一种危险废物焚烧尾气余热锅炉

文档序号:1843527 发布日期:2021-11-16 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种危险废物焚烧尾气余热锅炉 (Hazardous waste burns tail gas exhaust-heat boiler ) 是由 吴迪 姜洋 程佳 穆建华 徐健 杜文飞 夏广旭 陈治新 孙锦辉 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明涉及余热锅炉技术领域,尤其涉及一种危险废物焚烧尾气余热锅炉,炉体为立式结构,包括锅筒、水冷壁、炉墙、上升管、下降管、进口烟道、出口烟道和灰斗,水冷壁为全膜式壁结构,炉体内炉膛被垂直设置的水冷壁分成进口区和出口区,形成进口区与出口区底部相连通的U形流道;在炉膛进口区的900-1050℃区域内设有脱硝设备安装孔。本发明的优点为:1)U型烟道结构,有利于灰尘的沉降和收集。2)全膜式壁结构,结构简单、密封效果好。3)灰尘易被沉降和收集,防止二噁英类物质分解后的再合成。4)在烟气温度900~1050℃的温度区域设置有脱硝装置,可使70%~110%额定负荷实现炉内脱硝,满足环保要求。(The invention relates to the technical field of waste heat boilers, in particular to a hazardous waste incineration tail gas waste heat boiler, wherein a boiler body is of a vertical structure and comprises a boiler barrel, a water-cooled wall, a boiler wall, an ascending pipe, a descending pipe, an inlet flue, an outlet flue and an ash bucket, wherein the water-cooled wall is of a full-film wall structure, a hearth in the boiler body is divided into an inlet area and an outlet area by the vertically arranged water-cooled wall, and a U-shaped flow channel communicated with the bottoms of the inlet area and the outlet area is formed; denitration equipment mounting holes are arranged in the region of the inlet area of the hearth at the temperature of 900-1050 ℃. The invention has the advantages that: 1) the U-shaped flue structure is beneficial to the sedimentation and collection of dust. 2) The full-film wall structure has simple structure and good sealing effect. 3) The dust is easy to settle and collect, and the resynthesis of dioxin substances after decomposition is prevented. 4) The denitration device is arranged in a temperature area with the flue gas temperature of 900-1050 ℃, so that denitration in the furnace can be realized at 70-110% of rated load, and the environmental protection requirement is met.)

一种危险废物焚烧尾气余热锅炉

技术领域

本发明涉及余热锅炉技术领域,尤其涉及一种危险废物焚烧尾气余热锅炉。

背景技术

现有的危险废弃物焚烧余热锅炉对烟气中含有的强结焦性黏结灰已经有一些处理措施,但对于烟气冷却系统稳定高效地运行,还存在一些问题。申请号为200720089181.5的中国实用新型专利公开了一种危险废弃物焚烧炉余热锅炉,锅炉采用全膜式水冷壁结构,在膜式水冷壁构成的辐射换热烟道内不布置对流受热面,避免了强结焦性黏结灰在对流受热面上集结,堵塞烟道,其不足之处是:使用时烟气出口端烟道内的烟气流速小于烟气入口端烟道内的烟气流速,炉体前后烟道内的烟气流速变化较大,导致炉体烟道内换热效率低,烟气出口温度高,烟气热有效利用率低,同时烟气流速低,依靠烟气转弯惯性除尘的效果也会打折。

申请号为201920846249.2的中国实用新型专利公开了一种危险废物焚烧用四回程余热锅炉,包括立式热回收装置本体和其上部的锅筒,热回收装置本体包括内壁为膜式水冷壁的换热空腔,换热空腔上设置有防积灰和烟气净化装置,换热空腔内部由膜式水冷壁隔成四回程的W形烟气通道,热回收装置本体与烟气通道接触的内壁为膜式水冷壁,膜式水冷壁与锅筒连接,用于通入水与烟气通道内高温烟气进行热交换。该方案的不足之处是,W形流道阻力大,仍然存在烟气出口端流速小于入口的问题,烟气热有效利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种危险废物焚烧尾气余热锅炉,克服现有技术的不足,炉内设置有脱硝装置,水冷系统采用全膜式壁结构,提高密封效果,简化结构;立式炉体减少占地面积;U形换热管底部设有灰斗,防止二噁英类物质分解后的再合成,满足环保要求。

