置、鍋爐燃燒裝置、尾部煙道熱力回收裝置、煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置；及輔助檢測控制裝置等。所述的燃料給料裝置包括粉體燃料倉、螺旋卸料閥、中間粉倉、螺旋給料機、一次風機；所述粉體燃料倉進口連接室外供煤裝置，出口連接所述螺旋卸料閥，所述中間粉倉進口連接所述螺旋卸料閥，出口連接所述螺旋給料機進口 ；所述螺旋給料機出口連接一次風機；所述的粉體燃料倉和中間粉倉加裝有超聲波振蕩器和機械振蕩器；所述的鍋爐燃燒裝置包括二次風機、雙燃燒器、爐膛，水冷壁；所述的雙燃燒器和水冷壁設置在爐膛內，燃燒器的進風口連接送風管的出口和二次風機的出口。所述的尾部煙道熱力回收裝置包括省煤器、空氣預熱器；所述省煤器入口連接在爐膛尾部的煙氣出口，出口連接空氣預熱器；所述的煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置包括布袋除塵器、氣動乳化脫硫裝置、選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置、引風機、煙囪；所述布袋除塵器進口連接所述的空氣預熱器出口，其上的排氣口和排風口分別連接選擇性催化還原脫硝裝置的進口和排灰管，選擇性催化還原脫硝裝置出口連接所述氣動乳化脫硫裝置的進口，氣動乳化脫硫裝置的出口連接所述的弓I風機進口，引風機出口連接通向室外的煙囪。采用上述方案后，本實用新型具有以下幾大特點一、輸粉系統采用超聲震蕩和機械震蕩技術，可以防止粉體結塊，保證超細粉體輸送的連續和穩定。二、燃燒系統采用了雙燃燒器、雙回程煙道布置。采用雙燃燒器有利于增強流場擾動，延長細小可燃物顆粒在爐膛內的停留時間，可強化燃燒，提高可燃物顆粒的燃燼率，同時也有利于保證了鍋爐在較低負荷時的穩定運行。當負荷低至35%時，鍋爐仍能正常運行；而雙回程煙道布置則使得鍋爐燃燒系統結構緊湊，占地面積小。三、為保證順利點火和有較高的燃燒效率，本裝置針對于燃燒熱值在5000kcal/kg以上的粉體燃料；燃料的揮發份應大于20%。四、脫硝裝置采用選擇性催化還原技術；脫硫系統采用氣動乳化脫硫工藝，吸收液采用一定濃度的消石灰水(也可使用堿性工業廢水)；采用布袋除塵，可實現煙塵的清潔排放。五、本裝置實現全自動操控，有利于提高運行效率，降低運行費用。通過上述工藝及結構上的實用新型設計，使得本實用新型具有鍋爐系統緊湊、占地面積少、運行穩定、能源利用率高、污染物排放低等特點。當粉體燃料的熱值在5500kcal/kg以上時，其燃燼率可達98%以上，煙氣中二氧化硫排放濃度小于50mg/m3，氮氧化物排放濃度小于300mg/m3、煙塵排放濃度小于50mg/m3,遠低于國家標準要求。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖I是本實用新型的裝置平面。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型是一種清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統，它由燃料給料裝置I、鍋爐燃燒裝置2、尾部煙道熱力回收裝置3、煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置4及各種輔助檢測控制裝置五部分組成。所述的燃料給料裝置I由粉體燃料倉11、螺旋卸料閥12、中間粉料倉13、螺旋給料機14、一次風機15及相應管道等組成。所述粉體燃料倉11進口連接室外燃料供給裝置，其出口連接螺旋卸料閥12 ;所述中間粉料倉13進口連接螺旋卸料閥12，出口連接所述螺旋給料機14。所述的粉體燃料倉11和中間粉倉13加裝有超聲波振蕩器16和機械振蕩器17。所述螺旋給料機14出口連接一傾斜的落料管，在所述螺旋給料機14的下方設置一送風管，所述送風管的進口連接一次風機15，所述送風管的出口呈圓弧形傾斜，所述落料管呈切向連接所述送風管。當螺旋卸料閥12開啟時，粉體燃料倉11中的粉體流入中間粉料倉13，然后經螺旋給料機14輸送，與一次風混合進入鍋爐燃燒。所述的鍋爐燃燒裝置2由二次風機21、燃燒器22-1、燃燒器22_2、爐膛23、水冷壁24及相應管道組成。所述的燃燒器22-1、燃燒器22-2和水冷壁24皆設置在爐膛23內，燃燒器22-1和燃燒器22-2的進風口連接二次風機22的出口和送風管出口。一次風將粉體送入爐膛23，二次風在粉體氣流著火后混入，供給粉體燃料燃盡所需的氧量，保證其完全燃燒，燃燒產物以輻射為主、對流為輔的傳熱方式將熱量傳遞給水冷壁24內的工質。所述的尾部煙道熱力回收裝置3由省煤器31、空氣預熱器32及相應管道組成。