超低氮排放的改进装置的制作方法

1.本发明属于燃烧设备及其尾气排放技术领域，特别是涉及超低氮排放的改进装置。


背景技术：

2.随着国家政府对环境保护的重视以及近几年连续出台的大气污染防治攻坚战文件来看，各地环保局对当地企业强制要求并执行燃煤锅炉更换为低氮燃气锅炉，普通的燃气锅炉实施低氮改造。普通的燃气锅炉尾气排放的有害颗粒物，例如氮氧化物、一氧化碳等，成为大气污染的罪魁祸首。氮氧化物即一氧化氮、二氧化氮等气体，为高温条件下，空气中的氮气和氧气化合反应生成。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，硝酸是酸雨的成因之一；它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。燃烧理论将nox的生成分为热力型nox(thermal nox)、快速型nox(prompt nox)和燃料型nox(fuel nox)。天然气中含氮量较低，因此，燃料型nox不是其主要的控制类型。在实际燃烧过程中，由于燃烧室内的温度分布是不均匀的，如果有局部高温区，则在这些区域会生成较多的nox，它可能会对整个燃烧室内的nox生成起关键性的作用。所以，为了在燃料锅炉的燃烧过程中，降低氮氧化物的含量，形成超低氮排放来保证环境标准，需要对其进行改进，其中最简单，最高效的也就是对烟气中的氮氧化物进行处理，使其达标，同时烟气中的热量无法加以充分的利用，并且无法控制进气量，其中，热力型nox还可以通过最小化过剩氧量、延迟燃料和空气的混合、将锅炉燃烧容量降至某一程度，但是现有的燃烧方式能够将烟气处理到超低氮排放的标准还尤为困难，燃烧排放的局限性较大，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供超低氮排放的改进装置，通过螺旋升温管、scr脱硝催化剂、燃烧炉、鼓风机、进气分管、第一缓冲保温罐、第二缓冲保温罐，解决了锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物无法实现超低氮达标排放和锅炉燃烧过程中的余热无法回收利用、进气量无法控制的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
5.本发明为超低氮排放的改进装置，包括燃烧炉、第一缓冲保温罐、第二缓冲保温罐、螺旋升温管和scr脱硝催化剂，所述燃烧炉的内部固定有螺旋升温管，用于将回流的烟气进行升温处理，所述燃烧炉的一侧固定连接有第一缓冲保温罐，所述燃烧炉的另一侧固定连接有第二缓冲保温罐，用于保温储存烟气使用，配合外部设备实现余热利用，所述燃烧炉的下方固定有支腿，所述支腿的内侧固定有支撑板，所述支撑板的上方固定有燃烧器，所述燃烧器上端贯穿燃烧炉底部固定有燃烧喷头，燃烧器配合燃烧喷头实现燃烧操作，所述第一缓冲保温罐和第二缓冲保温罐下方的燃烧炉两侧壁上皆贯通固定有进气分管，所述进气分管的一端通过中空连接座与进气总管贯通连接，所述进气总管的另一端通过集气罩与
鼓风机的出风端固定连接，利用鼓风机将外界空气导入，通过进气总管输出，进气分管进行分批次输送，所述燃烧炉的前侧设有排放口，所述排放口内放置有scr脱硝催化剂，排放口内设置scr脱硝催化剂，实现排放前的最后一步脱硝处理。
6.进一步地，所述燃烧炉内的螺旋升温管上端通过第一回流管与第一缓冲保温罐内贯通连接，且第一回流管的底端位于第一缓冲保温罐内部的上端，所述燃烧炉的上端贯穿连接有第一排烟管，所述第一排烟管的尾端贯穿第一缓冲保温罐的上端并伸入第一缓冲保温罐内部的底端，第一排烟管用于将烟气导出，进入第一缓冲保温罐内进行烟气暂时储存，并实现余热利用，再通过第一回流管回流，再次充分燃烧。
7.进一步地，所述燃烧炉内的螺旋升温管上端通过第二回流管与第二缓冲保温罐贯通连接，且第二回流管的尾端位于第二缓冲保温罐内部的上端，所述燃烧炉的上端贯穿连接有第二排烟管，所述第二排烟管的尾端贯穿第二缓冲保温罐的上端并伸入第二缓冲保温罐内部的底端，通过第二排烟管将烟气导出，进入第二缓冲保温罐内进行烟气暂存，进行余热利用，再通过第二回流管回流，升温后再次燃烧，减少氮氧化物。
8.进一步地，所述螺旋升温管的尾端表面等间距的开设有若干出烟口，且出烟口朝向燃烧喷头的正上方，通过螺旋升温管将其内部的烟气升温，再通过出烟口导出，利用燃烧喷头喷出的火焰再次充分燃烧，处理其内部的氮氧化物。
9.进一步地，所述中空连接座的一侧贯通连接有五根进气分管，且进气分管的表面皆固定有阀门，所述进气分管伸入燃烧炉内的一端水高度小于燃烧喷头的水平高度，通过多跟进气分管的设计，配合阀门的控制，实现进气量的控制。
