一种燃煤锅炉用节能除尘单元的制作方法

本发明属于能源和环保，尤其涉及一种燃煤锅炉用节能除尘单元。

背景技术：

1、层燃锅炉在燃烧过程中会产生氮氧化物(nox)和硫化物等有害气体。氮氧化物产生的机理比较复杂，主要包括热力型、快速型和燃料型。热力型指的是空气中的氮气在高温下氧化而生成的nox，快速型指的是燃料在燃烧时，空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如ch等反应生成的nox，燃料型指的是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的nox。而在燃烧过程中产生的硫化物主要是因为煤炭等燃料中含有硫元素而产生的。

2、为了去除氮氧化物，目前主要采用脱硝技术，常见的脱硝技术有选择性催化剂还原法(简称scr)和选择性非催化剂还原法(简称sncr)。scr技术的主要缺点在于，由于烟气成分复杂,某些污染物可使催化剂中毒，高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面,使其活性下降；系统中存在一些未反应的nh3和烟气中的so2作用,容易形成氨逃逸，形成二次污染。也容易生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨和硫酸氢氨,同时还会降低氨的利用率，投资与运行费用较高。sncr与scr相比，最大的区别在于不需要催化剂，整个还原环节在锅炉内部进行，不用另外设立反应器。但是，氨基还原剂在炉膛内喷射时，容易造成氨逃逸，另外还会降低炉膛内温度，降低燃烧效率，也会对炉内水冷壁管产生腐蚀，加速管壁损坏。

3、此外，相关技术中存在一些低氮燃烧技术，可以在一定程度上降低燃烧环境内的氮气占比，从而减少后续脱硝的处理负担，但是这种技术在燃烧效率等方面仍然存在一定的局限性。

4、现行燃煤锅炉要想达到国家烟气排放标准一般采用工艺：

5、脱硝：一般采用炉内喷脱硝剂和炉尾部安装催化剂的结合方式，因为燃煤锅炉烟气成分复杂，烟气含尘量大，加速了催化剂的重度和磨损或堵塞，使锅炉不能正常运行。

6、催化剂一般在清洁烟气下寿命为5-6年，而且购买成本昂贵，施工繁琐。

7、除尘：一般采用电除尘、布袋除尘，企业为了达到烟尘排放标准及考虑成本，大多数选择布袋除尘工艺。

8、布袋除尘工艺，维护一般成本比较高、烟气阻力大、烟气温度必须在120-300度之间(烟气温度高了烧袋，低了糊袋)，布袋清灰装置需配备一定规格的空压系统。

9、脱硫：一般采用湿法石灰脱硫，经过长时间摸索改进，改善了系统堵塞问题，满足生产和排放要求。

10、因此，目前的脱硝除尘系统，在燃烧效率、节能、排烟温度、运行稳定性等方面仍然存在较大的优化空间。

11、针对上述相关技术中脱销除尘系统，在燃烧效率、节能、排烟温度、运行稳定性等方面仍然存在较大的优化空间的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种节能脱销除尘一体化系统，以解决相关技术中在燃烧效率、节能、排烟温度、运行稳定性等方面仍然存在较大的优化空间的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：根据本发明的一个方面，提供了一种燃煤热水锅炉节能、除尘、脱硝、脱硫、烟气脱白一体化系统，包括：

3、节能除尘单元；所述节能除尘单元包括烟气进口和烟气出口；所述烟气进口通过第一级除尘装置连接燃煤锅炉的烟气出口；

4、所述节能除尘单元中自其烟气进口至烟气出口依次设置第二级除尘装置和第三、四级除尘装置，所述第二级除尘装置为机械除尘装置；所述第三级除尘装置中还包括以锅炉回水作为换热介质的换热器，第四级除尘装置是室外空气换热器，用于烟气换热提高室外空气温度。

5、所述节能除尘单元的烟气出口连接脱硝脱硫装置，所述脱硝脱硫装置中包括喷淋液体脱硝剂的喷淋系统；

6、所述脱硝脱硫装置的末端连接烟囱；

7、引风系统，所述引风系统包括进风端和送风端，所述进风端连通室外空间、室内空间以及节能除尘单元内部空间中的至少一个或多个空间，所述送风端连接至所述燃煤锅炉。

8、可选的，所述第二级除尘装置为旋风子除尘装置。

9、可选的，所述引风系统包括室外风系统，所述室外风系统包括室外风管路，所述室外风管路引入到节能除尘单元的末端以和所述节能除尘单元末端的烟气进行第一次换热，室外风管路从所述节能除尘单元进一步引出，连接至所述第一级除尘装置；所述第一级除尘装置包括由换热管路组成的空气预热器，所述空气预热器的换热管路外部为燃煤锅炉输出的烟气，内部与所述室外风管路连通，以对来自室外风管路的室外空气进行第二次换热，所述空气预热器连通至所述燃煤锅炉，以将第二次换热后的室外空气送回所述燃煤锅炉。

