一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置及系统的制作方法

1.本发明涉及废气处理技术领域，尤其是涉及一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置及系统。


背景技术：

2.锅炉烟气中普遍存在大量的nox等成份，为了防止对大气的污染，必须对锅炉烟气进行脱硝处理，以满足排放要求，脱硝为燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。世界上比较主流的工艺分为：scr和sncr。sncr又叫选择性非催化还原，是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原nox。还原剂只和烟气中的nox反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法(sncr)。
3.目前，干法脱硝工艺中，料风混合时多是沿着竖直方向下料(尿素)，水平送风，水平方向的风夹杂着物料在沿着水平输送出，并经过管道输送至锅炉，尿素与水平气流仅仅是快速短暂接触，无法形成风包料的形式，使得料容易沉积，液态脱硝后导致的露点腐蚀、氮氧化物处理不完全，进而导致无法形成均匀的料风混合物，脱硝效果差，此外，料风混合设备容易发生堵塞，导致故障的发生。
4.因此，本发明提出了一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置及系统。


技术实现要素：

5.本发明提供一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置及系统，以解决现有技术中液态脱硝后导致的露点腐蚀、氮氧化物处理不完全的问题。
6.本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
7.一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置，包括：
8.储料槽，所述储料槽的截面呈v形结构，在所述储料槽的底部具有用于排放脱硝反应剂的狭缝；
9.推料机构，置于所述储料槽底部，包括推料槽、置于所述推料槽内的螺旋推杆、以及驱动所述螺旋推杆在所述推料槽内旋转的动力机构，所述狭缝位于所述推料槽的上方，并与所述推料槽相连通；
10.鼓风机构，包括一与所述推料槽相连通的进风管、以及向所述推料槽内吹送高压气体的风机；
11.出料机构，包括一置于所述推料槽末端的出料口、与所述出料口相连通的送料软管、以及置于所述送料软管末端的给料喷头；
12.所述脱硝反应剂经重力作用落入所述推料槽内，并由所述螺旋推杆推送至所述推料槽的末端，在所述风机提供的高压气体作用下，经过所述送料软管并由给料喷头进入工业锅炉内。
13.作为优选的技术方案，所述给料喷头内具有螺旋通道，所述脱硝反应剂在高压气体的作用下，通过经所述螺旋通道加速后会形成高速散射结构。
14.作为优选的技术方案，所述给料喷头的直径为25mm-50mm，所述螺旋通道的螺距不低于30mm。
15.作为优选的技术方案，所述螺旋推杆包括螺旋段、以及光滑段，在所述螺旋段上设有等间距排列的螺纹凸起，所述螺纹凸起之间形成可以容纳所述脱硝反应剂的螺纹凹槽；
16.在所述光滑段的表面没有任何的螺旋结构，其直径小于所述螺纹凸起的直径，与所述螺纹凹槽的直径相等。
17.作为优选的技术方案，所述螺旋段与光滑段的长度比为1:1～3:1。
18.作为优选的技术方案，所述进风管位于所述螺旋段与光滑段的过渡处，并在所述光滑段形成可以容纳高压气体的进风空腔，以实现高压气体与脱硝反应剂充分混合。
19.作为优选的技术方案，所述进风管与推料槽具有一定夹角，所述夹角不大于60
°
，优选为＜45
°
。
20.作为优选的技术方案，所述狭缝贯穿于所述储料槽的底部，在所述光滑段的正上方形成有一弧形盖板，所述弧形盖板的长度略长于光滑段的长度，以保证高压气体存留在所述光滑段内，并不会进入所述螺旋段，避免高压气体的泄露。
21.本发明还提出了一种降低工业锅炉氮氧化物的系统，包括：前述的进料装置、物料加速机构、以及燃烧炉；所述物料加速机构安装在所述进料装置的送料软管上，包括一同轴设置的内侧管和外侧管，所述外侧管套设于所述内侧管的外侧，所述内侧管和外侧管之间形成可以容纳压缩空气的高压空腔，在所述内侧管的管壁上具有若干进风孔，并且所述进风孔位于所述外侧管的内部，且靠近所述内侧管的出口处；
22.所述外侧管上设有第一进风管路，所述第一进风管路连接有空气压缩装置，所述空气压缩装置产生的高速气流通过高压空腔，再由所述进风孔进入所述内侧管内，并将所述内侧管内的脱硝反应剂输送至所述燃烧炉内。
23.作为优选的技术方案，所述进风孔为多个，且环布于所述内侧管的外侧。
24.作为优选的技术方案，所述内侧管外侧的最多设有两层环状分布的进风孔。
25.作为优选的技术方案，所述进风孔与内侧管的轴线方向具有一定夹角，从而使高速气流能够与内侧管的轴线方向呈一定的倾斜角度进入到内侧管的内部；所述夹角不大于5
