CN111623368A - 一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法，包括脱硝剂送料系统、燃料送料系统、控制器，所述锅炉本体的底部固定有与锅炉本体内连通的一次送风室，所述脱硝剂送料系统与一次送风室连接，所述一次送风室上连接热风机，所述脱硝剂送料系统包括第一鼓风机、脱硝剂料仓、送硝管，所述第一鼓风机、脱硝剂料仓均与送硝管连接。本发明基于从脱硝剂与氮氧化物混合程度和反应温度两个方面，此系统脱硝效率比传统脱硝效率提高30％。

Description

一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法

技术领域

本发明涉及烟气排放技术领域，具体涉及一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法。

背景技术

以生物质为燃料的生物质锅炉利用可再生的农林剩余物替代燃煤作为锅炉燃料，可节约常规能源、优化能源结构，生物质燃料燃烧后需要进行脱硝工艺以去除其中含有的氮氧化物，以减少氮氧化物的排放，在脱硝工艺中，向锅炉内投放脱硝剂与氮氧化物反应以达到脱硝的目的，但是脱硝剂的投放量无法根据向锅炉内投放燃料量的多少而调节，脱硝剂投入量少时，即燃料量多，增城脱硝不彻底，脱硝效率低；并且生物质燃料的含灰量较高且灰质偏轻，部分飞灰易被烟气带走而排出，容易污染周围环境。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种循环锅炉本体脱硝系统，包括锅炉本体，所述锅炉本体内设置炉床，所述锅炉本体上设有进料口和排渣口，还包括脱硝剂送料系统、燃料送料系统，所述锅炉本体的底部固定有与锅炉本体内连通的一次送风室，所述一次送风室上连接热风机，所述脱硝剂送料系统与一次送风室连接，所述脱硝剂送料系统包括第一鼓风机、脱硝剂料仓、送硝管，所述第一鼓风机、脱硝剂料仓均与送硝管连接，所述送硝管分别与一次送风室和燃料送料系统连通，所述第一鼓风机将脱硝剂料仓内的脱硝剂通过送硝管传送至一次送风室和燃料送料系统内，所述脱硝剂料仓上安装卸料器，所述燃料送料系统与进料口连通。

优选的是，所述燃料送料系统包括传送带、电子秤，所述电子秤位于传送带内侧并靠近锅炉本体的一端，且与传送带的内侧顶部端面贴合以检测传送带上燃料的重量。

在上述任一方案中优选的是，所述燃料送料系统还包括燃料进料仓、进料箱，所述燃料进料仓安装在进料箱上，所述进料箱固定于锅炉本体上并与进料口连通，所述进料箱内安装进料绞龙；所述进料箱的外壁上固定进料电机，所述进料电机与进料绞龙连接。

在上述任一方案中优选的是，所述传送带位于燃料进料仓远离锅炉本体的一侧，所述传送带上的燃料能够传送至燃料进料仓内。

在上述任一方案中优选的是，所述送硝管上设有与一次送风室连通的第一送硝分管，所述送硝管的另一端连接第二送硝分管，所述第二送硝分管和第一送硝分管的一端均连接喷枪，所述第一送硝分管上的喷枪位于一次送风室内，所述第二送硝分管上的喷枪位于燃料进料仓内。

在上述任一方案中优选的是，所述一次送风室上连接一次送风管，所述一次送风管连接热风机，所述锅炉本体上安装排烟管。

在上述任一方案中优选的是，所述炉床上方的锅炉本体侧壁上设有二次送风管，所述二次送风管连接第二鼓风机。

在上述任一方案中优选的是，所述循环锅炉本体脱硝系统还包括控制器，所述控制器分别与电子秤、第一鼓风机、卸料器、热风机、进料电机连接。

本发明还提供一种循环锅炉本体脱硝方法，包括以下步骤，所述循环锅炉本体脱硝系统为上述任一项所述的循环锅炉本体脱硝系统；

S1，启动循环锅炉本体脱硝系统，向传送带上放入燃料并随传送带一起传送，传送带内侧的电子秤对正上方的燃料重量进行实时检测，并向控制器传送重量信号，同时传送带上的燃料输送至燃料进料仓内；

S2，第一鼓风机向送硝管内送风，同时脱硝剂料仓内的脱硝剂通过卸料器向送硝管内不断输送，在送硝管内风量的助推下带动脱硝剂向第一送硝分管和第二送硝分管内输送，通过第一送硝分管输送至一次送风室内，热风机通过一次送风管向一次送风室内输送带有预设温度的空气，使一次送风室内的脱硝剂受热分解，分解产物为气体，脱硝剂的分解产物与空气混合通过进气风帽共同传送至锅炉本体内，通过第二送硝分管向燃料进料仓内输送，和燃料混合进入进料箱内，通过进料蛟龙的旋转向锅炉本体内输送燃料；

