氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)。其中，該系統(tǒng)由氧氣供給單元、燃料供給單元、富氧燃燒器、帶爐膛燃燒空間的加熱裝置、單塔脫硫除塵器、煙氣回流裝置、煙氣管路、工藝管路等組成。該系統(tǒng)將空氣通過分離得到的富氧氣體作為燃燒用的氧氣，替代將空氣送入爐膛內(nèi)作為燃燒所需的氧，通過阻止氮氣進入爐膛參與燃燒反應而排除氮氧化物的生成，由于沒有多余的氮氣參加燃燒過程，與傳統(tǒng)的空氣燃燒方式相比大大減少了燃燒后煙氣產(chǎn)生的總量，因此加熱裝置排煙帶走的熱損失也得到減少，節(jié)約了燃料，降低了能耗。單塔脫硫除塵器置于加熱裝置煙氣的排出段，可以清除煙氣中的硫化物、粉塵等有害物質。
【專利說明】
氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及化石能源燃燒領域，具體而言，涉及一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]人類的生存和發(fā)展離不開能源?，F(xiàn)代人類的生活方式，不僅大量消費資源和能量，而且每天還排出大量的污染物，對地球環(huán)境造成嚴重的影響。能源與環(huán)境是當今社會的兩大問題。世界上87%的能源需求來源于化石燃料，這些燃料燃燒時，會向大氣排放大量的二氧化碳，其中煤炭是世界上最豐富的化石燃料資源，占世界化石燃料儲量的70%以上。煤的燃燒及利用引發(fā)的資源和環(huán)境問題，愈加引起國際社會的廣泛重視。
[0003]我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，據(jù)統(tǒng)計，我國90%二氧化硫、67%氮氧化物、70%煙塵排放量來自于煤炭的燃燒。其中，燃煤電站、燃煤工業(yè)鍋爐、燃煤爐窯等煙氣排放污染問題最為突出。
[0004]自2012年I月I日起實施GB13223-2011，對燃煤鍋爐的煙塵排放限制為<30mg/Nm3，對國土開發(fā)密度較高，環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重大氣環(huán)境污染問題而需要嚴格控制大氣污染物排放的地區(qū)燃煤鍋爐煙塵的排放限值為20mg/Nm3，比GB13223-2003所執(zhí)行的排放指標提高了近一倍。珠江三角、長三角、京津唐地區(qū)作為重點地區(qū)，所面臨的環(huán)境保護壓力也會比一般地區(qū)大。
[0005]GB13223-2011對燃煤鍋爐的二氧化硫S02排放限值控制在100mg/m3，除了2003年12月31日前建成投產(chǎn)的鍋爐、W型火焰爐膛鍋爐、現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐采取200mg/m3的排放限值外，對重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐二氧化硫S02排放限值控制在50mg/m3。
[0006]GB13223-2011對燃煤鍋爐的氮氧化物NOx排放限值控制在100mg/m3，除了2003年12月31日前建成投產(chǎn)的鍋爐、雙型火焰爐膛鍋爐、現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐采取200mg/m3的排放限值外，對重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐氮氧化物NOx排放限值控制在100mg/m3，這項標準達到甚至優(yōu)于發(fā)達國家的排放標準。
[0007]此外GB13223-2011還新增汞及其化合物的重金屬污染物排放限值。對燃煤鍋爐的萊及其化合物排放限制為0.03mg/m3o
