本發(fā)明主要應(yīng)用于我國(guó)及世界上所有的中小型高效煤粉工業(yè)鍋爐(燃煤火力發(fā)電廠除外)、高效煤粉工業(yè)窯爐低氮燃燒技術(shù)與廢煙氣超凈排放的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。其高效燃煤工業(yè)爐(窯)與高效煤粉工業(yè)鍋爐的煙氣排放環(huán)保技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到：煙氣粉塵≦10mg/NM³；SO_X≦50mg/NM³；NO_X≦100mg/NM³。趕上或接近燃燒天然氣的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。具體涉及一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)及工藝方法。

背景技術(shù)：

由于我國(guó)的富煤、少油、缺氣現(xiàn)實(shí)國(guó)情狀況下，煤的燃燒還會(huì)將長(zhǎng)期持續(xù)下去。在當(dāng)今嚴(yán)格的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)的情況下，如何將煤炭的燃燒與排放，達(dá)到與接近天然氣燃燒與排放效果的同等水平。這將是燃燒技術(shù)工作者與環(huán)保技術(shù)工作者，所面臨的急待解決的問(wèn)題。從全國(guó)中小型工業(yè)鍋爐(工業(yè)窯爐)實(shí)際生產(chǎn)的情況來(lái)看，幾乎沒(méi)有一家企業(yè)非常成功地采用與本生產(chǎn)相似的工藝，并達(dá)到國(guó)家環(huán)保技術(shù)指標(biāo)與燃燒技術(shù)指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，其特征在于，包括循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器以及與半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器的出口端連接的超凈排放半干法水霧脫硫除塵器，所述工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐爐后廢煙氣出口依次經(jīng)過(guò)空預(yù)器、SCR脫硝器后與半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器連接，煤粉輸送及燃燒系統(tǒng)與高效煤粉工業(yè)鍋爐的進(jìn)料口連接；高效煤粉工業(yè)鍋爐的底部設(shè)有除渣裝置，除渣裝置與干渣庫(kù)連接。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述高效煤粉工業(yè)鍋爐上方設(shè)有低NOx雙旋流煤粉燃燒器，所述低NOx雙旋流煤粉燃燒器頂部設(shè)有一次送風(fēng)管道以及與一次送風(fēng)管道連接的二次送風(fēng)管道，一次送風(fēng)管道通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)與煤粉輸送及燃燒系統(tǒng)的輸送口連接，二次送風(fēng)管道與空預(yù)器連接，與二次送風(fēng)管道平行設(shè)有與一次送風(fēng)管道連接的循環(huán)煙氣管道，所述循環(huán)煙氣管道與高效煤粉工業(yè)鍋爐底部側(cè)壁的煙氣出口連接，循環(huán)煙氣管道還通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在超凈排放半干法水霧脫硫除塵器和循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器之間的管道上。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器，包括除塵布袋、與除塵布袋進(jìn)料端連接的廢氣進(jìn)風(fēng)、料組件、與除塵布袋煙氣出口端連接的煙氣排放組件；所述除塵布袋中部設(shè)有與除塵布袋內(nèi)部連通的除塵器下灰斗，除塵器下灰斗下方設(shè)有混料機(jī)，所述混料機(jī)的輸出端與廢氣進(jìn)料組件連接；混料機(jī)上方設(shè)有二級(jí)脫硝系統(tǒng)，所述二級(jí)脫硝系統(tǒng)為一個(gè)堿性物料發(fā)生器；所述堿性物料發(fā)生器包括一個(gè)用于盛放堿性溶液的罐體，所述罐體上方設(shè)有進(jìn)料口，罐體內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，設(shè)置在罐體旁的高壓噴射系統(tǒng)將堿性溶液抽取后進(jìn)入除塵器下灰斗內(nèi)并噴灑至混料機(jī)上。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述廢氣進(jìn)料組件包括一個(gè)廢氣管道以及與廢氣管道的出口連通的脫硫煙道；所述脫硫煙道為呈倒L形，脫硫煙道的底部設(shè)有一個(gè)撒料裝置；混料機(jī)的輸出端與脫硫煙道的底部連通并能夠?qū)⒒炝陷敵鲋寥隽涎b置內(nèi)。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述廢氣管道包括依次連接的喉口管和擴(kuò)散管，所述擴(kuò)散管的出口端與脫硫煙道的底部連通；一級(jí)脫硝系統(tǒng)與喉口管連通，所述一級(jí)脫硝系統(tǒng)包括堿性溶液噴灑管道，所述堿性溶液噴灑管道一端插入喉口管內(nèi)將堿性溶液向喉口管內(nèi)噴灑，另一端用于通入堿性溶液，所述堿性溶液噴灑管道上設(shè)有開(kāi)啟閥門(mén)。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述撒料裝置包括一個(gè)集料斗，集料斗上端開(kāi)口且邊緣與脫硫煙道的底部?jī)?nèi)壁周向連接固定；集料斗內(nèi)設(shè)有一個(gè)撒料圓盤(pán)并通過(guò)集料斗底部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，所述撒料圓盤(pán)包括同圓心的內(nèi)外圓環(huán)，以及固定在內(nèi)外圓環(huán)之間的葉片；所述混料機(jī)包括混料室以及設(shè)置在混料室內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸上徑向設(shè)有若干攪拌葉片；驅(qū)動(dòng)軸一端依次通過(guò)軸承座以及聯(lián)軸器與電機(jī)配接，另一端固定在另一軸承座上；所述除塵器下灰斗的底部出料口與混料室連通。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，所述堿性物料發(fā)生器的攪拌裝置包括攪拌軸以及固定在攪拌軸一端位于罐體內(nèi)的攪拌葉片；攪拌軸的另一端通過(guò)一護(hù)套固定在罐體的上蓋，并通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)配接；所述高壓噴射系統(tǒng)包括一高壓水泵，一端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)并設(shè)置在罐體內(nèi)的抽取管道經(jīng)過(guò)高壓水泵后與噴灑管道連接；所述噴灑管道設(shè)置在除塵器下灰斗內(nèi)；高壓空氣進(jìn)氣管道設(shè)置在高壓水泵和噴灑管道之間且與抽取管道連通；所述抽取管道上還設(shè)有開(kāi)啟閥門(mén)；所述噴灑管道為一個(gè)環(huán)形，管道上設(shè)有若干噴灑口，噴灑口上設(shè)有噴頭。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保系統(tǒng)，還包括一個(gè)同于通入冷空氣的冷空氣管道，所述冷空氣管道一端與脫硫煙道頂部連通，且冷空氣管道上設(shè)有用于調(diào)節(jié)冷空氣流量的電動(dòng)閥門(mén)；所述廢氣管道的擴(kuò)散管與脫硫煙道的底部垂直連通，且擴(kuò)散管管壁與脫硫煙道的底部管壁相切連通；所述煙氣排放組件包括設(shè)置在除塵布袋煙氣出口端的引風(fēng)機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)端進(jìn)入堿霧脫硫型除塵器及煙筒并通過(guò)控制閥門(mén)能夠進(jìn)入煤粉燃燒器內(nèi)和工業(yè)鍋爐或工業(yè)窯爐煤粉燃燒空間，以形成低氮氧化物燃燒氣氛，以達(dá)低NO_X燃燒指標(biāo)與排放指標(biāo)。