S3，锅炉本体内的燃料和空气发生燃烧气化反应，产生含有氮氧化物的烟气，氮氧化物与脱硝剂分解产物接触，进行还原反应产生无害气体，脱硝后的烟气通过排烟管排出；

S4，控制器根据实时检测的燃料重量来控制第一鼓风机、热风机、卸料器、进料电机的转速，以控制燃料的输送速度和送风量大小以及输送脱硝剂量的多少。

在上述任一方案中优选的是，所述预设温度为180-200℃。

与现有技术相比，本发明提供的一种循环锅炉本体脱硝系统及脱硝方法具有以下有益效果：

1、脱硝剂粉末均匀喷洒燃料进料仓和一次送风室内，燃料进料仓内的脱硝剂粉末跟随燃料进入锅炉本体内，脱硝剂在高温下的分解产物在燃料燃烧时就与氮氧化物发生反应，而发生还原反应的温度为生物质热解气化燃烧时的温度，基本为锅炉内最高温度，温度越高脱硝剂分解产物与氮氧化物发生还原反应效率最高，最彻底；进入一次送风室内的脱硝剂粉末分解为气体与热风机吹出的一次风均匀混合，在燃料和空气发生燃烧气化反应时，产生的氮氧化物可充分的与脱硝剂分解产物接触反应，基于从脱硝剂与氮氧化物混合程度和反应温度两个方面，此系统脱硝效率比传统脱硝效率提高30％；

2、电子秤能够实时监测传送带上传送的燃料的重量，并将重量信号传送至控制器，控制器可以根据向锅炉本体内传送燃料重量的多少来控制第一鼓风机的送风量以及脱硝剂料仓向送硝管输送的脱硝剂量的多少，这样能够保证有足够的脱硝剂进入锅炉本体内进行脱硝，同时还能够保证脱硝剂相对于锅炉本体内的燃料不过量或不过少，避免脱硝剂过量而造成浪费或脱硝剂过少而导致脱硝效率降低；脱硝剂送料系统、燃料送料系统和第一鼓风机、热风机进行关联控制，在不影响锅炉本体运行的前提下，提高了运行自动化，不仅保证了脱硝效率，而且脱硝剂利用率高达95％以上，减少浪费；

3、脱硝剂为粉末状，这为脱硝剂快速分解，节省了时间，另一方面相比颗粒型脱硝剂，减少了对锅炉本体水冷壁和过热器的磨损，增加了锅炉本体换热管的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的一种循环锅炉本体脱硝系统的整体结构示意图；

图2为图1所示实施例中进气风帽的结构示意图。

图中标注说明：1、锅炉本体；2、进料箱；3、进料绞龙；4、燃料进料仓；5、第二送硝分管；6、排烟管；7、一次送风管；8、热风机；9、进料电机；10、传送带；11、电子秤；12、二次送风管；13、一次送风室；14、炉床；15、进气风帽；16、拉杆；17、支撑块；18、气缸；19、毛刷；20、第一鼓风机；21、脱硝剂料仓；22、卸料器；23、送硝管； 24、储料箱；25、第一送硝分管；26、排渣管。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

如图1-2所示，按照本发明提供的一种循环锅炉本体脱硝系统的一实施例，包括锅炉本体1，所述锅炉本体1内设置炉床14，所述锅炉本体上设有进料口和排渣口，还包括脱硝剂送料系统、燃料送料系统，所述锅炉本体1的底部固定有与锅炉本体内连通的一次送风管13，所述脱硝剂送料系统与一次送风管13连接，所述一次送风室上连接热风机8，所述脱硝剂送料系统包括第一鼓风机20、脱硝剂料仓21、送硝管23，所述第一鼓风机20、脱硝剂料仓21均与送硝管23连接，所述送硝管23分别与一次送风管13和燃料送料系统连通，所述第一鼓风机20将脱硝剂料仓21内的脱硝剂通过送硝管23传送至一次送风管13和燃料送料系统内，所述脱硝剂料仓21上安装卸料器22，所述燃料送料系统与进料口连通。燃料送料系统内的脱硝剂与燃料混合进入锅炉本体内，一次送风室内的脱硝剂跟随热风机吹出的风进入锅炉本体内。脱硝剂在高温下的分解产物在燃料燃烧时就与氮氧化物发生反应，而发生还原反应的温度为生物质热解气化燃烧时的温度，基本为锅炉内最高温度，温度越高脱硝剂分解产物与氮氧化物发生还原反应效率最高，最彻底；进入一次送风室内的脱硝剂粉末分解为气体与热风机吹出的一次风均匀混合，在燃料和空气发生燃烧气化反应时，产生的氮氧化物可充分的与脱硝剂分解产物接触反应，基于从脱硝剂与氮氧化物混合程度和反应温度两个方面，此系统脱硝效率比传统脱硝效率提高30％。