[0008]目前我國大力發(fā)展以燃油和燃氣作為燃料的油氣兩用鍋爐，力求能夠最大限度的發(fā)揮能源的潛能利用，同時又實現(xiàn)最少的污染物排放，使化石燃料資源達到高效、清潔利用的目的。
[0009]針對相關技術中燃料鍋爐如果不采取降低二氧化硫、氮氧化物排放的措施，二氧化硫、氮氧化物排放濃度將無法達標的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明實施例提供了一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)，以至少解決相關技術中燃料鍋爐如果不采取降低二氧化硫、氮氧化物排放的措施，二氧化硫、氮氧化物排放濃度將無法達標的技術問題。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)，包括:氧氣供給單元、燃料供給單元、富氧燃燒器、帶爐膛燃燒空間的加熱裝置、單塔脫硫除塵器、煙氣回流裝置以及煙氣管道，其中，氧氣供給單元和燃料供給單元分別與富氧燃燒器管道相連接;富氧燃燒器與加熱裝置相連接;加熱裝置與單塔脫硫除塵器管道相連接;單塔脫硫除塵器與煙氣管道相連接;煙氣回流裝置分別與富氧燃燒器和煙氣管道相連接。
[0012]進一步地，富氧燃燒器與氧氣供給單元的供給端連接，其中，富氧燃燒器所需氧氣來自液氧罐或管道氧氣或由氧氣供給單元提供，氧氣供給單元包括:鼓風機或空氣壓縮機、空氣凈化器和空氣緩沖罐管道依次相連接;空氣緩沖罐分別與吸附A塔和吸附B塔進口管道相連接;吸附A塔和吸附B塔進口管道與真空栗和排氮消音器管道依次相連接;吸附A塔和吸附B塔出口管道與氧氣緩沖罐和氧氣壓縮機依次相連接，或鼓風機或空氣壓縮機、空氣緩沖罐、空氣凈化器和電加熱器管道依次相連接;電加熱器與膜分離器進口管道相連接;膜分離器的第一個出口與真空栗、氧氣緩沖罐和氧氣壓縮機管道依次相連接，膜分離器的第二個出口與控制閥門和排氮消音器管道依次相連接，或空氣壓縮機、預冷機組、分子篩A塔、分子篩B塔和冷箱單元管道依次相連接;冷箱單元內(nèi)部的主換熱器與膨脹機分別和分餾塔之間管道相連接;分餾塔的第一出口與氮氣緩沖罐、氮氣壓縮機管道依次相連接，分餾塔的第二出口與氧氣緩沖罐、氧氣壓縮機管道依次相連接。
[0013]進一步地，富氧燃燒器與燃料供給單元的供給端連接，其中，富氧燃燒器所需燃料來源于管道連接的燃料油或燃料氣或由燃料供給單元提供，燃料供給單元包括:磨粉干燥單元與粉煤加壓輸送單元管道相連接;燃燒器分別與空氣壓縮機(或鼓風機、粉煤加壓輸送單元和蒸汽供給管道相連接;燃燒器通過氣化爐分別與除渣池、冷卻器管道相連接;冷卻器與干法除塵、濕法洗滌管道相連接。
[0014]進一步地，氧氣供給單元與氧氣調節(jié)閥連接，氧氣調節(jié)閥與富氧燃燒器連接;燃料供給單元與燃料調節(jié)閥連接，燃料調節(jié)閥與富氧燃燒器連接;富氧燃燒器與加熱裝置連接；其中，燃料供給單元提供的燃料與氧氣供給單元提供的氧氣在富氧燃燒器內(nèi)充分混合，通過自動點火開關點燃，并通過離子探頭或紫外探頭以及觀火孔檢測燃燒狀況。
[0015]進一步地，加熱裝置的爐膛燃燒空間入口與富氧燃燒器連接，加熱裝置的尾氣出口管道與單塔脫硫除塵器連接，其中，加熱裝置內(nèi)設有向火面的輻射吸熱區(qū)和非向火面的對流吸熱區(qū)，其中，吸熱區(qū)由金屬管或金屬板制成封閉腔體，腔體內(nèi)是可流動的吸熱體。
[0016]進一步地，單塔脫硫除塵器包括:過氧化鈣分配器或二氧化硫處理模塊與除塵脫硫室進口相連接;潔凈氣室與除塵脫硫室相連接;除塵脫硫室與錐形下料斗相連接;錐形下料斗與灰斗或灰箱相連接。
[0017]進一步地，煙氣回流裝置包括:引風機分別與單塔脫硫除塵器出口管道以及富氧燃燒器與加熱裝置的爐膛的結合部相連接，其中，單塔脫硫除塵器出口排放的部分煙氣通過引風機回流到富氧燃燒器與加熱裝置的爐膛的結合部，引風機入口與調節(jié)單板閥相連接，調節(jié)單板閥用于調節(jié)煙氣回流量。