°
。
26.本发明具有的有益效果是：(1)本发明采用sncr炉内脱硝技术，脱硝反应剂不需要液态水溶解，本发明解决了以往炉内液态脱硝后导致的露点腐蚀问题，有效地降低工业锅炉的氮氧化物含量，无论是对锅炉保护，对烟气管道保护，还是对环境保护的贡献都是巨大的。
27.(2)以固体粉末状形式或颗粒形式用于与烟气混合进行氧化还原反应以完成对烟气的脱硝处理，能够有效降低氧化还原反应的活化能，清除分解燃烧过程及烟尘中的氧氮化物，并将排放的氧氮化物等有害物质通过化学反应变成无害灰渣和氮气，使烟气达标排放。
28.(3)脱硝反应剂通过具有螺旋通道的给料喷头后以高速旋转扩散形式喷入工业锅炉内，脱硝反应剂均匀分散后气化混合清除分解燃烧过程及烟尘中的氧氮化物，并将排放
的氧氮化物等有害物质通过化学反应变成无害灰渣和氮气，使烟气达标排放，同时还解决了液体水喷入锅炉带走热量造成热利用率低的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中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方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的结构示意图；
31.图2为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的俯视结构示意图；
32.图3为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的推料机构的结构示意图；
33.图4为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的推料机构的截面结构示意图之一；
34.图5为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的推料机构的截面结构示意图之二；
35.图6为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的螺旋推杆的结构示意图；
36.图7为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的给料喷头的结构示意图；
37.图8为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置的给料喷头的截面结构示意图；
38.图9为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的系统的结构示意图；
39.图10为本发明：一种降低工业锅炉氮氧化物的系统的物料加速机构的截面结构示意图。
40.其中：10-储料槽、20-推料机构、30-鼓风机构、40-出料机构、
41.11-狭缝、
42.21-推料槽、22-螺旋推杆、23-动力机构、221-螺旋段、222-光滑段、2211-螺纹凸起、2212-螺纹凹槽、2213-进风空腔、2221-弧形盖板、
43.31-进风管、32-风机、
44.41-出料口、42-送料软管、43-给料喷头、44-螺旋通道、
45.100-进料装置、200-物料加速机构、300-燃烧炉、
46.201-内侧管、202-外侧管、203-高压空腔、204-进风孔、205-第一进风管路、206-空气压缩装置。
具体实施方式
47.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
48.实施例1
49.参照图1-8所示，一种降低工业锅炉氮氧化物的进料装置，包括：储料槽10、推料机构20、鼓风机构30、以及出料机构40。
50.本发明的储料槽10的截面呈v形结构，其上部为矩形结构的储料舱室，下部逐步缩
小并形成截面呈v形结构,在储料槽10的底部具有用于排放脱硝反应剂的狭缝11，采用上述结构，主要使得脱硝反应剂能够依靠重力作用自然下落，并通过狭缝11进入到推料机构20内。一般的，狭缝11的宽度与储料槽10的宽度一致。本发明中的脱硝反应剂为尿素颗粒，脱硝反应剂的颗粒大小不超过5mm，为了能够保证脱硝反应剂的匀速下落，因此，狭缝11的宽度为2cm-5cm。
51.本发明的推料机构20置于储料槽10底部，包括推料槽21、置于推料槽21内的螺旋推杆22、以及驱动螺旋推杆22在推料槽21内旋转的动力机构23，狭缝11位于推料槽21的上方，并与推料槽21相连通。本发明中推料槽21呈c形结构，其开口与狭缝11相对应，螺旋推杆22置于推料槽21内，并在动力机构23的驱动下进行旋转，并将脱硝反应剂向推料槽21的末端推送。动力机构23可以采用为电机，通过其动力输出轴与螺旋推杆22啮合或皮带传动。电机可以采用伺服电机，其能够保持稳定的动力输出，保证了螺旋推杆22匀速旋转，这样能够持续稳定的推送脱硝反应剂。