一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保工藝方法，其特征在于，包括：

步驟1，采用煤粉泵車(chē)，用車(chē)用泵將煤粉直接打入煤粉庫(kù)，庫(kù)頂必須設(shè)置固氣分離器，庫(kù)內(nèi)的溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)、防堵裝置、下灰裝置、計(jì)量稱(chēng)重系統(tǒng)以及CO2或N2防爆系統(tǒng)作為煤粉庫(kù)基本配置，即防爆安全系統(tǒng)應(yīng)該放到第一位；煤粉庫(kù)下采用煤粉輸送與煤粉第一級(jí)霧化系統(tǒng)，采用單或雙管變頻穩(wěn)流系統(tǒng)與改進(jìn)型剛性葉輪下料器下料系統(tǒng)；

步驟2，煤粉通過(guò)燃燒爐上的煤粉燃燒器控制燃燒，在燃燒爐內(nèi),采用第一級(jí)SNCR噴氨氣或尿素溶液以達(dá)到第一次脫硝的目的；在爐外的SCR脫硝系統(tǒng)并設(shè)置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間，以達(dá)到第二次脫硝的目的；

步驟3，脫硝后的煙氣切向進(jìn)入可循環(huán)式半干法脫硫型復(fù)合布袋除塵器系統(tǒng)的循環(huán)式脫硫煙道；在收塵器的灰斗上方噴射堿溶液霧狀氣體，使煙氣中的粉塵與堿性物在機(jī)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行；在復(fù)合堿性布袋過(guò)濾下，煙氣粉塵落于灰斗；大部分煙氣粉塵，由灰斗底部的混料機(jī)輸送作用下，又回到脫硫煙道；在引風(fēng)機(jī)的作用下，脫硫粉塵并隨負(fù)壓氣流又回到機(jī)內(nèi)，形成一個(gè)煙氣含堿粉塵的一個(gè)循環(huán)，我們稱(chēng)之為一個(gè)堿性粉塵小型循環(huán)系統(tǒng)；凈化后的煙氣，由引風(fēng)機(jī)抽出，噴吹于文氏管超凈化的雙級(jí)脫硫型半干法水霧除塵器內(nèi)，其出口進(jìn)入放排煙筒；