10.进一步地，所述排放口的水平高度高于燃烧喷头的水平高度，且能够纵向对准螺旋升温管下端出烟口的水平位置，能够将螺旋升温管排出的烟气处理通过排放口内的scr脱硝催化剂中和使用排出。
11.本发明具有以下有益效果：
12.1、本发明通过设置螺旋升温管、scr脱硝催化剂、燃烧炉，解决了锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物无法实现超低氮达标排放的问题，本发明能够将燃烧锅炉在燃烧过程中产生的烟气中的氮氧化物进行充分的处理，实现超低氮排放，达到指定标准，减少氮氧化物对生态环境带来的危害，在燃烧炉中产生的烟气通过第一排烟管和第二排烟管中导出，随后分别在第一缓冲保温罐和第二缓冲保温罐中暂存，存满后通过第一回流管和第二回流管导出，进入螺旋升温管中，利用燃烧炉内的温度进行升温，随后从低端排出，通过燃烧喷头进行高温燃烧，因烟气吸热和稀释了氧浓度，使燃烧速度和炉内温度降低，因而热力nox减少，再通过排放口内的scr脱硝催化剂进行催化中和，进一步的降低氮氧化物浓度，完成超低氮达标排放。
13.2、本发明通过设置鼓风机、进气分管、第一缓冲保温罐、第二缓冲保温罐，解决了锅炉燃烧过程中的余热无法回收利用、进气量无法控制的问题，通过鼓风机进气，通过进气总管输送，配合进气分管进行分批输送，并且能够通过阀门的启闭控制进气分管的通断，从而实现进气量的调节，避免空气进入过多或过少对燃烧产生的影响，通过第一缓冲保温罐和第二缓冲保温罐进行高温烟气的暂时存储，并将余热进行利益，减少烟气的温度，方便后续的氮氧化物的消除。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的内部结构示意图；
16.图2为本发明的正视图；
17.图3为本发明燃烧炉的俯视图；
18.图4为本发明排放口的正视放大图；
19.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
20.1、燃烧炉；2、第一回流管；3、第一排烟管；4、第一缓冲保温罐；5、第二回流管；6、第二排烟管；7、第二缓冲保温罐；8、螺旋升温管；9、出烟口；10、燃烧器；11、燃烧喷头；12、支撑板；13、支腿；14、进气分管；15、阀门；16、中空连接座；17、进气总管；18、集气罩；19、鼓风机；20、排放口；21、scr脱硝催化剂。
具体实施方式
21.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-4所示，本发明为超低氮排放的改进装置，包括燃烧炉1、第一缓冲保温罐4、第二缓冲保温罐7、螺旋升温管8和scr脱硝催化剂21，燃烧炉1为燃烧锅炉中的一部分，在本发明中并非全部结构，不做具体的形状限定，可以理解为燃烧锅炉中的点火燃烧区，燃烧炉1的内部固定有螺旋升温管8，螺旋升温管8用于对烟气加热升温使用，烟气吸热会稀释氧浓度，使燃烧速度和炉内温度降低，因而使热力型nox减少，燃烧炉1的一侧固定连接有第一缓冲保温罐4，燃烧炉1的另一侧固定连接有第二缓冲保温罐7，第一缓冲保温罐4和第二缓冲保温罐7进行烟气的暂时储存，而同时能够在其内部增加水管及其相关结构，利用烟气的余热对水管内的水进行预热使用，使高温烟气与低温的冷水相结合利用，节省燃料的浪费，降低成本，实用价值高，燃烧炉1的下方固定有支腿13，支腿13的内侧固定有支撑板12，支撑板12的上方固定有燃烧器10，燃烧器10上端贯穿燃烧炉1底部固定有燃烧喷头11，通过支腿13对燃烧炉1进行稳定支撑，其内侧的支撑板12用于对燃烧器10的限位固定，燃烧喷头11伸入燃烧炉1内进行燃烧升温使用，属于市面上的常见结构，在此不做过多描述，第一缓冲保温罐4和第二缓冲保温罐7下方的燃烧炉1两侧壁上皆贯通固定有进气分管14，进气分管14的一端通过中空连接座16与进气总管17贯通连接，进气总管17的另一端通过集气罩18与鼓风机19的出风端固定连接，通过鼓风机19的工作，将外界的空气引入，通过集气罩18集中注入进气总管17中，随后通过中空连接座16中转，通过进气分管14将空气等分注入，为燃烧提供氧气条件，燃烧炉1的前侧设有排放口20，排放口20内放置有scr脱硝催化剂21，通过排放口20将最终的达标烟气进行排放，通过scr脱硝催化剂21进一步的处理，scr脱硝技术即为选择性催化还原技术，选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，nh3优先和
nox发生还原脱除反应，生成n2和h20，而不和烟气中的氧进行氧化反应，从而减少氮氧化物的含量，实现超低氮的达标排放。