[0018]進一步地，系統(tǒng)還包括:溫度控制器，與氧氣調節(jié)閥、燃料調節(jié)閥相連接，其中，溫度控制器通過控制氧氣調節(jié)閥和燃料調節(jié)閥分別調節(jié)氧氣和燃料進入富氧燃燒器的流量大小以實現(xiàn)熱能輸送平衡。
[0019]在本發(fā)明實施例中，氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)將空氣通過分離得到的富氧氣體作為燃燒用的氧氣，替代傳統(tǒng)的將空氣送入爐膛內(nèi)作為燃燒所需的氧，通過阻止氮氣進入爐膛參與燃燒反應而排除氮氧化物的生成，同時由于沒有多余的氮氣參加燃燒過程，與傳統(tǒng)的空氣燃燒方式相比大大減少了燃燒后煙氣產(chǎn)生的總量，因此加熱裝置排煙帶走的熱損失也得到減少，節(jié)約了燃料，降低了能耗。單塔脫硫除塵器置于加熱裝置煙氣的排出段，清除煙氣中的硫化物、粉塵等有害物質。該系統(tǒng)可以有效地阻止加熱裝置燃燒過程中氮氧化物的生成，降低加熱裝置燃燒后排煙中二氧化硫、粉塵的含量，減少加熱裝置燃燒排煙的總量而帶走的熱損失，達到了節(jié)能減排的效果。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)的總工藝流程示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的再一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的燃料供給單元的工藝流程示意圖；以及
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例單塔脫硫除塵器的內(nèi)部結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的過程、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、產(chǎn)品或設備固有的其它單元。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)的實施例，該系統(tǒng)可以有效地阻止加熱裝置燃燒過程中氮氧化物生成，降低加熱裝置燃燒后排煙中二氧化硫、粉塵的含量，減少加熱裝置燃燒排煙的總量而帶走的熱損失等問題。該系統(tǒng)可以由氧氣供給單元、燃料供給單元、富氧燃燒器、帶爐膛燃燒空間的加熱裝置、單塔脫硫除塵器、煙氣回流裝置、煙氣管路、工藝管路等組成。所述該系統(tǒng)可以應用于石油、化工、火電廠、城市熱力、冶金、焦化等領域。
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)的總工藝流程示意圖，如圖1所述，該系統(tǒng)可以包括:氧氣供給單元1、氧氣調節(jié)閥2、燃料供給單元3、燃料調節(jié)閥4、富氧燃燒器5、帶爐膛燃燒空間的加熱裝置6、單塔脫硫除塵器7、煙囪8、調節(jié)單板閥9、引風機10，溫度控制器11，具體地:
[0031]如圖1所示，氧氣供給單元I與氧氣調節(jié)閥2管道相連接，氧氣調節(jié)閥2與富氧燃燒器5管道相連接;燃料供給單元3與燃料調節(jié)閥4管道相連接，燃料調節(jié)閥4與富氧燃燒器5管道相連接;富氧燃燒器5與帶爐膛燃燒空間的加熱裝置6相連接，帶爐膛燃燒空間的加熱裝置6與單塔脫硫除塵器7管道相連接，單塔脫硫除塵器7與煙囪8管道相連接;富氧燃燒器5與引風機10、調節(jié)單板閥9、煙囪8(進口)管道依次相連接;溫度控制器11與氧氣調節(jié)閥2、燃料調節(jié)閥4相連接。
[0032]需要說明的是，該系統(tǒng)的工藝流程可以依次為:燃料供給單元I和氧氣供給單元
3-----富氧燃燒器5-----加熱裝置6------脫硫除塵器7-----煙氣回流9和10-----煙囪8