52.本发明中的螺旋推杆22包括螺旋段221、以及光滑段222，在螺旋段221上设有等间距排列的螺纹凸起2211，螺纹凸起2211之间形成可以容纳脱硝反应剂的螺纹凹槽2212；在光滑段222的表面没有任何的螺旋结构，其直径小于螺纹凸起2211的直径，与螺纹凹槽2212的直径相等。具体的，储料槽10内的脱硝反应剂在重力的作用下会经过狭缝11落入螺旋段221的螺纹凹槽2212内，经过螺旋推杆22的旋转，脱硝反应剂向后移动，并进入光滑段222。
53.本发明中的螺旋段221与光滑段222的长度比为1:1～3:1。
54.本发明中的鼓风机构30包括一与推料槽21相连通的进风管31、以及向推料槽21内吹送高压气体的风机32，其中，进风管31位于螺旋段221与光滑段222的过渡处，并在光滑段222形成可以容纳高压气体的进风空腔2213，以实现高压气体与脱硝反应剂充分混合。本发明中的风机32为漩涡风机或压缩空气机。
55.为了提高高压气体与脱硝反应剂的混合，进风管31与推料槽21具有一定夹角，夹角不大于60
°
，优选为＜45
°
，本实施例中的夹角为30
°
。当高压气体进入光滑段222处的进风空腔2213内时，高压气体与脱硝反应剂充分混合，并进入后续的出料机构40，如果进风管31与推料槽21的夹角比较大时，高压气体会把脱硝反应剂阻拦在2213滞留造成堵塞，因此，本发明中的进风管31与推料槽21的夹角应该不大于60
°
，优选为＜45
°
或30
°
，保证了脱硝反应剂的流畅输送。
56.值得说明的是，在光滑段222的正上方形成有一弧形盖板2221，弧形盖板2221的长度略长于光滑段222的长度，以保证高压气体存留在光滑段222内，并不会进入螺旋段221，避免高压气体的大量泄漏。
57.本发明中的出料机构40包括一置于推料槽21末端的出料口41、与出料口41相连通的送料软管42、以及置于送料软管42末端的给料喷头43。其中，给料喷头43采用不锈钢材料制造，其内壁具有螺旋通道44，脱硝反应剂在高压气体的作用下，通过经螺旋通道44加速后会形成高速散射结构。参照图7-8所示，本发明中的给料喷头43内部的螺旋通道44至少为3组，呈交替螺旋状分布。具体的，给料喷头43的直径为25mm-50mm，螺旋通道44的螺距不低于30mm。
58.具体的，在使用过程中，脱硝反应剂经重力作用落入推料槽21内，并由螺旋推杆22推送至推料槽21的末端，在风机32提供的高压气体作用下，经过送料软管42并由给料喷头
43进入工业锅炉内。
59.由于本发明采用sncr炉内脱硝技术，脱硝反应剂不需要液态水溶解，本发明解决了以往炉内液态脱硝后导致的露点腐蚀问题，无论是对锅炉保护，对烟气管道保护，还是对环境保护的贡献都是巨大的。
60.脱硝反应剂通过具有螺旋通道44的给料喷头43后以高速旋转扩散形式喷入工业锅炉内，脱硝反应剂均匀分散后气化混合清除分解燃烧过程及烟尘中的氧氮化物，并将排放的氧氮化物等有害物质通过化学反应变成无害灰渣和氮气，使烟气达标排放，同时还解决了液体水喷入锅炉带走热量造成热利用率低的问题。
61.实施例2
62.参照图9-10所示，本发明还提出了一种降低工业锅炉氮氧化物的系统，包括：实施例1的进料装置100、物料加速机构200、以及燃烧炉300；物料加速机构200安装在进料装置100的送料软管42上，包括一同轴设置的内侧管201和外侧管202，外侧管202套设于内侧管201的外侧，内侧管201和外侧管202之间形成可以容纳压缩空气的高压空腔203，在内侧管201的管壁上具有若干进风孔204，并且进风孔204位于外侧管202的内部，且靠近内侧管201的出口处；外侧管202上设有第一进风管路205，第一进风管路205连接有空气压缩装置206，空气压缩装置206产生的高速气流通过高压空腔203，再由进风孔204进入内侧管201内，并将内侧管201内的脱硝反应剂输送至燃烧炉300内。本发明中的空气压缩装置206为漩涡风机或压缩空气机。
63.为了提高送料软管42内的压力，进风孔204为多个，且环布于内侧管201的外侧，内侧管201外侧的最多设有两层环状分布的进风孔204，本实施例中为一层环状分布的进风孔204。其中，进风孔204与内侧管201的轴线方向具有一定夹角，从而使高速气流能够与内侧管201的轴线方向呈一定的倾斜角度进入到内侧管201的内部；夹角不大于5
°
。
64.本发明中的物料加速机构200可以为多个，间隔的设置在送料软管42上，通过多次的连续加速，使得脱硝反应剂能够保证较高的速度进入燃烧炉300内。
65.本发明通过在送料软管42上增加一个或多个物料加速机构200，使得脱硝反应剂喷向燃烧炉300内时具有较高的速度，脱硝反应剂均匀分散后气化混合清除分解燃烧过程及烟尘中的氧氮化物，并将排放的氧氮化物等有害物质通过化学反应变成无害灰渣和氮气，使烟气达标排放。本发明的脱硝反应剂被高温(800度-1100度)加热气化并分解成nh3还原剂，nh3还原剂与锅炉内的烟气混合把氮氧化物还原成氮气和水，即完成降低工业锅炉氮氧化物的目的。
66.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。