步驟4，在引風(fēng)機(jī)出口與文氏管雙級(jí)脫硫型堿水溶液超細(xì)霧化除塵器之間，設(shè)置循環(huán)煙氣管道，由鼓風(fēng)機(jī)及相關(guān)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)將部分外排煙氣抽回于低NOX煤粉燃燒器與爐內(nèi)燃燒系統(tǒng)形成一個(gè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)，以防止被逃逸掉的NH₃或CO(NH₂)₂與CaOH脫硫劑或脫硝、脫硫反應(yīng)不完全的部分煙氣抽回燃燒系統(tǒng)內(nèi)。以進(jìn)一步加強(qiáng)脫硝和脫硫反應(yīng)，實(shí)際工況中可達(dá)到每分鐘50余次的大的循環(huán)煙氣體系，以滿足最嚴(yán)的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保工藝方法中，低NO_X雙旋流煤粉燃燒器設(shè)有一次風(fēng)、二次風(fēng)以及三次風(fēng)管道，二次風(fēng)采用新鮮空氣；三次風(fēng)采用低氧循環(huán)煙氣，其煙氣含氧量只有3-5％；在燃燒爐內(nèi)870℃～1050℃溫度范圍內(nèi)噴氨氣與煙氣中NOX充分混合產(chǎn)生還原反應(yīng)，生成氮?dú)馀c水；反應(yīng)式：NO+NH₃→N₂↑+H₂O或2CO(NH₂)+6NO→5N₂+4H₂O+2CO₂↑。

在上述的一種工業(yè)鍋爐低氮氧化物燃燒及環(huán)保工藝方法中，所述可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器的工作方法是：當(dāng)爐后的煙氣進(jìn)入鍋爐的省煤器與空氣預(yù)熱器之間時(shí)，這時(shí)溫度區(qū)間在300℃～400℃之間，第二級(jí)脫硝系統(tǒng)，即噴射氨氣或尿素水霧系統(tǒng)為加快NO_X的還原反應(yīng)，同時(shí)增設(shè)含有V₂O₅的蜂窩式催化劑，以利于加快生成N₂與H₂O等無(wú)害物；當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)這階段后，煙氣中的大量粉塵被堿性物包裹著，切向進(jìn)入煙氣的脫硫煙道并高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)入可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器；煙氣與煙氣中的粉塵不會(huì)被馬上排出機(jī)外；由灰斗下的混料機(jī)將粉塵重新輸送于循環(huán)脫硫煙道內(nèi)，由脫硫煙道下的圓盤(pán)撒料機(jī)上方的煙氣旋轉(zhuǎn)地鼓吹于除塵器內(nèi)；從而完成了一個(gè)煙氣堿性粉塵循環(huán)歷程。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，投資成本低，能徹底滿足中小型高效煤粉工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐的粉塵超凈排放，達(dá)到脫硫與脫硝環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。還人類(lèi)的藍(lán)天綠水的生存環(huán)境。趕上和接近天然氣燃燒的中小型工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。其潔凈煤粉燃燒技術(shù)已達(dá)到或超過(guò)世界先進(jìn)水平。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝生產(chǎn)線流程圖。

圖2是本發(fā)明中低NOx雙旋流煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中文氏管雙級(jí)水霧半干法脫硫(超凈化)除塵器工藝示意圖。

圖5為可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中混料機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖5中混料機(jī)中攪拌葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖5中二級(jí)脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖8中噴灑管道的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖9中的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖5中的撒料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為圖11的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為圖5中廢氣管道的連接示意圖。

圖14為圖5中冷空氣管道的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。圖中，除塵布袋1、除塵器下灰斗2、混料機(jī)3、罐體4、進(jìn)料口5、脫硫煙道6、喉口管7、擴(kuò)散管8、堿性溶液噴灑管道9集料斗10、撒料圓盤(pán)11、驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、葉片13、混料室14、攪拌葉片15、軸承座16、聯(lián)軸器17、電機(jī)18、攪拌軸19、攪拌葉片20、護(hù)套21、抽取管道22、高壓水泵23、噴灑管道24、高壓空氣進(jìn)氣管道25、過(guò)濾網(wǎng)26、冷空氣管道27、引風(fēng)機(jī)28、噴頭29。

實(shí)施例：

一、首先介紹一下本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明包括循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器以及與半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器的出口端連接的超凈排放水霧脫硫除塵器，所述半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器的爐后廢煙氣入口依次經(jīng)過(guò)空預(yù)器、SCR脫硝器后與高效煤粉工業(yè)鍋爐連接，煤粉輸送及燃燒系統(tǒng)與高效煤粉工業(yè)鍋爐的進(jìn)料口連接；高效煤粉工業(yè)鍋爐的底部設(shè)有除渣裝置，除渣裝置與干渣庫(kù)連接。

高效煤粉工業(yè)鍋爐上方設(shè)有低NOx雙旋流煤粉燃燒器，所述低NOx雙旋流煤粉燃燒器頂部設(shè)有一次送風(fēng)管道以及與一次送風(fēng)管道連接的二次送風(fēng)管道，一次送風(fēng)管道通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)與煤粉輸送及燃燒系統(tǒng)的輸送口連接，二次送風(fēng)管道與空預(yù)器連接，與二次送風(fēng)管道平行設(shè)有與一次送風(fēng)管道連接的循環(huán)煙氣管道，所述循環(huán)煙氣管道與高效煤粉工業(yè)鍋爐底部側(cè)壁的煙氣出口連接，循環(huán)煙氣管道還通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在超凈排放水霧脫硫除塵器和循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器之間的管道上。