等工作過程。該系統(tǒng)將空氣通過分離得到的富氧氣體作為燃燒用的氧氣，替代傳統(tǒng)的將空氣送入加熱爐膛內(nèi)作為燃燒所需的氧，通過阻止氮氣進入爐膛參與燃燒反應而排除氮氧化物的生成，同時由于沒有多余的氮氣參加燃燒過程，與傳統(tǒng)的空氣燃燒方式相比大大減少了燃燒后煙氣產(chǎn)生的總量，因此加熱裝置排煙帶走的熱損失也得到減少，節(jié)約了燃料，降低了能耗。同時，單塔脫硫除塵器置于加熱裝置煙氣的排出段，清除煙氣中的硫化物、粉塵等有害物質。
[0033]下面分別對該氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)，可以包括:氧氣供給單元、燃料供給單元、富氧燃燒系統(tǒng)、加熱裝置、單塔脫硫除塵器和煙氣回流裝置進行詳細介紹，具體地:
[0034]可選地，富氧燃燒器用的氧氣與氧氣供給單元的供給端連接，氧氣的生成可以采用空分技術，可以利用“空氣變壓吸附方法”、“空氣膜過濾的方法”、“空氣深冷加工的方法”、“來至液氧罐或管道氧氣”等方法獲取氧氣。下面分別介紹上述氧氣獲取方法及其對應的氧氣供給單元的工藝流程:
[0035]空氣變壓吸附方法
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖，如圖2所示，圖2中的標號代表的含義分別為:1_鼓風機或空氣壓縮機、2-空氣凈化、3-空氣緩沖罐、4-吸附A塔、5-吸附B塔、6-氧氣緩沖罐、7-真空栗、8-排氮消音器、9-氧氣壓縮機。
[0037]如圖2所示，利用空氣變壓吸附方法獲取氧氣的工藝流程可以描述為:鼓風機1(或空壓機空氣壓縮機)與空氣凈化器2和空氣緩沖罐3管道依次相連接;可以用于利用鼓風機I(或空壓機空氣壓縮機)進行空氣壓縮，壓縮后的濕空氣經(jīng)空氣凈化器2去除油和水，符合要求的空氣進入空氣緩沖罐3?？諝饩彌_罐3分別與吸附A塔4和吸附B塔5進口管道相連接，吸附A塔4和吸附B塔5進口管道與真空栗7和排氮消音器8管道依次相連接，吸附A塔4和吸附B塔5出口管道與氧氣緩沖罐6和氧氣壓縮機9依次相連接;可以用于利用吸附A塔4和吸附B塔5內(nèi)部的分子篩進行空氣中的氮和氧分離，分離后的氮氣經(jīng)真空栗7和排氮消音器8排放到大氣中，獲取的氧氣經(jīng)氧氣緩沖罐6和氧氣壓縮機9輸送至本發(fā)明系統(tǒng)中的加熱裝置。
[0038]空氣膜過濾的方法
[0039]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖，如圖3所示，圖3中的標號代表的含義分別為:1_鼓風機或空氣壓縮機、2-空氣緩沖罐、3-空氣凈化器、4-電加熱器、5-膜分離器、6-真空栗、7-氧氣緩沖罐、8-氧氣壓縮機、9-排氮消音器。
[0040]如圖3所示，利用空氣膜過濾的方法獲取氧氣的工藝流程可以描述為:鼓風機1(或空壓機空氣壓縮機)與空氣緩沖罐2、空氣凈化器3和電加熱器4管道依次相連接;可以用于利用鼓風機1(或空壓機空氣壓縮機)進行空氣壓縮，壓縮后的濕空氣進入空氣緩沖罐2，再經(jīng)空氣凈化器3去除油和水，符合要求的空氣進入電加熱器4，進行空氣加熱。電加熱器4與膜分離器5進口管道相連接，膜分離器5的第一個出口與真空栗6、氧氣緩沖罐7和氧氣壓縮機8管道依次相連接，膜分離器5的第二個出口與控制閥門和排氮消音器9管道依次相連接；可以用于利用加熱的空氣進入膜分離器5，膜分離器5中的高分子復合膜，在一定的滲透推動力作用下進行空氣中的氮和氧分離，分離后的氮氣經(jīng)控制閥門和排氮消音器9排放到大氣中，獲取的氧氣經(jīng)氧氣緩沖罐7和氧氣壓縮機8輸送至本發(fā)明系統(tǒng)中的加熱裝置。
[0041 ]空氣深冷加工的方法
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的再一種可選的氧氣供給單元的工藝流程示意圖，如圖4所示，圖4中的標號代表的含義分別為:1_空氣壓縮機、2-預冷機組、3-分子篩A塔、4-分子篩B塔、5-冷箱單元、6-氧氣緩沖罐、7-氧氣壓縮機、8-氮氣緩沖罐、9-氮氣壓縮機、10-主換熱器、11-膨脹機、12-分餾塔。