所述燃料送料系统包括传送带10、电子秤11，所述电子秤11位于传送带10内侧并靠近锅炉本体的一端，且与传送带10的内侧顶部端面贴合以检测传送带10上燃料的重量，所述传送带10将其上的燃料传送至进料口内。

所述燃料送料系统还包括燃料进料仓4、进料箱2，所述燃料进料仓4安装在进料箱2 上，所述进料箱2内安装进料绞龙3，所述进料箱2固定于锅炉本体上并与进料口连通，所述传送带10位于燃料进料仓4远离锅炉本体的一侧，所述传送带10上的燃料能够传送至燃料进料仓4内。其中，电子秤11位于传送带10靠近燃料进料仓4的一端。

电子秤11将检测到燃料的重量信息传送至控制器，控制器控制调节第一鼓风机20、卸料器22旋转速度，从而调节第一鼓风机20的风量大小以及脱硝剂料仓21卸料量的多少。卸料器22上设有变速电机，变速电机与控制器连接。脱硝剂料仓21内储存有呈粉末状的脱硝剂。所述控制器为PLC可编程控制器，型号可以为S7-200。卸料器22为市售产品，其具体结构对所属技术领域的技术人员来说是已知的，因此，在此不再详细赘述，卸料器 22安装在脱硝剂料仓21和送硝管23之间，通过卸料器22将脱硝剂传送至送硝管23内。

所述循环锅炉本体脱硝系统还包括控制器，所述控制器分别与电子秤、第一鼓风机、卸料器连接，电子秤11能够实时监测传送带10上传送的燃料的重量，并将重量信号传送至控制器，控制器可以根据向锅炉本体内传送燃料重量的多少来控制第一鼓风机20的送风量以及脱硝剂料仓21向送硝管23输送的脱硝剂量的多少，这样能够保证有足够的脱硝剂进入锅炉本体内进行脱硝，同时还能够保证脱硝剂相对于锅炉本体内的燃料不过量或不过少，避免脱硝剂过量而造成浪费或脱硝剂过少而导致脱硝效率降低。

其中传送带10连接驱动组件，所述驱动组件包括主动辊、从动辊、传送电机，所述主动辊和从动辊的两端分别转动连接支架，所述传送电机安装在主动辊对应的一个支架上，所述传送电机与主动辊连接以驱动其旋转，所述电子秤11的底部固定有支撑台，所述支撑台与邻近的支架固定。

所述进料箱2的外壁上固定进料电机9，所述进料电机9与进料绞龙3连接，进料电机与控制器连接。控制器控制进料电机9的旋转速度以控制进料箱2内燃料进入锅炉本体内的多少，从而在电子秤11检测到传送带10上输送的燃料重量相对增多或减少时，即燃料进料仓4内燃料增多或减少时，调节进料电机9的转速，从而调节进料蛟龙的转速，进而实现进入锅炉本体内燃料量多少的调节，即燃料重量相对增多时，进料电机9的转速增大，向锅炉本体内输送燃料的速度增大，燃料重量相对减少时，进料电机9的转速减小，向锅炉本体内输送燃料的速度减小。

所述送硝管23上设有与一次送风管13连通的第一送硝分管25，所述送硝管23的另一端连接第二送硝分管5，所述第二送硝分管5和第一送硝分管25的一端均连接喷枪，所述第一送硝分管25上的喷枪位于一次送风管13内，所述第二送硝分管5上的喷枪位于燃料进料仓4内。通过送硝管23和第一鼓风机20将脱硝剂料仓21内的脱硝剂传送至第一送硝分管25和第二送硝分管5，从而使第一送硝分管25内的脱硝剂进入一次送风管13内并通过喷枪喷向锅炉本体内，第二送硝分管5内的脱硝剂向燃料进料仓4内喷出，使脱硝剂与燃料进料仓4内的燃料进行预混合，使脱硝剂与燃料更好的均匀充分接触，有利于提高脱硝效率。

