[实用新型]一种烟气净化锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进型工业锅炉，尤其涉及一种降低烟气中有害物质的锅炉。

背景技术

在掺烧高炉煤气的锅炉燃烧中，一些单质元素被氧化形成酸性物质，例如SO₃、NO、NO₂、HCl、HF。为了使由高酸性气体引起的局部酸雨和其它问题得到最大的控制，降低锅炉烟气中的氮氧化物和硫化物等酸性物质成为工业锅炉烟气治理的重要任务。

NO和NO₂被称为NOx，为了使锅炉烟气中的NOx得到控制，主要措施是从源头降低和减少NOx产生。现有的方法是在燃煤锅炉内保持原锅炉燃烧状态，通过引入外部热源来实现分级燃烧，采用此方法可以减少NOx约30％左右。

锅炉烟气中的硫化物主要因含硫燃料或废物的燃烧而产生。现有技术中，对降低烟气中的硫化物主要采用的方法有干法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫，上述方法的基本原理都是使烟气中的SO₂与碱发生中和反应。比较常用的碱性物质有石灰石(碳酸钙CaCO₃)、生石灰(氧化钙CaO)、熟石灰(氢氧化钙Ca(OH)₂)等。干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫都是使SO₂在固体碱性物质湿润的表面发生反应，从而达到去除烟气中硫化物的目的，比较常用的方法主要有旋转喷雾干燥法、干燥喷入法等。这两种方法的缺点是脱硫效率较低。湿法脱硫技术是指通过使烟气中的SO₂与碱性溶液发生反应，从而去除烟气中硫化物的方法。湿法脱硫技术脱硫效率较高，吸收剂的利用率也比较高，但是其缺点在于投资费用较高，设备运行成本较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烟气净化锅炉，通过对锅炉结构的设计，合理分配锅炉内部不同反应段的空气，使其达到分级燃烧的目的，有效地形成贫-燃料阶段的氧化环境，使未燃燃料得到充分燃烧，提高能源利用效率同时，并加入石灰石喷射装置，在以废治废降低脱硫成本的同时，提高了锅炉烟气中硫化物的脱除效率。

本实用新型的构思如下：

1、采用分级燃烧法脱除烟气中的氮氧化物。

分级燃烧法是一个使燃料分阶段燃烧的过程：在空气不充足的情况下，燃料不完全燃烧的阶段称为富-燃料阶段；在有足够的氧气的情况下，燃料能够充分燃烧的阶段成为贫-燃料阶段。煤中(混合高炉气)所含的氮，叫做燃料氮。当煤燃烧的时候，氮主要转化成HCN被释放出来。当存在过量的氧气HCN首先被氧化成NO，而在缺乏氧气的情况下，HCN将会与NO反应生成N₂。这个还原反应能在燃烧中减少NO₂的生成。因此，在富-燃料阶段的还原环境中，可以达到降低烟气中氮氧化物的目的。而在富-燃料阶段结束后，烟气中剩余的未燃燃料可以在贫-燃料阶段的氧化环境中，得到充分燃烧。

在分级燃烧法中，既要在锅炉下部区域控制氧气的量，使之形成富-燃料阶段，又要保证锅炉内氧气的量从而来保障燃料的燃烧程度以及降低爆炸的风险。具体措施为：控制锅炉下部区域氧气的量，将多余的空气抽出，将抽出的多余空气通过专用设施高速增压喷射注入锅炉上部区域，从而在锅上部区域形成一个高速增压空气的紊流，形成贫-燃料阶段的氧化环境，使未燃燃料得到充分燃烧，提高能源利用效率。

2、在形成的高速增压空气的紊流区，再喷入石灰石来脱除烟气中的硫化物。

在炉膛内，由于含硫燃料的燃烧，锅炉烟气中还会含有大量的SO₂和SO₃。

可以将炼钢石灰生产中副产物石灰石泥浆注入到锅炉上部形成的高速增压空气的紊流区，使烟气中的SO₂和SO₃与注入的石灰石泥浆充分结合，在以废治废降低脱硫成本的同时，提高了锅炉烟气中硫化物的脱除效率。

本实用新型的的装置需从燃煤锅炉的二次风中抽出25％～50％的风量，将其高速喷入锅炉上部。

在燃煤锅炉的二次风中抽出25％～50％的风量，可以使锅炉中下部烟气流速降低，使各种物质在炉内部停留时间延长，大量抽出二次风，使锅炉内形成了更强烈的还原气氛，有利于更加高效率的将锅炉中的酸性气体NOx还原为N₂；而将此抽出的25％～50％的二次风高速喷入锅炉上部，可以在锅炉上部形成强大的涡流，从而使混合高炉煤气燃料与空气充分混合，迅速燃烧，改善气体的温度分布、热能吸收、CO的氧化，最终达到降低烟气的酸性的目的。