23.其中如图1所示，燃烧炉1内的螺旋升温管8上端通过第一回流管2与第一缓冲保温罐4内贯通连接，且第一回流管2的底端位于第一缓冲保温罐4内部的上端，燃烧炉1的上端贯穿连接有第一排烟管3，第一排烟管3的尾端贯穿第一缓冲保温罐4的上端并伸入第一缓冲保温罐4内部的底端；在燃烧炉1内产生的烟气通过第一排烟管3排出，导入第一缓冲保温罐4内进行暂存，在其内部安装相应的设备对烟气的余热进行利用，而当第一缓冲保温罐4内的烟气存满时，烟气的温度已经大幅度的下降，变成了低温烟气，此时则通过第一回流管2回流，重新的导向燃烧炉1的内部，将其注入螺旋升温管8内；
24.燃烧炉1内的螺旋升温管8上端通过第二回流管5与第二缓冲保温罐7贯通连接，且第二回流管5的尾端位于第二缓冲保温罐7内部的上端，燃烧炉1的上端贯穿连接有第二排烟管6，第二排烟管6的尾端贯穿第二缓冲保温罐7的上端并伸入第二缓冲保温罐7内部的底端；在燃烧炉1内产生的另一部分烟气通过第二排烟管6排出，导入第二缓冲保温罐7的内部暂存，在其内部安装相应的设备对烟气的余热进行充分的利用，将烟气的温度进行大幅度的降低，直至当烟气存满第二缓冲保温罐7内部时，溢出的烟气通过第二回流管5回流进入螺旋升温管8中；
25.其中如图1-3所示，螺旋升温管8的尾端表面等间距的开设有若干出烟口9，且出烟口9朝向燃烧喷头11的正上方，螺旋升温管8由于长时间的处于燃烧炉1内，实时的保持高温状态，而进入螺旋升温管8内的低温烟气便会接触高温，低温烟气开始吸热，并从螺旋升温管8底端的出烟口9进行排出，热力型nox是指燃烧用空气中的n2在高温下氧化生成nox；关于热力型nox的生成机理一般采用捷里道维奇机理：当温度低于1450摄氏度时，热力nox的生成量很少；高于1450摄氏度时，温度每升高100摄氏度，反应速度将增大6～7倍；在实际燃烧过程中，由于燃烧室内的温度分布是不均匀的，如果有局部高温区，则在这些区域会生成较多的nox，它可能会对整个燃烧室内的nox生成起关键性的作用；燃料和空气混合物进入炉膛后，由于受到周围高温烟气的对流和辐射加热，混合物气流温度很快上升；当达到着火温度时，燃料开始燃烧，这时温度急剧上升到近于绝热温度水平；同时，由于烟气与周围介质间的对流和辐射换热，温度逐渐降低，直到与周围介质温度相同，也即烟气边冷却边流过整个炉膛；由此可见，炉内的火焰温度分布实际上是不均匀的；然而，离燃烧喷头11出口一定距离处的温度最高，在其前后的温度都较低，即存在局部高温区；由于该区的温度要比炉内平均温度水平高得多，因此它对nox生成量有很大的影响：温度越高，nox生成量越多；但是此时利用燃烧烟气再循环原理技术，将低温烟气导入此处区域，将低温烟气直接送入炉内，因烟气吸热和稀释了氧浓度，使燃烧速度和炉内温度降低，因而热力nox减少；烟气再循环系统和燃气燃烧部分连接，循环烟气中的惰性气体进入燃烧炉1内，一方面使火焰传播速度降低，另一方面吸收热量使炉内温度水平有所降低，则绝对火焰温度降低，达不到生成温度，因此抑制了t-no的生成；循环烟气中的其他成分大量为n2、co2、h2o，由于混入了循环烟气，空气与烟气混合物中氧浓度降低，从而影响了的生成量；在空气中混入循环烟气，即增加了反应中n2的含量；由于氧原子和氮分子反应所需的活化能比原子氧和燃料中可燃成分反应所需活化能大，则大量的氮气没有与氧反应直接生成no，而与燃料中烃类成分反应；烟气中的氧原子进而与这些中间产物首先发生反应，hcn在贫氧环境下与o2总反应如下：hcn
5/4o2
→
1/2n2 co2 1/2h2o；在贫氧浓燃烧条件下，hcn最终生成n2；因此采用烟气再循环后以方面中间产物hcn增多，而另一方面o2浓度比不使用烟气再循环前减少，促使反应完全进行，n2生成量大幅度增多，从而减少了p-no生成；
26.中空连接座16的一侧贯通连接有五根进气分管14，且进气分管14的表面皆固定有阀门15，进气分管14伸入燃烧炉1内的一端水高度小于燃烧喷头11的水平高度；通过每侧的五根进气分管14的设计，配合阀门15的调节，能够控制氧气的进气量，避免过度的空气进入而导致氮氧化物的过量生成，同时能够避免进气量过少而缺少燃烧发生所需的氧气；控制效果，实用价值高；
27.排放口20的水平高度高于燃烧喷头11的水平高度，且能够纵向对准螺旋升温管8下端出烟口9的水平位置；通过螺旋升温管8底端排出的低温烟气，通过吸热升温除氮后，在燃烧炉1的下方堆积或直接进入排放口20内，通过排放口20内的scr脱硝催化剂21进行催化排放。
28.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。