[0043]如圖4所示，利用空氣深冷加工方法獲取氧氣的工藝流程可以描述為:空氣壓縮機I與預冷機組2、分子篩A塔3、分子篩B塔4和冷箱單元5管道依次相連接;可以用于利用空氣壓縮機I與進行空氣壓縮，壓縮后的濕空氣進入預冷機組2進行空氣冷卻，冷卻空氣分別進入分子篩A塔3和分子篩B塔4，把空氣中的水分和二氧化碳去除干凈，符合要求的空氣進入冷箱單元5。冷箱單元5內(nèi)部的主換熱器10與膨脹機11和分餾塔12之間管道相連接，分餾塔12第一出口與氮氣緩沖罐8、氮氣壓縮機9管道依次相連接，分餾塔12第二出口與氧氣緩沖罐6、氧氣壓縮機7管道依次相連接;可以用于利用空氣進入冷箱單元5內(nèi)，經(jīng)主換熱器10和膨脹機11做功將空氣由氣態(tài)轉換成液態(tài)空氣，進入分餾塔12，利用氧、氮組分的沸點不同，從而使氧和氮在分餾塔12內(nèi)分離，分離后的液氮通過分餾塔12第一出口送入氮氣緩沖罐8，經(jīng)氮氣壓縮機9增壓后裝瓶或者外輸。分離后的液氧通過分餾塔12第二出口送入氧氣緩沖罐6，經(jīng)氧氣壓縮機7增壓后輸送至本發(fā)明系統(tǒng)中的加熱裝置。
[0044]可選地，燃料供給單元中氧燃燒器5用的燃料與其供給連接，燃料的來源或產(chǎn)生可以是“管道連接的燃料油或燃料氣”、“煤氣化爐氣化產(chǎn)生的可燃氣”，需要說明的是，煤可以是塊煤、碎煤、粉煤、水煤漿等。燃料供給單元的工藝過程如圖5所示，其中，圖5中的標號代表的含義分別為:1_空氣壓縮機(或鼓風機)、2_磨粉干燥單元、3-粉煤加壓輸送單元、4-燃燒器、5-氣化爐、6-冷卻器、7-干法除塵、8-濕法洗滌、9-除渣池。
[0045]如圖5所示，煤氣化爐氣化產(chǎn)生的可燃氣的工藝流程可以描述為:磨粉干燥單元2與粉煤加壓輸送單元3管道相連接;燃燒器4分別與空氣壓縮機1(或鼓風機)、粉煤加壓輸送單元3和蒸汽供給管道相連接;燃燒器4與除渣池9、冷卻器6管道相連接;冷卻器6與干法除塵7、濕法洗滌8管道相連接。可以用于利用原料煤進入磨粉干燥單元2，經(jīng)過預破碎后進入煤的干燥系統(tǒng)，使煤中的水分小于2%，然后進入磨煤機中被磨制成煤粉。通過粉煤加壓輸送單元3的加壓后的煤粉氣與空氣和蒸汽在燃燒器4內(nèi)混合，經(jīng)燃燒器4的煤燒嘴送入氣化爐;在氣化爐5內(nèi)迅速發(fā)生氣化反應，形成的熔融態(tài)的固體渣經(jīng)冷卻后下流動進入底部除渣池9;氣化產(chǎn)生的大量合成氣攜帶大量的灰分，向上出氣化爐5，在冷卻器6內(nèi)被冷卻降溫后，產(chǎn)出的粗煤氣進入干法除塵7和濕法洗滌8進行除塵凈化，凈化后的煤氣輸送至本發(fā)明系統(tǒng)中的加熱裝置。
[0046]可選地，如圖1所示，富氧燃燒系統(tǒng)可以包括:氧氣供給單元I與氧氣調節(jié)閥2連接，氧氣調節(jié)閥2與富氧燃燒器5連接，燃料供給單元3與燃料調節(jié)閥4連接，燃料調節(jié)閥4與富氧燃燒器5連接，富氧燃燒器5與帶爐膛燃燒的加熱裝置6連接，燃料與富氧在富氧燃燒器5內(nèi)充分混合，通過其自動點火開關能夠點燃，并通過離子探頭或紫外探頭及觀火孔檢測燃燒狀況。
[0047]可選地，如圖1所示，帶爐膛燃燒空間的加熱裝置6的爐膛燃燒空間入口與富氧燃燒器5連接，該加熱裝置6內(nèi)設向火面的輻射吸熱區(qū)及非向火面的對流吸熱區(qū)，吸熱區(qū)可以是由金屬管或板制成封閉腔體，腔體內(nèi)是可流動的吸熱體，比如說鍋爐、石油化工管式加熱爐及其他工業(yè)爐，該加熱裝置6的尾氣出口管道與單塔脫硫除塵器7連接。
[0048]可選地，單塔脫硫除塵器的內(nèi)部結構如圖6所示，在圖6中標號代表的含義分別為:1-過氧化鈣分配器(二氧化硫SO2處理模塊)、2_潔凈氣室、3-除塵脫硫室、4-錐形下料斗、5-灰斗(或灰箱)。如圖6所示，過氧化鈣分配器(二氧化硫SO2處理模塊)1與除塵脫硫室3進口相連接，潔凈氣室2與除塵脫硫室3相連接，除塵脫硫室3與錐形下料斗4相連接，錐形下料斗4與灰斗(或灰箱)5相連接。除塵脫硫室3內(nèi)部設有24?36個小旋風分離器，需要說明的是，小旋風分離器的個數(shù)可以依據(jù)具體情況設計。