循環(huán)式半干法脫硫復(fù)合脈沖布袋除塵器，包括除塵布袋、與除塵布袋進(jìn)料端連接的廢氣進(jìn)料組件、與除塵布袋煙氣出口端連接的煙氣排放組件；所述除塵布袋中部設(shè)有與除塵布袋內(nèi)部連通的除塵器下灰斗，除塵器下灰斗下方設(shè)有混料機(jī)，所述混料機(jī)的輸出端與廢氣進(jìn)料組件連接；混料機(jī)上方設(shè)有二級(jí)脫硝系統(tǒng)，所述二級(jí)脫硝系統(tǒng)為一個(gè)堿性物料發(fā)生器；所述堿性物料發(fā)生器包括一個(gè)用于盛放堿性溶液的罐體，所述罐體上方設(shè)有進(jìn)料口，罐體內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，設(shè)置在罐體旁的高壓噴射系統(tǒng)將堿性溶液抽取后進(jìn)入除塵器下灰斗內(nèi)并按比例噴灑至混料機(jī)上。

廢氣進(jìn)風(fēng)、料組件包括一個(gè)廢氣管道以及與廢氣管道的出口連通的脫硫煙道；所述脫硫煙道為呈倒L形，脫硫煙道的底部設(shè)有一個(gè)撒料裝置；混料機(jī)的輸出端與脫硫煙道的底部連通并能夠?qū)⒒炝陷敵鲋寥隽涎b置內(nèi)。

廢氣管道包括依次連接的喉口管和擴(kuò)散管，所述擴(kuò)散管的出口端與脫硫煙道的底部連通；一級(jí)脫硝系統(tǒng)與喉口管連通，所述一級(jí)脫硝系統(tǒng)包括堿性溶液噴灑管道，所述堿性溶液噴灑管道一端插入喉口管內(nèi)將堿性溶液向喉口管內(nèi)噴灑，另一端用于通入堿性溶液，所述堿性溶液噴灑管道上設(shè)有開(kāi)啟閥門(mén)。

撒料裝置包括一個(gè)集料斗，集料斗上端開(kāi)口且邊緣與脫硫煙道的底部?jī)?nèi)壁周向連接固定；集料斗內(nèi)設(shè)有一個(gè)撒料圓盤(pán)并通過(guò)集料斗底部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，所述撒料圓盤(pán)包括同圓心的內(nèi)外圓環(huán)，以及固定在內(nèi)外圓環(huán)之間的葉片；所述混料機(jī)包括混料室以及設(shè)置在混料室內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸上徑向設(shè)有若干攪拌葉片；驅(qū)動(dòng)軸一端依次通過(guò)軸承座以及聯(lián)軸器與電機(jī)配接，另一端固定在另一軸承座上；所述除塵器下灰斗的底部出料口與混料室連通。

堿性物料發(fā)生器的攪拌裝置包括攪拌軸以及固定在攪拌軸一端位于罐體內(nèi)的攪拌葉片；攪拌軸的另一端通過(guò)一護(hù)套固定在罐體的上蓋，并通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)配接；所述高壓噴射系統(tǒng)包括一高壓水泵，一端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)并設(shè)置在罐體內(nèi)的抽取管道經(jīng)過(guò)高壓水泵后與噴灑管道連接；所述噴灑管道設(shè)置在除塵器下灰斗內(nèi)；高壓空氣進(jìn)氣管道設(shè)置在高壓水泵和噴灑管道之間且與抽取管道連通；所述抽取管道上還設(shè)有開(kāi)啟閥門(mén)；所述噴灑管道為一個(gè)環(huán)形，管道上設(shè)有若干噴灑口，噴灑口上設(shè)有噴頭。

本發(fā)明還包括一個(gè)同于通入冷空氣的冷空氣管道，所述冷空氣管道一端與脫硫煙道頂部連通，且冷空氣管道上設(shè)有用于調(diào)節(jié)冷空氣流量的電動(dòng)閥門(mén)；所述廢氣管道的擴(kuò)散管與脫硫煙道的底部垂直連通，且擴(kuò)散管管壁與脫硫煙道的底部管壁相切連通；所述煙氣排放組件包括設(shè)置在除塵布袋煙氣出口端的引風(fēng)機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)端進(jìn)入堿霧脫硫型除塵器及煙筒并通過(guò)控制閥門(mén)能夠進(jìn)入煤粉燃燒器內(nèi)。和工業(yè)鍋爐或工業(yè)窯爐煤粉燃燒空間，以形成低氮氧化物燃燒氣氛，以促進(jìn)大道低NOX燃燒指標(biāo)與脫硝排放指標(biāo)。

二、下面介紹一下本發(fā)明的工作原理。

潔凈煤粉作為燃燒介質(zhì)其細(xì)度＞150目～200目；水份＜5～3％；揮發(fā)份＞30～35％；發(fā)熱值：5500～6500Kcal/kg；固定碳含量＞50％；硫＜0.5％，煤中無(wú)“三塊”(石塊、木塊、鐵塊)；煤矸石＜0.5％以下，灰溶點(diǎn)≧1280℃。

