一种降低污染物排放量的燃煤锅炉制造技术

一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，包括炉体，炉体上设置有底部进风口和排风口，炉体从下至上设置有燃烧供风区、燃尽供风区和下沉供风区，燃烧供风区、燃尽供风区均包括多个对角进风口，对角进风口用于向炉体内供风形成切圆风场，下沉供风区包括第一供风管，第一供风管上可拆卸地设置有若干喷嘴，喷嘴朝向所述切圆风场的中心无风区。本实用新型专利技术的下沉供风区产生的下沉气流在燃尽供风区上方形成阻挡，同时，下沉气流由中心无风区下沉，与底部上升气流结合形成循环气流，增加了排放物、煤炭、氧气的接触时间，使得各物质的反应更加充分，燃料的燃尽率明显提高、降低了燃煤成本，减少烟尘中的固体颗粒杂质，降低CO2、SO2、NO

【技术实现步骤摘要】
一种降低污染物排放量的燃煤锅炉


[0001]本技术涉及锅炉燃烧
，具体涉及一种降低污染物排放量的燃煤锅炉。

技术介绍

[0002]随着国民经济的快速发展，我国能源消费日益增长，已成为世界能源消费大国。在我国的一次能源消费总量中，煤炭消费处于绝对优势，大约占能源消费总量的七成。
[0003]煤炭作为重要的能源在我国发挥着重要的作用，但同时燃煤也对环境造成了严重的污染。二氧化碳、氮氧化物是一类能造成大气环境严重污染的气体，基本上被认为是大气污染的主要来源之一。目前我国能源构成的最大特点是以煤炭为主，这将产生大量的二氧化碳和氮氧化物气体，因此这样的能源结构对经济高效增长及生态环境都会产生负面影响。
[0004]随着国家对环保排放要求越来越高，低排放燃烧技术和后处理技术已经被广泛地应用于各种锅炉和燃烧器配套。专利CN102692013B公开了一种空气分级燃烧技术下的切向燃烧系统，其提供了一种整体的空气分级方法和分级切向燃烧方法。如图1所示，现有技术中多利用对角一次风和煤粉混合气流102对冲形成较小的切缘，再结合偏置起旋风、折边风等二次风的使锅炉的燃烧层207、燃尽层206的截面的流场呈如图2所示的切圆燃烧状态，控制了炉壁结焦和腐蚀。但是，该切向燃烧技术形成的风场存在强风区103、弱风区104和无风区105，导致供氧不合理、不到位、供氧量不足、接触时间过短，进而造成煤炭的燃烧不充分，使得生成的二氧化碳及其他排放物的总量基数大；同时，未燃尽的煤炭在底部进风口的驱动下向持续经排放口排放至尾气处理设备，增大了尾气处理压力和成本。因此，现有的燃煤锅炉无法有效地降低烟尘、CO2、SO2、NO
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的排放。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，其利用顶部下沉式供风区的供风管向炉膛中心持续喷射气流，气流与上升通道的烟尘、二氧化碳对冲形成风幕，阻断烟尘、CO2、SO2、NO
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等排放物上行，再通过炉膛中心的无风区折返回流下沉到燃烧层与煤炭进行混合形成二次循环燃烧，解决了现有技术中煤炭燃烧不充分即排出锅炉所造成的燃煤成本高，以及二氧化碳、烟尘以及其他污染排放物排放量大所导致的后处理成本高、处理负荷大的问题。
[0006]本技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，包括炉体，所述炉体上设置有底部进风口和排风口，所述炉体从下至上设置有燃烧供风区、燃尽供风区和下沉供风区，所述燃烧供风区、燃尽供风区均包括多个对角进风口，所述对角进风口用于向炉体内供风形成切圆风场，所述下沉供风区包括第一供风管，所述第一供风管上可拆卸地设置有若干喷嘴，所述喷嘴朝向所述切圆风场的中心无风区。
[0008]本技术方案中，与现有技术相同的是，燃煤锅炉包括炉体底部设置有进风口，底部上升气流由底部进风口进入炉体并在炉体内竖直向上移动。燃烧供风区、燃尽供风区均沿炉膛横截面对角设置有四个对角进风口，以向炉膛内提供一次风和煤粉的混合气流，或者进一步含有偏置起旋风、折边风、直吹风等二次风，形成稳定的切圆风场。上升气流在上升过程中经过切圆风场，携带炉膛内的燃烧得到的烟尘、气体排放物竖直向上移动，最终经顶部的排风口排出炉。其中，烟尘主要有重量较轻的氧化物杂质，以及未完全燃烧的煤炭颗粒，气体排放物主要有燃烧过程中产生的CO2、SO2、NO
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。
[0009]为了让燃烧反应更加充分，与现有技术不同的是，本技术方案在燃尽供风区上方设置有下沉供风区。
[0010]下沉供风区包括安装于炉体内壁上的第一供风管，所述第一供风管包括管体，所述管体上可拆卸地设置有若干喷嘴，所述喷嘴朝向所述中心无风区。第一供风管的进风口连通外部气源，外部气源进入管体后，经管体上设置的若干喷嘴喷出。在一个或多个实施例中，所述喷嘴既可以是金属喷嘴，例如310不锈钢，也可以是陶瓷喷嘴，例如氧化铝陶瓷。
[0011]下沉供风区用于向炉体中心喷射下沉气流。在部分实施例中，该下沉气流可以是直风也可以是螺旋风。喷向炉膛中心的下沉气流有两个作用。其一，下沉气流为水平或者大致水平的气流，与上升气流的移动方向近乎垂直，从而在燃尽供风区上方形成风幕，以减少向排风口移动的烟尘、CO2、SO2、NO