为实现上述目的,本发明是采用以下技术方案实现的:

一种危险废物焚烧尾气余热锅炉,炉体为立式结构,垂直设置在钢架中,钢架上设有多层平台,钢架的内侧设有炉墙,包括锅筒、水冷壁、炉墙、上升管、下降管、进口烟道、出口烟道和灰斗,其特征在于,锅筒位于炉体的最顶端,所述水冷壁为全膜式壁结构,炉体内炉膛被垂直设置的水冷壁分成进口区和出口区,形成进口区与出口区底部相连通的U形流道;所述进口区的顶部设有进口烟道,出口区的顶部设有出口烟道,进口区和出口区底部各设有一个灰斗;在所述炉膛进口区的900-1050℃区域内设有多个脱硝设备安装孔,脱硝设备安装孔呈阵列分布,脱硝设备安装孔通过管道与脱硝设备相连接。

所述进口烟道水平开口,出口烟道垂直开口,进口烟道与出口烟道口径相同进口烟道的最高点标高低于出口烟道250-450mm。

所述全膜式水冷壁由钢管和扁钢焊接连接而成,相邻钢管之间无缝隙。

所述灰斗的侧壁与垂直线的夹角为17.5-30°。

所述进口区和出口区的截面均为矩形,二者的截面积比值为1.2-1.6:1。

所述脱硝装置为SNCR脱硝设备。

所述上升管与锅筒连接前具有由垂直段和水平段连接而成的90度拐角。

所述水冷壁外侧设有硅酸铝耐火纤维层和外护板组成的复合保温层,复合保温层厚度150-350mm,其中硅酸铝耐火纤维层厚度不少于120mm。

所述进口区和出口区由上至下设有多个吹灰观察孔,所述吹灰观察孔上设有与激波吹灰器或弹性振打器相匹配的配合结构。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:1)锅炉采用立式布置形式,U形烟道结构,出口烟道出口高于进口烟道进口,出口区截面小于进口区截面,从而烟气流速稳定,烟气热有效利用率提高15%。2)锅炉用全膜式壁结构组成整个炉膛,整体结构简单、占地面积小,密封效果好,可以减少漏风损失,膜式壁外侧采用硅酸铝耐火纤维加外护板保温,可以减少散热损失。3)进口区和出口区分别设有灰斗,有利于烟气中灰尘的沉降和收集,防止二噁英类物质分解后的再合成,满足环保要求。4)创造性地实现炉内脱硝,在烟气温度900~1050℃的温度区域设置有脱硝装置,脱销装置布置在水冷壁上,可使70%~110%额定负荷实现炉内脱硝,满足环保要求。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图;

图2是本发明实施例中的炉膛结构示意图,全膜式壁将炉膛分成进口区和出口区;

图3是本发明实施例中的脱硝设备安装孔布置示意图;

图4是本发明实施例应用于危险废物焚烧系统示意图。

图中:1-锅筒、2-水冷壁、3-钢架、4-平台、5-炉墙、6-外护板、7-上升管、8-下降管、9-进口烟道、10-出口烟道、11-灰斗、12-脱硝设备安装孔、13-吹灰观察孔、14-硅酸铝耐火纤维层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

见图1-4,是本发明一种危险废物焚烧尾气余热锅炉实施例结构示意图,炉体为立式结构,垂直设置在钢架3中,钢架3上设有多层平台4,钢架3的内侧设有炉墙5,包括锅筒1、水冷壁2、炉墙5、上升管7、下降管8、进口烟道9、出口烟道10和灰斗11,锅筒1位于炉体的最顶端,水冷壁2为全膜式壁结构,炉体内炉膛被垂直设置的水冷壁2分成进口区A和出口区B,形成进口区A与出口区B底部相连通的U形流道;进口区A的顶部设有进口烟道9,出口区B的顶部设有出口烟道10,进口区A和出口区B底部各设有一个灰斗11,灰斗11的侧壁与垂直线的夹角为17.5-30°,有利于烟气中灰尘的沉降和收集。

