[发明专利]带有双层错位二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有双层错位二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉，涉及能源及热能动力工程等领域。

背景技术

现有的链条锅炉包括炉排、煤层、前拱、后拱。煤燃烧时有氮氧化物和二氧化硫生成。氮氧化物的排放对人体呼吸道影响很大，可能诱发癌症，但并没有引起足够的重视；CN200820059852公开了一种链条锅炉燃烧复合二次风装置，其结构示意图如图1、图2所示，在前炉拱和后炉拱组成的喉口处分别设置一个主风管7，在每个主风管7处分别设置3个支管9，两两对冲，促进烟气的混合，有利于可燃物的燃尽；在喉口上部位置的炉拱和侧墙上分别设置风喷管5、风喷管6，呈45度布置，从该风喷管5和风喷管6射出的二次风在炉膛内形成一个假象的圆，与一次风风量合理配合，减少氮氧化物的排放，该链条锅炉燃烧复合二次风装置结合流体的流动特性及链条炉炉膛内的热传递性，促进炉膛内的烟气体混合，减少可燃气体和碳黑的排放，减少飞灰含碳量，减少氮氧化物的排放，达到了一定的节能环保的效果。但是该链条锅炉燃烧复合二次风装置中由于没有考虑设置石灰石粉的喷头，不能减少二氧化硫的排放。同时炉拱处复合二次风装置太复杂造成管内空气流量不均匀，烟气粘度大使得较难形成假象的圆。因此存在不能协同减少二氧化硫排放和进一步减少氮氧化物生成和排放的的技术问题。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的协同减排二氧化硫、进一步减少氮氧化物生成和排放等的技术问题而提出的带有双层错位二次风和石灰石粉喷管系统的链条锅炉，通过该带有双层错位二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉的双层错位二次风喷管能有效地破坏炉内氮氧化物的生成条件，减少氮氧化物的生成和排放，达到环保的效果，同时通过石灰石粉喷管系统喷入的石灰石裂解成氧化钙，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙，从而进一步脱除烟气中的二氧化硫。该带有双层错位二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉优化了来自炉排下的空气与来自煤挥发分的混合，减少可燃物和碳黑的排放，减少飞灰含碳量，提高锅炉效率。

本发明的技术原理

一种带有双层错排二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉，以降低炉内氮氧化物的生成，达到脱硝的效果，这是常规二次风的一种升级；常规二次风是单纯从加强烟气混合出发的，并且设置喷口不合理，效果不理想。本发明中通过将燃烧用的空气分两阶段送入，首先将总空气量按一定比例从主燃区炉排下的风室送入炉膛，使燃烧在主燃区处于缺氧状态，从而降低燃烧温度，生成一氧化碳；而且燃料中的挥发分氮分解生成大量的HN、HCN、NH₃及NH₂等，它们或相互复合生成N₂或与已生成的氮氧化物发生还原反应，因而抑制了氮氧化物的生成。然后，将部分二次风从上层二次风喷口送入以使燃料进入空气过剩区域而燃尽，在该区域由于火焰温度较低，所以也不会生成大量的氮氧化物，因而总的氮氧化物生成量和排放量下降。

即本发明的一种带有双层错排二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉通过强化了烟气与空气的混合，设置上下双层两两对冲的喷口，交错排列布置，有利于可燃物的燃尽，减少了可燃物和碳黑的排放，减少了飞灰含碳量；在主燃区造成富燃料燃烧，在二次风区域将可燃物燃尽，破坏了氮氧化物生成的条件，在主燃区温度较高但是供氧不足，在二次风区空气充足但是温度不高，避免了高温和富氧两个生成氮氧化物的条件同时满足，减少了氮氧化物的生成和排放，从而达到脱硝的效果。

另外，本发明的一种带有双层错排二次风喷管和石灰石粉喷管系统的链条锅炉，在燃烧过程中脱硫就是向炉内喷射各种CaCO₃、CaO、电石渣及富含金属氧化物的矿渣、炉渣等作为固硫剂，然后将其在工业锅炉内燃烧，煤燃烧产生的SO₂还没有逸出就与煤中含钙的固硫剂发生化学反应，生成固相硫酸盐，随炉渣排出，从而减少二氧化硫随烟气排入大气而污染环境。固硫剂的化学反应方程式为：

CaCO₃（煅烧）→ CaO + CO₂ – 183 kJ / mol

CaO + SO₂ +                                                O₂ → CaSO₄ + 486183 kJ / mol