[0049]如圖1和圖6所示，單塔脫硫除塵器的工藝流程可以描述為:過氧化鈣分配器I與單塔脫硫除塵器7進口管道相連接，單塔脫硫除塵器7出口管道與煙囪8相連接?？梢杂糜诶脦t膛燃燒空間的加熱裝置6中的煙氣進入單塔脫硫除塵器7，根據(jù)燃料中硫的含量將細粉狀脫硫劑從入口均勻分散到煙氣中，脫硫劑與煙氣中的二氧化硫SO2在該單塔脫硫除塵器7內(nèi)充分反應形成重顆粒的反應物伴隨煙氣中塵粒沉淀到底部積塵區(qū)定時清除，環(huán)保達標的煙氣通過煙囪進入大氣排放。
[0050]可選地，如圖1所示，煙氣回流裝置可以包括:單塔脫硫除塵器7處理后的環(huán)保達標煙氣其中部分通過引風機10回流到富氧燃燒器2與加熱裝置6的爐膛的結合部，煙氣回流量通過引風機10入口調節(jié)單板閥9進行調節(jié)，其目的用于放緩富氧劇烈燃燒反應速度，免于加熱裝置6局部過熱。特別提出煙氣回流裝置對于已有加熱裝置6進行超低氮氧化物NOx排放，富氧節(jié)能技術升級改造后工藝適配性，提供了最優(yōu)的解決方案。
[0051]可選地，加熱裝置6內(nèi)燃料在燃燒過程中置換出的高溫吸熱體(如蒸汽、導熱油、水、其它工質)可以輸送至工廠、電廠、城市熱力等供熱用戶。
[0052]可選地，本發(fā)明實施例的氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)中的溫度控制器11可以與氧氣調節(jié)閥2、燃料調節(jié)閥4相連接，其中，溫度控制器11通過控制氧氣調節(jié)閥2和燃料調節(jié)閥4分別調節(jié)氧氣和燃料進入富氧燃燒器5的流量大小，以實現(xiàn)熱能輸送平衡的目的。
[0053]本發(fā)明實施例的氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)能夠降低燃料的燃點，加快燃燒速度，促進燃燒完全，提高火焰溫度、減少燃燒后的煙氣量，提高熱量利用率和降低加熱裝置燃燒后排煙中二氧化硫SO2、粉塵的含量，能夠實現(xiàn)節(jié)能減排。
[0054]上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0055]在本發(fā)明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。
[0056]在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的技術內(nèi)容，可通過其它的方式實現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。
[0057]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0058]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種氮氧化物零排放富氧節(jié)能燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括: 氧氣供給單元、燃料供給單元、富氧燃燒器、帶爐膛燃燒空間的加熱裝置、單塔脫硫除塵器、煙氣回流裝置以及煙氣管道， 其中，所述氧氣供給單元和所述燃料供給單元分別與所述富氧燃燒器管道相連接;所述富氧燃燒器與所述加熱裝置相連接;所述加熱裝置與所述單塔脫硫除塵器管道相連接；所述單塔脫硫除塵器與所述煙氣管道相連接;所述煙氣回流裝置分別與所述富氧燃燒器和所述煙氣管道相連接。