所述省煤器31入口連接在所述爐膛23尾部的煙氣出口，其出口連接空氣預熱器。所述的煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置4由布袋除塵器41、選擇性催化還原脫硝裝置與氣動乳化脫硫裝置42、引風機(圖中未示)、煙囪44及相應管道組成。所述布袋除塵器41進口連接所述的空氣預熱器出口，其上的排氣口和排風口分別連接選擇性催化還原脫硝裝置及氣動乳化脫硫裝置42的進口和排灰管，氣動乳化脫硫裝置42出口連接所述引風機的進口，引風機出口連接通向室外的煙囪。所述的氣動乳化脫硫裝置42的吸收液采用消石灰水(或堿性工業廢水)。本實用新型的工作原理當螺旋卸料閥12開啟時，粉體燃料倉11中的粉體進入中間粉倉13(超聲波振蕩器16和機械振蕩器17保證超細粉體輸送的連續穩定)，再經過螺旋給料機14的輸送，由一次風送入爐膛23進行燃燒，在燃燒后期送入適量的二次風。其中，一次風輸送粉體燃料進入爐膛23，并提供粉體燃料著火階段中揮發分燃燒所需氧量，二次風在粉體氣流著火后混入，供給粉體燃料燃盡所需氧量，保證其燃燒，燃燒產物(主要是煙氣)以輻射為主、對流為輔的傳熱方式將熱量傳遞給水冷壁內的工質。燃燒生成的中低溫煙氣流經布置在鍋爐中的省煤器31、空氣預熱器32時，煙氣中的熱量被吸收，排煙溫度降低，提高鍋爐效率，節省燃料。省煤器31的采用，提高了進入爐筒的水溫減少了鍋筒壁與給水之間的溫差，從而使鍋筒熱應力降低，提高鍋筒壽命。空氣預熱器32利用煙氣余熱加熱燃燒所需的空氣，強化了著火和燃燒過程。溫度降低的煙氣由布袋除塵器41進風口進入，經過灰斗時，部分大顆粒粉塵受慣性力和重力作用被分離出來，直接落入灰斗底部，通過灰斗后，進入中箱體的濾袋過濾區，飛灰被阻留在濾袋外表面，凈化后的煙氣經濾袋口進入上箱體，再由出風口排出。除塵后的煙氣再流經選擇性催化還原脫硝裝置及氣動乳化脫硫裝置42進行脫硫脫硝，由于乳化液中液粒的比表面積比水膜除塵、噴淋除塵等方法大數倍至數十倍，因此，單位液量補集和吸收的有害物質的效率將顯著增大，脫硫反應速度快、效率高、吸收液利用率高。最后，煙氣由引風機43抽入煙園44排入大氣。
權利要求1.一種清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統，其特征在于它包括燃料給料裝置、鍋爐燃燒裝置、尾部煙道熱力回收裝置、煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置； 所述的燃料給料裝置包括粉體燃料倉、螺旋卸料閥、中間粉倉、螺旋給料機、一次風機；所述粉體燃料倉進口連接室外供煤裝置，出口連接所述螺旋卸料閥，所述中間粉倉進口連接所述螺旋卸料閥，出口連接所述螺旋給料機進口 ；所述螺旋給料機出口連接一次風機；所述的粉體燃料倉和中間粉倉加裝有超聲波振蕩器和機械振蕩器； 所述的鍋爐燃燒裝置包括二次風機、雙燃燒器、爐膛，水冷壁；所述的雙燃燒器和水冷壁設置在爐膛內，燃燒器的進風口連接送風管的出口和二次風機的出口 ； 所述的尾部煙道熱力回收裝置包括省煤器、空氣預熱器；所述省煤器入口連接在爐膛尾部的煙氣出口，出口連接空氣預熱器； 所述的煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置包括布袋除塵器、氣動乳化脫硫裝置、選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置、引風機、煙囪；所述布袋除塵器進口連接所述的空氣預熱器出口，其上的排氣口和排風口分別連接氣動乳化脫硫裝置的進口和排灰管，氣動乳化脫硫裝置出口連接所述弓I風機的進口，引風機出口連接通向室外的煙囪。
專利摘要本實用新型公開了一種清潔燃燒粉體燃料的中小型工業鍋爐系統，它包括燃料給料裝置、鍋爐燃燒裝置、尾部煙道熱力回收裝置、煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置。所述的燃料給料裝置、鍋爐燃燒裝置、尾部煙道熱力回收裝置、煙氣脫硫、脫硝及除塵裝置依次連接。由于本實用新型的燃燒裝置采用了雙燃燒器設備和雙回程煙道布置，保證了鍋爐在負荷低至35％時的穩定運行和鍋爐結構的緊湊；本實用新型的尾部煙道采用選擇性催化還原脫硝技術、氣動乳化脫硫技術、和布袋除塵技術，可達到理想的脫硫脫硝和除塵效果。故本實用新型具有結構簡單可靠、操作方便、占地面積小的優點，燃燒效率高達98％以上，污染物排放遠低于國家控制標準。
文檔編號F23J15/00GK202561728SQ20122018701
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者張榕杰 申請人:福建永恒能源管理有限公司