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等排放物的排放量；其二，受切圆风场的影响，炉膛的横截面的中心处为风量很小的无风区，因而在炉膛中心形成了圆柱形的中心无风区，下沉气流向中心喷射后，能够带动部分烟尘、CO2、SO2、NO
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等排放物沿中心无风区竖直向下移动至锅炉底部，再次与底部上升气流接触上升形成循环气流；在下沉过程中，烟尘、CO2、SO2、NO
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等排放物再次经过燃尽供风区、燃烧供风区，与供给的氧气二次燃烧，提高燃料的燃尽率，减少烟尘中的固体颗粒杂质，降低CO2、SO2、NO
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的气体排放物的排放量；以二氧化碳为例，上升的二氧化碳受下沉气流作用，再次与煤炭接触生成一氧化碳，一氧化碳与氧气充分燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳又在上升气流的作用下继续与煤炭反应。
[0012]下沉供风区产生的下沉气流在燃尽供风区上方形成阻挡，一定程度上阻断烟尘、CO2、SO2、NO
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等排放物的上行，同时，下沉气流由中心无风区下沉，与底部上升气流结合形成循环气流，循环气流将燃尽供风区上方的排放物输送向锅炉底部，在下沉过程中，排放物与氧气、煤炭二次燃烧，增加了排放物、煤炭、氧气的接触时间，使得各物质的反应更加充分，燃料的燃尽率明显提高、降低了燃煤成本，减少烟尘中的固体颗粒杂质，降低CO2、SO2、NO
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的气体排放物的排放量，降低了后处理工艺的处理难度和处理负荷。
[0013]进一步地，所述炉体的四面炉墙上均设置有第一供风管，各面炉墙上设置的第一供风管的喷嘴数量、尺寸及安装位置相同。本专利技术中，第一供风管可以设置于一面炉墙上，也可以设置于多面炉墙上，同一面炉墙上既可以设置一根第一供风管，也可以设置多根第一供风管。优选地，本技术方案中，每一面炉墙上均设置有第一供风管，且各面炉墙上的第一供风管的喷嘴数量、喷嘴位置、喷嘴尺寸完全相同，以使得每一面炉墙上的第一供风管的出风量、风场大致相同，进而促使下沉气流在燃尽供风区上方形成均匀地风幕，并向中心无风区持续输入稳定的下沉气流。
[0014]进一步地，所述第一供风管上的喷嘴的出气端向下倾斜5～15
°
。第一供风管上的喷嘴喷出的气流出射方向可以是水平方向，也可以向下倾斜一定的角度，但向下倾斜角度
不宜过大，否则会与上升气流形成明显对冲，造成炉膛顶部气流紊乱，且大部分下沉气流无法进入至中心无风区。本技术方案中，为了促使下沉气流对上升的排放物形成更好的阻拦，同时使大部分下沉气流进入至中心无风区，第一供风管的喷嘴的气流出射方向与水平面的夹角为5～15
°
，优选为5～12
°
。
[0015]作为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，包括炉体(1)，所述炉体(1)上设置有底部进风口(2)和排风口(3)，其特征在于，所述炉体(1)从下至上设置有燃烧供风区(5)、燃尽供风区(6)和下沉供风区(10)，所述燃烧供风区(5)、燃尽供风区(6)均包括多个对角进风口(14)，所述对角进风口(14)用于向炉体(1)内供风形成切圆风场，所述下沉供风区(10)包括第一供风管(15)，所述第一供风管(15)上可拆卸地设置有若干喷嘴(18)，所述喷嘴(18)用于向所述切圆风场的中心无风区(17)喷射下沉气流(11)。2.根据权利要求1所述的一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，其特征在于，所述炉体(1)的四面炉墙上均设置有第一供风管(15)，各面炉墙上设置的第一供风管(15)的喷嘴(18)数量、尺寸及安装位置相同。3.根据权利要求1所述的一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，其特征在于，所述第一供风管(15)上的喷嘴(18)的出气端向下倾斜5～15
°
。4.根据权利要求1所述的一种降低污染物排放量的燃煤锅炉，其特征在于，所述炉体(1)上还设置有下部供风区(7)和中部供风区(8)，所述下部供风区(7)位于所述燃烧供风区(5)的下方，所述中部供风区(8)位于燃烧供风区(5)和燃尽供风区(6)之间；所述下部供风区(7)、中部供风区(8)包括至少一组供风组件，所述供风组件包括对角进风口(14)，所述对角进风口(14)用于向炉体(1)内供风形成切圆风场，相邻的两个对角进风口(14)之间设置有第二供风管(16)，所述第二供风管(16)包括管体(161)，所述管体(161)的端部设置有进风口(162)，所述管体(161)的轴向分布的若干出风口(163)，相邻两...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谦，李秋实，罗业富，任耕北，
申请(专利权)人：内蒙古靓固科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：