所述一次送风管13上连接一次送风管7，所述一次送风管7连接热风机8。热风机与控制器连接，通过热风机8和一次送风管7向一次送风管13内输入一定温度的空气，以向锅炉本体内提供充足的氧气，同时使一次送风室内的脱硝剂粉末在高温下分解为气体，跟随一次风进入锅炉本体内，一次送风管输送风的温度在180-200℃，优选为190℃，脱硝粉末在160℃左右进行分解，分解产物为气体。

控制器控制热风机8的送风量，输送至锅炉本体内的燃料量增多时，风量增大，燃料量减少时，风量减小，实现实时监测、实时调节的目的。

所述炉床14的两端分别设有排渣口，所述排渣口连接排渣管26，所述排渣管26的底端贯穿一次送风管13并延伸至下方，排渣口之间的炉床14上设有多个进气风帽15，一次送风管13内脱销剂分解产物与空气混合从进气风帽15内传送至锅炉本体内进行脱销并提供氧气。

所述一次送风管13底部固定有储料箱24，排渣管26延伸至储料箱24内，储料箱24的一侧壁上设有出渣口。炉床14上的燃料燃烧后剩余的渣物从排渣管26内自动掉落至储料箱24的底部，人工可以从出渣口进行收集渣物。

本发明还提供一种循环锅炉本体脱硝方法，包括以下步骤，所述循环锅炉本体脱硝系统为上述任意实施例中所述的循环锅炉本体脱硝系统；

S1，启动循环锅炉本体脱硝系统，向传送带10上放入燃料并随传送带10一起传送，传送带10内的电子秤11对正上方的燃料重量进行实时检测，并向控制器传送重量信号，同时传送带10上的燃料输送至燃料进料仓4内；

S2，第一鼓风机20向送硝管23内送风，同时脱硝剂料仓21内的脱硝剂通过卸料器22向送硝管23内不断输送，在送硝管23内风量的助推下带动脱硝剂向第一送硝分管25 和第二送硝分管5内输送，通过第一送硝分管25输送至一次送风室29内，热风机通过一次送风管向一次送风室内输送带有预设温度的空气，使一次送风室内的脱硝剂受热分解，分解产物为气体，脱硝剂的分解产物与空气混合通过进气风帽共同传送至锅炉本体内，通过第二送硝分管5向燃料进料仓4内输送，和燃料混合进入进料箱2内，通过进料蛟龙的旋转向锅炉本体内输送燃料；

S3，锅炉本体内的燃料和空气发生燃烧气化反应，产生含有氮氧化物的烟气，氮氧化物与脱硝剂分解产物接触，进行还原反应产生无害气体，脱硝后的烟气通过排烟管排出；

S4，控制器根据实时检测的燃料重量来控制第一鼓风机20、热风机8、卸料器22、进料电机9的转速，以控制燃料的输送速度和送风量大小以及输送脱硝剂量的多少。控制器与热风机连接以调节热风机的送风量大小。

在本实施例中，所述预设温度为180-200℃，优选为190℃，脱硝粉末在160℃左右进行分解，分解产物为气体，有助于和一次送风管内输送的一次风混合通过进气风帽进入锅炉本体内。

实施例2

与上述实施例不同之处在于，所述炉床28上方的锅炉本体1侧壁上设有二次送风管12，所述二次送风管12连接热风机。

脱硝剂为粉末状，这为脱硝剂快速分解，节省了时间，脱硝剂送料系统、燃料送料系统和第一鼓风机、热风机进行关联控制，在不影响锅炉本体运行的前提下，提高了运行自动化，不仅保证了脱硝效率，而且脱硝剂利用率高达95％以上，减少浪费。另一方面相比颗粒型脱硝剂，减少了对锅炉本体水冷壁和过热器的磨损，增加了锅炉本体换热管的使用寿命。

喷枪为316L不锈钢材质，均匀布置在炉床下方，这样可以保证全方位喷洒，喷枪中间有十字导流板，可以使单个喷枪，在一定范围内均匀喷洒，整体布置一方面可以保证每个炉床进气风帽进入的脱硝剂数量大致相等，另一方面保证脱硝剂和燃料的均匀混合，保证氮氧化物的脱除效率。