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述富氧燃燒器與所述氧氣供給單元的供給端連接，其中，所述富氧燃燒器所需氧氣來自液氧罐或管道氧氣或由所述氧氣供給單元提供，所述氧氣供給單元包括: 鼓風機或空氣壓縮機、空氣凈化器和空氣緩沖罐管道依次相連接;所述空氣緩沖罐分別與吸附A塔和吸附B塔進口管道相連接;所述吸附A塔和所述吸附B塔進口管道與真空栗和排氮消音器管道依次相連接;所述吸附A塔和所述吸附B塔出口管道與氧氣緩沖罐和氧氣壓縮機依次相連接，或 所述鼓風機或所述空氣壓縮機、所述空氣緩沖罐、所述空氣凈化器和電加熱器管道依次相連接;所述電加熱器與膜分離器進口管道相連接;所述膜分離器的第一個出口與所述真空栗、所述氧氣緩沖罐和所述氧氣壓縮機管道依次相連接，所述膜分離器的第二個出口與控制閥門和所述排氮消音器管道依次相連接，或 所述空氣壓縮機、預冷機組、分子篩A塔、分子篩B塔和冷箱單元管道依次相連接;所述冷箱單元內(nèi)部的主換熱器與膨脹機分別和分餾塔之間管道相連接;所述分餾塔的第一出口與氮氣緩沖罐、氮氣壓縮機管道依次相連接，所述分餾塔的第二出口與所述氧氣緩沖罐、所述氧氣壓縮機管道依次相連接。3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述富氧燃燒器與所述燃料供給單元的供給端連接，其中，所述富氧燃燒器所需燃料來源于管道連接的燃料油或燃料氣或由所述燃料供給單元提供，所述燃料供給單元包括: 磨粉干燥單元與粉煤加壓輸送單元管道相連接;燃燒器分別與空氣壓縮機(或鼓風機、所述粉煤加壓輸送單元和蒸汽供給管道相連接;所述燃燒器通過氣化爐分別與除渣池、冷卻器管道相連接;所述冷卻器與干法除塵、濕法洗滌管道相連接。4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧氣供給單元與氧氣調節(jié)閥連接，所述氧氣調節(jié)閥與所述富氧燃燒器連接;所述燃料供給單元與燃料調節(jié)閥連接，所述燃料調節(jié)閥與所述富氧燃燒器連接;所述富氧燃燒器與所述加熱裝置連接;其中，所述燃料供給單元提供的燃料與所述氧氣供給單元提供的氧氣在所述富氧燃燒器內(nèi)充分混合，通過自動點火開關點燃，并通過離子探頭或紫外探頭以及觀火孔檢測燃燒狀況。5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置的爐膛燃燒空間入口與所述富氧燃燒器連接，所述加熱裝置的尾氣出口管道與所述單塔脫硫除塵器連接，其中，所述加熱裝置內(nèi)設有向火面的輻射吸熱區(qū)和非向火面的對流吸熱區(qū)，其中，所述吸熱區(qū)由金屬管或金屬板制成封閉腔體，所述腔體內(nèi)是可流動的吸熱體。6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單塔脫硫除塵器包括: 過氧化鈣分配器或二氧化硫處理模塊與除塵脫硫室進口相連接;潔凈氣室與所述除塵脫硫室相連接;所述除塵脫硫室與錐形下料斗相連接;所述錐形下料斗與灰斗或灰箱相連接。7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣回流裝置包括: 引風機分別與所述單塔脫硫除塵器出口管道以及所述富氧燃燒器與所述加熱裝置的爐膛的結合部相連接，其中，所述單塔脫硫除塵器出口排放的部分煙氣通過所述引風機回流到所述富氧燃燒器與所述加熱裝置的爐膛的結合部，所述引風機入口與調節(jié)單板閥相連接，所述調節(jié)單板閥用于調節(jié)煙氣回流量。8.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 溫度控制器，與所述氧氣調節(jié)閥、所述燃料調節(jié)閥相連接，其中，所述溫度控制器通過控制所述氧氣調節(jié)閥和所述燃料調節(jié)閥分別調節(jié)氧氣和燃料進入所述富氧燃燒器的流量大小以實現(xiàn)熱能輸送平衡。
【文檔編號】F23C9/00GK105823074SQ201610299367
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】邸建軍, 任海濤, 楊莉, 邢蘭保, 鎖曉婷, 魏鎖柱, 郝幼江, 董曉輝
【申請人】碧海舟（北京）節(jié)能環(huán)保裝備有限公司