作為潔凈煤粉燃燒技術(shù)，采用煤粉泵車(chē)，用車(chē)用泵將煤粉直接打入煤粉庫(kù)，庫(kù)頂必須設(shè)置固氣分離器(布袋收塵器)，庫(kù)內(nèi)的溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)、防堵裝置、下灰裝置、計(jì)量稱(chēng)重系統(tǒng)以及CO₂或N₂防爆系統(tǒng)作為煤粉庫(kù)基本配置，即防爆安全系統(tǒng)應(yīng)該放到第一位。

煤粉庫(kù)下采用煤粉輸送與煤粉第一級(jí)霧化系統(tǒng)，采用單(雙)管變頻穩(wěn)流系統(tǒng)與改進(jìn)剛型性葉輪下料器下料系統(tǒng)。確保穩(wěn)定、恒流地噴射入低NOX雙旋流煤粉燃燒器及燃燒爐內(nèi)組織燃燒，穩(wěn)定爐內(nèi)溫度與壓力。在燃燒爐內(nèi)合適的溫度與合適的地方，采用第一級(jí)SNCR噴氨氣或尿素溶液以達(dá)到第一次脫硝的目的。在爐外的脫硝系統(tǒng)(SCR)即脫硝(器)塔(氨氣加催化劑)并設(shè)置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間，以達(dá)到第二次脫硝的目的。

脫硝后的煙氣切向進(jìn)入可循環(huán)式半干法脫硫型復(fù)合布袋除塵器系統(tǒng)的循環(huán)式脫硫煙道。在收塵器的灰斗上方按比例噴射堿(CaOH、NaOH)溶液霧狀氣體，使煙氣中的粉塵與堿性物在機(jī)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行，其堿性粉塵每分鐘在機(jī)內(nèi)可循環(huán)50次以上。除塵效率可達(dá)99.99％。在復(fù)合堿性布袋過(guò)濾下，煙氣粉塵落于灰斗。大部分煙氣粉塵，由灰斗底部的混料機(jī)輸送作用下，又回到脫硫煙道。在引風(fēng)機(jī)的作用下，脫硫粉塵并隨負(fù)壓氣流又回到機(jī)內(nèi)，形成一個(gè)煙氣含堿粉塵的一個(gè)循環(huán)，我們稱(chēng)之為一個(gè)堿性粉塵小型循環(huán)系統(tǒng)。凈化后的煙氣，由引風(fēng)機(jī)抽出，噴吹于文氏管超凈化的雙級(jí)脫硫型水霧除塵器內(nèi)，其出口進(jìn)入放排煙筒。其煙氣粉塵凈化可達(dá)到10mg/NM³以下；SO_X≦50mg/NM3；NO_X≦100mg/NM³。

在引風(fēng)機(jī)出口與文氏管雙級(jí)脫硫型堿水溶液超細(xì)霧化除塵器之間，設(shè)置循環(huán)煙氣管道，由鼓風(fēng)機(jī)及相關(guān)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)將部分外排煙氣抽回于低NOX煤粉燃燒器與爐內(nèi)燃燒系統(tǒng)形成一個(gè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)，以防止被逃逸掉的NH3或CO(NH₂)₂(氨氣或尿素等)與CaOH等脫硫劑或脫硝、脫硫反應(yīng)不完全的部分煙氣抽回燃燒系統(tǒng)內(nèi)，以降低運(yùn)行成本和進(jìn)一步達(dá)到脫硝和脫硫的目的，這是一個(gè)大循環(huán)系統(tǒng)，幾乎每分鐘也可以達(dá)到50次以上的循環(huán)，我們稱(chēng)之為一個(gè)大的尾煙氣循環(huán)系統(tǒng)。

三、下面針對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)中具體的裝置進(jìn)行說(shuō)明。

3.1、在高效煤粉工業(yè)鍋爐(導(dǎo)油爐)工業(yè)窯爐，采用低NO_X雙旋流煤粉燃燒器。

讓部分尾煙氣進(jìn)入煤粉燃燒器，如圖2.

本發(fā)明的煤粉燃燒器在原雙旋流煤粉燃燒器的基礎(chǔ)上，一次風(fēng)、煤增加了煤粉濃淡分離技術(shù)(可迅速完成煤粉點(diǎn)火時(shí)間)二次風(fēng)按比例采用新鮮空氣。三次風(fēng)按比例采用低氧循環(huán)煙氣，其含氧量只有3-5％。由于含氧從21％(常態(tài)空氣)降低含氧3-5％(空氣燃燒后的空氣含氧量)進(jìn)入爐膛加強(qiáng)爐內(nèi)火焰的旋轉(zhuǎn)力度，進(jìn)一步消化煙氣中的含氧量。同時(shí)在循環(huán)煙氣中，還含有相當(dāng)數(shù)量的脫硫劑(CaOH或NaOH)與脫硝劑(NH₃或尿素等)可進(jìn)一步在爐內(nèi)完成脫硫、脫硝的反應(yīng)。