10、可选的，所述引风系统还包括二次风系统，所述二次风系统包括二次风风机，所述二次风风机的进风端通过管路连接所述节能除尘单元的第二级除尘装置对应的空间，以从中引入烟气，所述二次风风机的进风端还连接室内空间，所述二次风风机的送风端连接至所述燃煤锅炉。

11、可选的，所述烟囱内还设有旋风子装置，以进行烟气脱白。

12、可选的，所述脱硝剂为低温脱硝剂。

13、可选的，所述脱硝脱硫装置中还设有除雾系统，以对所述脱硝剂进行回收。

14、可选的，所述燃煤锅炉的拱顶高度为600-1000mm。

15、可选的，所述拱顶内壁构造有交替的波峰和波谷结构。

16、一种上述燃煤热水锅炉节能、除尘、脱硝、脱硫、烟气脱白一体化系统的工作方法，包括：

17、将燃煤锅炉输出的烟气输送到第一级除尘装置；

18、将第一级除尘装置除尘后的烟气送入到节能除尘单元，经过所述第二级除尘装置、第三、四级除尘装置的除尘以及换热器的换热后，送入到脱硝脱硫装置，通过脱硝剂喷淋系统进行湿法脱硝；

19、将脱硫脱硝后的烟气送入烟囱，经过旋风子脱白装置从而输出净化后的烟气；

20、通过引风系统，将室外风、室内风以及节能除尘单元中换热除尘后的烟气中的至少一种或多种气体引入到燃煤锅炉中进行助燃。

21、进一步的，还可以为本发明提供的系统配置自动控制装置，如plc控制器等，以按照既定的控制策略，执行上述系统的工作方法，实现对燃煤热水锅炉节能、除尘、脱硝、脱硫、烟气脱白的自动化无人值守控制。

22、本发明提供了一种燃煤锅炉用节能除尘单元，包括从烟气进口至烟气出口依次设置的第二级除尘装置、第三除尘装置和第四级除尘装置；

23、所述第二级除尘装置为机械除尘装置；所述第三级除尘装置中包括以锅炉回水作为换热介质的换热器，所述第四级除尘装置中包括以烟气作为换热介质加热室外冷空气的换热器。

24、进一步的，第三除尘装置的进水端为锅炉回水。

25、进一步的，所述第二级除尘装置为旋风子除尘装置，旋风子除尘装置的轴线与进风的气流流向平行设置。

26、进一步的，旋风子除尘装置包括依次设置在原始烟气进口和净化气体出口之间的旋风段和净化段，旋风段和净化段同轴设置。

27、进一步的，旋风段和净化段均为筒体结构，净化段的筒体直径小于旋风段的筒体直径。

28、进一步的，旋风段的内壁和净化段的外壁之间设置有灰尘出口。

29、进一步的，旋风段的进风口处设置有作为转轴的毂，毂的外表面沿毂的周向方向设置有叶片。

30、进一步的，旋风段的一侧通过钢板和旋风段螺栓与原始烟气进口连接。

31、进一步的，净化段通过法兰和净化段螺栓与净化气体出口连接。

32、进一步的，第二级除尘装置、第三除尘装置和第四级除尘装置的下方连接有除尘灰斗。

33、本发明提供的燃煤热水锅炉节能、除尘、脱硝、脱硫、烟气脱白一体化系统及其工作方法，通过四级除尘，可以较好地起到降尘效果，与此同时，引风系统还可以借助换热后的烟气，再循环至燃煤锅炉助燃，提高的燃尽率，起到了节能、提高燃烧效率以及降低氮氧化物的效果。而且，省去了布袋除尘装置，避免了布袋除尘装置存在的工作不稳定、成本高等问题，此外，采用湿法脱硝，可避免传统的sncr+scr的脱硝方式带来的锅炉管壁外腐蚀。

34、本发明一种燃煤锅炉用节能除尘单元，烟气与水换热器设置在第二级除尘装置和第四级除尘装置即外部空气升温烟气换热装置中间，烟气与水换热器和外部空气升温烟气换热装置的换热管束在第二级除尘装置的保护下，管束不被磨损，延长了使用寿命，从而在两级除尘装置中均起到很好的换热作用。

35、另一方面，除尘原理是烟气通过节能除尘单元时，小的烟气颗粒在静电作用下会抱团，形成大的颗粒沉降下来，从而在不设置静电场的情况下也可以起到类似静电除尘的效果。节能除尘单元，使得本系统的除尘部分不再使用布袋除尘，不需要考虑布袋除尘烟气阻力大、易损坏、成本高等问题。此外，如前文介绍，烟气与水换热器的进水端为锅炉回水，换热后，锅炉回水温度升高，可以引入至锅炉供水，以进行循环，节省能源。

36、传统的旋风子装置的进风方向和风机轴线相互垂直，使得进风需要经过垂直转向后，在通过旋风离心作用除尘。而本发明的旋风子装置，可以和进风的气流流向平行设置，缩短了净化气体所需要的空间，有利于缩小节能除尘单元所占用的空间，在用于烟囱中时，也可以适用于空间较小的烟囱，同时仍然可以起到很好的旋风除尘效果。