进口区A和出口区B的截面均为矩形,二者的截面积比值为1.3:1。在炉膛进口区A的900-1050℃区域内设有多个脱硝设备安装孔12,脱硝设备安装孔12呈阵列分布,脱硝设备安装孔12通过管道与脱硝设备相连接,脱硝装置为SNCR脱硝设备,很好地实现炉内脱硝。进口区A和出口区B由上至下设有多个吹灰观察孔13,吹灰观察孔13上设有与激波吹灰器或弹性振打器相匹配的配合结构。

进口烟道9水平开口,出口烟道10垂直开口,进口烟道9与出口烟道10口径相同进口烟道9的最高点标高低于出口烟道10约250-450mm。上升管7与锅筒1连接前具有由垂直段和水平段连接而成的90度拐角。

全膜式水冷壁2由钢管和扁钢焊接而成,最终围成整个炉膛,相邻钢管之间无缝隙,密封效果好,可以减少漏风损失。水冷壁2外侧设有硅酸铝耐火纤维层14和外护板6组成的复合保温层,复合保温层厚度150-350mm,其中硅酸铝耐火纤维层厚度不少于120mm,可以减少散热损失,整体结构简单、占地面积小。

本发明实施例用于危险废物焚烧系统中时,固废(固体废物)经固废前处理后送入固废存仓,回转窑中,固废与助燃油、废液混合燃烧,二燃室内再与助燃油、废液混合燃烧进一步完全燃烧,炉渣外排,高温烟气依次进入余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器和洗涤塔,干法脱酸塔可将烟气中较大颗粒的灰渣扑集排出,布袋除尘器进一步扑集小颗粒飞灰并排出,更少粒度的灰分由洗涤塔扑集,洁净的烟气烟气加热器加热后排放。余热锅炉进行热量回收,烟气经过急冷、脱酸、除尘、洗涤、再加热的净化系统后外排。外排的烟气温度160℃以上,改造后氮氧化物浓度<10毫克/立方米以下。

从二燃室排出的烟气温度在1000℃以上的高温烟气经进口烟道9输入炉膛的进口区A,高温烟气在进口区A内自上而下流动,从底部进入出口区B,高温烟气在进口区A内的下降过程中,在释放热量的同时,随着流速变化,混杂在高温烟气中的烟尘飘落至灰斗内,去除了烟尘的高温烟气在出口区B内继续释放热量,随后从出口烟道排出,高温烟气经多次释放热量后从出口烟道排出时的温度不超过250℃,满足后续进一步除尘排放的需要;

水冷壁2中的介质水和同在炉体内的高温烟气发生热交换,经过热交换介质水被加热成汽水混合物,汽水混合物上升至各个壳体的上部,经各上升管7回到锅筒1,汽水混合物经锅筒内的汽水分离器分离成蒸汽和冷凝水,蒸汽从锅筒顶部的输汽口输出送管网使用,冷凝水加热后从各根下降管8输出继续参与循环过程。

本发明采用立式布置锅炉,采用U形烟道结构,阻力小,结构简单,制作方便,管内结垢时便于清理;锅炉可利用转炉平台进行支撑;适用于回收危险废物焚烧系统中烟气中的热能,减少热能损失。

本发明炉内脱硝解决了旧有锅炉由于场地狭小和热量恒算等问题,难以在空预器或省煤器之前安装脱硝反应器。进口区A的900-1050℃区域内为脱硝设备提供了足够的反应温度,即能达到反应所需的窗口温度,保持高催化活性,高转化率,还可有效解决常规在烟囱外排处脱硝工艺的不足,先行去除氮氧化物,可减少氮氧化与烟气中灰渣的反应机会,避免二噁英类物质分解后的再合成。

本发明实施后可使70%~110%额定负荷实现炉内脱硝,满足环保要求,节能减排效果明显。以年处理量100 万吨危险废物焚烧系统为例,年削减氮氧化物排放量约1460 吨。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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