特別在爐內(nèi)產(chǎn)生的熱力型NO，其在NOX范圍內(nèi)占比達(dá)85％，能在爐內(nèi)高溫區(qū)內(nèi)的欠氧環(huán)境中產(chǎn)生還原反應(yīng)，生成大量的含CO的可燃高溫煤氣。因此，由于爐內(nèi)的氧(O₂)成分含量急劇的減少，生成熱力型NO自然會(huì)減少。在爐內(nèi)尾部再配入大量新鮮空氣或循環(huán)煙氣。從而與CO氣流(煤氣)，產(chǎn)生放熱反應(yīng)生成CO₂↑。反應(yīng)式：CO+O₂→CO₂↑。煤粉在爐內(nèi)的燃燼率可達(dá)99％。爐渣含碳量小于1％以下，外排爐渣可回用于建材行業(yè)。由于喂煤機(jī)構(gòu)靈活，方便調(diào)節(jié)，嚴(yán)格控制空氣過(guò)剩系數(shù)，使燃燒爐內(nèi)徹底避免嚴(yán)重的結(jié)焦現(xiàn)象。

在燃燒爐內(nèi)870℃～1050℃溫度范圍內(nèi)噴氨氣與煙氣中NO_X充分混合產(chǎn)生還原反應(yīng)，生成氮?dú)馀c水。反應(yīng)式：NO+NH₃→N₂↑+H₂O或2CO(NH₂)+6NO→5N₂+4H₂O+2CO₂↑。從而一步達(dá)到脫硝的目的。

3.2、采用循環(huán)煙氣，低NOX脫硝燃燒技術(shù)(參見(jiàn)圖1)：

所有的工業(yè)窯爐的煤燃燒技術(shù)中，特別是高效煤粉工業(yè)鍋爐(高效煤粉導(dǎo)熱油爐)，充分利用好循環(huán)煙氣燃燒技術(shù)，不光會(huì)使工業(yè)爐爐尾產(chǎn)生的尾煙氣含氧量降低(≦3％-5％)同時(shí)還會(huì)降低排煙溫度，以充分利用尾煙氣余熱，以達(dá)到節(jié)約煤耗的目的，而降低運(yùn)行成本。

與鏈條爐相比，節(jié)約煤耗達(dá)30％-45％

與沸騰爐相比，節(jié)約煤耗達(dá)15％-20％

3.3、可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器(參見(jiàn)圖1)：

當(dāng)爐后的煙氣進(jìn)入鍋爐的省煤器與空氣預(yù)熱器之間時(shí)，這時(shí)溫度區(qū)間在300℃～400℃之間，我們?cè)O(shè)置了第二級(jí)脫硝系統(tǒng)，即噴射氨氣或尿素水霧系統(tǒng)為加快NO_X的還原反應(yīng)，同時(shí)增設(shè)含有V₂O₅的蜂窩式催化劑(器)，以利于加快生成N₂與H₂O等無(wú)害物。脫硝率可達(dá)到98％以上。同時(shí)還增設(shè)聲波吹灰器與旁路檢修系統(tǒng)，已便催化器的更換與檢修。當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)這階段后，煙氣中的大量粉塵被堿性物包裹著，切向進(jìn)入煙氣的脫硫煙道并高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)入可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖布袋除塵器。煙氣與煙氣中的粉塵不會(huì)被馬上排出機(jī)外。特別煙氣中含堿粉塵，由于機(jī)內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)，如圖3所示：該機(jī)是由脫硫煙道，布袋除塵器灰斗上的CaOH或NaOH噴射霧化裝置，CaOH或NaOH發(fā)生器、高壓泵、高壓空氣、與之相關(guān)的調(diào)節(jié)閥門(mén)，以及布袋除塵器本體所組成。脫硫方法是僅對(duì)除塵器灰斗內(nèi)的含堿粉塵和不含堿粉塵進(jìn)行高壓噴霧，以達(dá)增濕、增重的目的。由灰斗下的混料機(jī)將粉塵重新輸送于循環(huán)脫硫煙道內(nèi)，由脫硫煙道下的圓盤(pán)撒料機(jī)上方的煙氣旋轉(zhuǎn)地鼓吹于除塵器內(nèi)。從而完成了一個(gè)煙氣堿性粉塵循環(huán)歷程。煙氣含堿粉塵可循環(huán)運(yùn)行每分鐘達(dá)50次以上，滿足了SO_X+CaOH→CaSO₄+H₂O反應(yīng)基本原理，延長(zhǎng)了反應(yīng)停留時(shí)間與脫硫反應(yīng)均混的空間，從而達(dá)到脫硫的目的。

脈沖式布袋除塵器的布袋不可采用市面上一般性布袋，而是采用含堿性復(fù)合性布袋，以增強(qiáng)脫硫效果與除塵效果。其脫硫效率與除塵效率可分別達(dá)到98％以上與99.99％以上，具體結(jié)構(gòu)如圖5-14。需要注意的是，圖1至圖10中文字說(shuō)明均為必要的注釋?zhuān)弦?guī)定。