首先，脱硝剂粉末经脱硝剂料仓上的卸料器降落到送硝管内，第一鼓风机启动，致使脱硝剂粉末经风流带动前进，脱硝剂粉末通过喷枪均匀喷洒在燃料进料仓和一次风室内，进入燃料进料仓内的脱硝粉末跟随燃料进入锅炉本体内，在高温下分解，分解产物为气体，气体与氮氧化物反应，产生无害气体。另一部分脱硝粉末进入一次送风室，一次送风管的送风温度为190℃左右，脱硝粉末在160℃左右进行分解，分解产物为气体。气体和一次送风管输送的一次风均匀混合，在燃料和空气发生燃烧气化反应时，产生的氮氧化物可充分的与脱硝剂分解产物接触，进行还原反应产生无害气体。其次，脱硝剂分解产物在生物质燃烧时就与氮氧化物发生反应，而发生还原反应的温度为生物质热解气化燃烧时的温度，基本为锅炉内最高温度，温度越高脱硝剂分解产物与氮氧化物发生还原反应效率最高，最彻底。因此基于从脱硝剂与氮氧化物混合程度和反应温度两个方面，此系统脱硝效率比传统脱硝效率提高30％。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环锅炉本体脱硝系统，包括锅炉本体，所述锅炉本体内设置炉床，所述锅炉本体上设有进料口和排渣口，其特征在于：还包括脱硝剂送料系统、燃料送料系统，所述锅炉本体的底部固定有与锅炉本体内连通的一次送风室，所述脱硝剂送料系统与一次送风室连接，所述一次送风室上连接热风机，所述脱硝剂送料系统包括第一鼓风机、脱硝剂料仓、送硝管，所述第一鼓风机、脱硝剂料仓均与送硝管连接，所述送硝管分别与一次送风室和燃料送料系统连通，所述第一鼓风机将脱硝剂料仓内的脱硝剂通过送硝管传送至一次送风室和燃料送料系统内，所述脱硝剂料仓上安装卸料器，所述燃料送料系统与进料口连通。

2.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述燃料送料系统包括传送带、电子秤，所述电子秤位于传送带内侧并靠近锅炉本体的一端，且与传送带的内侧顶部端面贴合以检测传送带上燃料的重量。

3.根据权利要求2所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述燃料送料系统还包括燃料进料仓、进料箱，所述燃料进料仓安装在进料箱上，所述进料箱固定于锅炉本体上并与进料口连通，所述进料箱内安装进料绞龙；所述进料箱的外壁上固定进料电机，所述进料电机与进料绞龙连接。

4.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述传送带位于燃料进料仓远离锅炉本体的一侧，所述传送带上的燃料能够传送至燃料进料仓内。

5.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述送硝管上设有与一次送风室连通的第一送硝分管，所述送硝管的另一端连接第二送硝分管，所述第二送硝分管和第一送硝分管的一端均连接喷枪，所述第一送硝分管上的喷枪位于一次送风室内，所述第二送硝分管上的喷枪位于燃料进料仓内。

6.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述一次送风室上连接一次送风管，所述一次送风管连接所述热风机，所述锅炉本体上安装排烟管。

7.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述炉床上方的锅炉本体侧壁上设有二次送风管，所述二次送风管连接第二鼓风机。

8.根据权利要求1所述的一种循环锅炉本体脱硝系统，其特征在于：所述循环锅炉本体脱硝系统还包括控制器，所述控制器分别与电子秤、第一鼓风机、卸料器、热风机、进料电机连接。

9.一种循环锅炉本体脱硝方法，其特征在于：包括以下步骤，所述循环锅炉本体脱硝系统为上述权利要求1-8中任一项所述的循环锅炉本体脱硝系统；

S1，启动循环锅炉本体脱硝系统，向传送带上放入燃料并随传送带一起传送，传送带内侧的电子秤对正上方的燃料重量进行实时检测，并向控制器传送重量信号，同时传送带上的燃料输送至燃料进料仓内；

S2，第一鼓风机向送硝管内送风，同时脱硝剂料仓内的脱硝剂通过卸料器向送硝管内不断输送，在送硝管内风量的助推下带动脱硝剂向第一送硝分管和第二送硝分管内输送，通过第一送硝分管输送至一次送风室内，热风机通过一次送风管向一次送风室内输送带有预设温度的空气，使一次送风室内的脱硝剂受热分解，分解产物为气体，脱硝剂的分解产物与空气混合通过进气风帽共同传送至锅炉本体内，通过第二送硝分管向燃料进料仓内输送，和燃料混合进入进料箱内，通过进料蛟龙的旋转向锅炉本体内输送燃料；

S3，锅炉本体内的燃料和空气发生燃烧气化反应，产生含有氮氧化物的烟气，氮氧化物与脱硝剂分解产物接触，进行还原反应产生无害气体，脱硝后的烟气通过排烟管排出；

S4，控制器根据实时检测的燃料重量来控制第一鼓风机、热风机、卸料器、进料电机的转速，以控制燃料的输送速度和送风量大小以及输送脱硝剂量的多少。

10.根据权利要求9所述的循环锅炉本体脱硝方法，其特征在于：所述预设温度为180-200℃。

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