脈沖式布袋除塵器包括除塵布袋、與除塵布袋進(jìn)料端連接的廢氣進(jìn)料組件、與除塵布袋煙氣出口端連接的煙氣排放組件；所述除塵布袋中部設(shè)有與除塵布袋內(nèi)部連通的除塵器下灰斗，除塵器下灰斗下方設(shè)有混料機(jī)，所述混料機(jī)的輸出端與廢氣進(jìn)風(fēng)、料組件連接；混料機(jī)上方設(shè)有二級(jí)脫硫系統(tǒng)，所述二級(jí)脫硫系統(tǒng)為一個(gè)堿性物料發(fā)生器；所述堿性物料發(fā)生器包括一個(gè)用于盛放堿性溶液的罐體，所述罐體上方設(shè)有進(jìn)料口，罐體內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，設(shè)置在罐體旁的高壓噴射系統(tǒng)將堿性溶液抽取后進(jìn)入除塵器下灰斗內(nèi)并按比例噴灑至混料機(jī)上，進(jìn)一步讓煙氣粉塵增重、增濕。

3.31、采用堿性復(fù)合式布袋(如圖5)：

作為脈沖式布袋除塵器早已是一個(gè)很普遍的布袋除塵器，除塵效率可達(dá)99％，但僅只有除塵功能，無(wú)脫硫功能。因此，根據(jù)脫硫反應(yīng)的原理來(lái)講，其布袋必須更換堿性材料的復(fù)合性布袋，其牢固度與厚度、粉塵過(guò)濾效果均比玻纖袋效率高得多。

3.32、灰斗下采用高效混料機(jī)(如圖6-7)

本機(jī)為單(雙)軸攪拌機(jī)的原理延伸改進(jìn)型，其動(dòng)力為無(wú)極調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)。兩端軸承座與聯(lián)軸器為電機(jī)支撐與聯(lián)結(jié)。處理煙氣量大的布袋除塵器可改為雙軸驅(qū)動(dòng)。

攪拌葉片為耐磨合金鋼制作，除塵器落下的粉塵灰與CaOH或NaOH，以噴射高速霧狀的堿溶液，按比例混合。對(duì)粉塵灰進(jìn)行增濕增重后成為半干狀，形成堿性粉塵灰，以達(dá)到的脫硫反應(yīng)的目的。含堿性粉塵灰落入混料機(jī)后，由一定角度的攪拌葉片按一定的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步將堿性物料均混、攪拌，并輸送至脫硫煙道內(nèi)，與新鮮煙氣粉塵再均勻混合，進(jìn)入布袋除塵器內(nèi)。完成了一次煙氣循環(huán)脫硫過(guò)程。

3.33、堿性物料發(fā)生器與高壓噴射系統(tǒng)：(圖8-9)

1.采用變頻調(diào)速專(zhuān)用攪拌葉片，在攪拌筒內(nèi)攪動(dòng)堿溶液，生石灰(CaO)按進(jìn)水比例20-30％加入，生石灰細(xì)度應(yīng)控制在150目左右。

2.生石灰堿性液體攪拌筒頂部設(shè)高壓水泵，產(chǎn)生≥10kg/cm²的水壓與壓縮空氣(壓力＞8kg/cm²)在噴頭內(nèi)混合，以霧狀噴出。以達(dá)到干粉塵灰均混并增濕增重的目的。

3.噴頭采用不銹鋼材質(zhì)，以內(nèi)混加外混結(jié)構(gòu)形式高速噴出。

3.34、圓盤(pán)式旋轉(zhuǎn)撒料機(jī)：(圖11-12)

在脫硫煙道內(nèi)底部，該機(jī)根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的基本原理改進(jìn)而來(lái)，其工作原理：

利用旋轉(zhuǎn)葉片，將含塵氣體托起，旋轉(zhuǎn)鼓吹出去。并將含堿粉塵分散旋轉(zhuǎn)吹出與煙道側(cè)切向進(jìn)來(lái)的爐尾廢煙氣同向均勻混合進(jìn)入布袋除塵器。其動(dòng)力采用高速變頻電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。

3.35、循環(huán)脫硫煙道爐尾煙氣進(jìn)氣口裝置：(圖13)

當(dāng)大量爐尾煙氣由縮口管進(jìn)入喉口管內(nèi)時(shí)，煙氣流速增加，煙氣體積密度增加。在喉口管上設(shè)置與煙氣同向的噴射堿溶液霧化噴頭，按比例噴射堿溶液，使?fàn)t尾煙氣粉塵增濕。第一次被含堿溶液包裹的煙塵，隨引風(fēng)機(jī)抽力的煙氣流，切向進(jìn)入循環(huán)煙氣脫硫煙道。在堿性溶液增濕的過(guò)程中，也達(dá)到適當(dāng)降低了尾煙氣溫度、保護(hù)了布袋除塵器的布袋耐溫性的目的。在煙氣粉塵增濕、增重的過(guò)程中，也極大的提高了布袋除塵器的除塵與脫硫效果。

爐尾煙氣切向進(jìn)入循環(huán)脫硫煙道時(shí)，由于在煙道內(nèi)形成的旋轉(zhuǎn)氣流與脫硫煙道底部的圓盤(pán)撒料機(jī)上方形成的大量旋轉(zhuǎn)含堿煙塵同向激烈旋轉(zhuǎn)均勻混合，以達(dá)到第二次脫硫的效果。

六、冷風(fēng)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門(mén)(圖14)

當(dāng)爐尾煙氣溫度太高時(shí)，進(jìn)入循環(huán)煙氣脫硫煙道后，雖說(shuō)能降部分煙氣溫度，但有些工業(yè)爐(窯)尾氣溫度仍很高。當(dāng)溫度超過(guò)200度時(shí)，我們?cè)谶M(jìn)入布袋除塵器的入口處，設(shè)置冷風(fēng)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥，讓冷空氣調(diào)節(jié)入口處的高溫?zé)煔?，讓其達(dá)到合適的煙溫，滿足布袋除塵器的需求。

3.4、文氏管雙級(jí)水霧脫硫型半干法除塵器(見(jiàn)圖4)

本機(jī)是利用了旋風(fēng)除塵器工作原理，改進(jìn)而來(lái)的一種創(chuàng)新產(chǎn)品，省去了污水循環(huán)水池，保持了粉塵半干法的物理狀態(tài)，方便人們清理。節(jié)省了大量的土建造價(jià)與占地面積。其工作原理如下：當(dāng)凈化后的煙氣以及被逃逸掉的SO_X與NO_X，在此處，由直徑大的煙氣管道改變?yōu)橹睆叫〉臒煔夤艿溃蚍Q(chēng)之為喉口煙氣管，因此，凈化后的煙氣流速增加了，其體積密度變大了。此處增加第一級(jí)高壓空氣(蒸氣)加堿性溶液，以高速噴霧堿水溶液，按比例與煙氣同向噴出。以達(dá)到進(jìn)一步與布袋除塵器逃逸出的SO_X與NO_X以及微量粉塵充分混合，以達(dá)到超凈化脫塵、脫硫、脫硝的目的。

煙氣在初步增濕、增重情況下，以高速切向進(jìn)入機(jī)體，經(jīng)第二級(jí)雙層堿性溶液噴霧機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步增濕、增重。并在機(jī)內(nèi)增設(shè)堿性物料(CaCO₃石灰石)過(guò)濾層，煙氣通過(guò)堿性過(guò)濾層后又經(jīng)雙級(jí)脫水機(jī)構(gòu)排出水氣，進(jìn)入煙筒，排入大氣。以達(dá)到最終脫塵、脫硫、脫硝，最后完成全部煙氣超凈排放的環(huán)保工藝流程。

綜上所述，本發(fā)明工藝最大的創(chuàng)新要點(diǎn)是：1、充分實(shí)現(xiàn)了低NOX煤粉燃燒技術(shù)，其中利用燃燒空氣分級(jí)供給技術(shù)。在合適地方，合適的溫度區(qū)間實(shí)現(xiàn)多級(jí)按比例供風(fēng)，嚴(yán)格控制了過(guò)?？諝庀禂?shù)。并也控制了空氣中的含氧量。2、實(shí)現(xiàn)煤粉濃淡燃燒技術(shù)，利用了全自動(dòng)柴油點(diǎn)火技術(shù)，更快、更迅速地啟動(dòng)高效煤粉工業(yè)鍋爐。實(shí)現(xiàn)了開(kāi)、停時(shí)間短，節(jié)省燃料消耗，降低了點(diǎn)火所用燃料成本。3、現(xiàn)實(shí)了爐尾煙氣全流域的循環(huán)燃燒技術(shù)。并組成一個(gè)大循環(huán)燃燒系統(tǒng)，讓低氧循環(huán)煙氣在此燃燒過(guò)程中，可做到真正的減少熱力型NO含量的生成。同時(shí)充分利用外排煙氣的余熱以及空氣預(yù)熱器的余熱加熱二次新鮮空氣，按比例一并進(jìn)入爐膛的燃燒區(qū)間，降低了煤耗、滿足爐膛溫度的要求，也降低了高效煤粉工業(yè)鍋爐的外排煙氣溫度，提高了鍋爐(導(dǎo)油爐、工業(yè)窯爐)熱效率，節(jié)約了大量的煤耗，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。4、煙氣中的粉塵在可循環(huán)式半干法脫硫型脈沖式復(fù)合布袋除塵器機(jī)體內(nèi)形成脫硫循環(huán)體系，增加脫硫、脫硝的停留時(shí)間與擴(kuò)大反應(yīng)空間的次數(shù)，滿足了脫硫劑與脫硝劑與SO_X、NO_X的均混效果，以達(dá)到循環(huán)脫硫脫硝的目的。5、因此看來(lái)，整個(gè)工藝流程含塵煙氣經(jīng)歷了三次脫硝(SNCR、SCR)技術(shù)以及低NOX循環(huán)燃燒技術(shù)和二次脫硫技術(shù)。煙氣多次在大循環(huán)脫硝體系中循環(huán)。煙氣中粉塵的多次在循環(huán)脫硫體系中循環(huán)，最終達(dá)到脫塵、脫硫、脫硝的環(huán)保目標(biāo)值。整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，投資成本低，能徹底滿足中小型高效煤粉工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐的粉塵超凈排放，達(dá)到脫硫與脫硝環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。還人類(lèi)的藍(lán)天綠水的生存環(huán)境。趕上和接近天然氣燃燒的中小型工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)。其潔凈煤粉燃燒技術(shù)已達(dá)到或超過(guò)世界先進(jìn)水平。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。