CN109340740A - 一种烟气掺烧处理工艺及其处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟气掺烧处理工艺及其处理设备，该工艺包括以下步骤：S1：将回转窑余热锅炉内的炭素烟气引出，并将炭素烟气输送至烟气母管；S2：将炭素烟气作为二次风的一部分进入电厂锅炉燃烧系统，形成掺烧后的烟气；S3：掺烧后的烟气进入电厂机组的烟气处理系统，经处理至达标要求后通过主烟囱排放。该工艺既为电厂锅炉提供了部分二次风，又完成了炭素烟气的处理，实现了炭素厂烟气与电厂烟气的协同处理，将炭素厂的烟气与现有锅炉的一起处理，可以利用原有设备，减少了新建成本。

Description

一种烟气掺烧处理工艺及其处理设备

技术领域

本发明涉及烟气掺烧处理技术领域，具体涉及一种炭素烟气与锅炉烟气协同掺烧处理工艺。本发明还涉及一种配合上述掺烧处理工艺的处理设备。

背景技术

近年来，随着大气污染物排放标准的进一步收紧，燃煤电厂等大型工业烟气的超净排放改造已经在重点地区燃煤电厂中得到实施。为进一步加强环境综合治理工作，不断改善人民群众的生活环境，促进经济和社会的协调发展，我国正逐步加强燃煤设施的日常监督管理，严格控制NOx、烟尘、SO₂等污染物的排放浓度及总量控制，减少烟气中污染物的排放量，这有着重大的社会效益和环境效益。

与此同时，在铝行业生产过程中，其产生的炭素烟气中含有大量氟化物，严重危害人类的健康和植物的生长。《铝行业规范条件》新增“铝用炭阳极项目采用中、高硫焦原料时，必须配备高效的烟气脱硫净化装置”的要求。

目前，燃煤电厂和炭素厂需要单独设置独立的烟气处理设备，设备占地面积大，基础设施新建成本较高，因此，在火电厂紧盯降低大气污染物浓度的同时，对铝行业烟气进行净化，回收烟气中的氟化物，控制污染物的排放，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供一种烟气掺烧处理工艺，包括以下步骤：

S1：将回转窑余热锅炉内的炭素烟气引出，并将炭素烟气输送至烟气母管；

S2：将炭素烟气作为二次风的一部分进入电厂锅炉燃烧系统，形成掺烧后的烟气；

S3：掺烧后的烟气进入电厂机组的烟气处理系统，经处理至达标要求后通过主烟囱排放。

进一步地，在步骤S1中，炭素烟气自回转窑余热锅炉内引出时，经增压风机增压处理。

进一步地，在步骤S3中，将掺烧后的烟气引入锅炉之前，根据指令调整炭素烟气的进风量。

进一步地，根据指令调整炭素烟气的进风量包括以下步骤：

S31：检测锅炉内当前锅炉烟气的浓度；

S32：将检测到的当前锅炉烟气的浓度与预设浓度相比较，若当前锅炉烟气的浓度大于预设浓度，则提高炭素烟气的进风量；若当前锅炉烟气的浓度小于预设浓度，则降低炭素烟气的进风量。

进一步地，在步骤S2中，用于汇集炭素烟气的烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通。

本发明还提供一种烟气处理设备，用于实施如上所述的烟气掺烧处理工艺，所述烟气处理设备包括在反应过程中产生炭素烟气的回转窑余热锅炉、在反应过程中产生锅炉烟气的电厂锅炉，和用于连通所述回转窑余热锅炉和所述电厂锅炉的烟气母管。

进一步地，所述回转窑余热锅炉的出烟口处设置有增压风机，所述炭素烟气经所述增压风机增压后进入所述烟气母管。

进一步地，所述烟气母管内设置有烟气挡板门。

进一步地，所述烟气挡板门为开度可调结构，以调整炭素烟气的进风量。

进一步地，所述烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通。

基于此，与现有技术相比，本发明所提供的烟气掺烧处理工艺和设备具有以下有益效果：

由于锅炉一次风不能使燃料充分燃尽及沉降，部分可燃性气体由烟道排出,造成燃料热效率降低，飞灰增加，这就需要一部分二次风(最高温度300-350℃)，以较高的速度，喷射到炉膛空间内，促使烟气强烈的搅拌与混合，使可燃性气体、未燃尽煤粒及飞灰与空气充分的混合而燃尽，降低不完全燃烧造成的热损失，提高热效率，同时减少对大气的污染，锅炉二次风可使锅炉效率提高5％左右，节约能源6％。该发明以炭素烟气作为发电机组锅炉的二次风，炭素烟气引入电厂锅炉后与锅炉烟气掺烧并形成混合烟气，利用混合烟气作为二次风喷射在炉膛内，二次风的作用完成以后，混合烟气共同进入发电机组的脱硝、除尘、脱硫系统，经净化处理后满足现有电厂污染物排放要求，通过机组主烟囱排放。这样，该工艺既为电厂锅炉提供了部分二次风，又完成了炭素烟气的处理，实现了炭素厂烟气与电厂烟气的协同处理，将炭素厂的烟气与现有锅炉的一起处理，可全部利用原系统的设备，具有投资省、运行可靠等的优点，同时避免了新建项目的一些缺点，例如占地面积大，工作量大，而且受场地条件影响，施工相对困难，风险比较大，改造周期长，投资费用高等，有效降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明所提供的烟气掺烧处理工艺一种具体实施方式的工艺流程图；

图2为本发明所提供的实施烟气掺烧处理工艺的烟气处理设备示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的烟气掺烧处理工艺一种具体实施方式的工艺流程图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的烟气掺烧处理工艺，包括以下步骤：

S1：将回转窑余热锅炉内的炭素烟气引出，并将炭素烟气输送至烟气母管；

S2：将炭素烟气作为二次风的一部分进入电厂锅炉燃烧系统，形成掺烧后的烟气；炭素烟气作为二次风的一部分起到助燃作用，因为，炉内的燃烧温度不能降低；

S3：掺烧后的烟气进入电厂机组的烟气处理系统，经处理至达标要求后通过主烟囱排放。

在步骤S1中，炭素烟气自回转窑余热锅炉内引出时，经增压风机增压处理，以便炭素烟气在进入锅炉前即具有较大的压力，从而使得二次风的压力较大，提高二次风的吹动力。

在不同的工况下，锅炉炉膛内的锅炉烟气浓度可能会有所不同，为保证最佳的掺烧效果，锅炉烟气与炭素烟气应该以适当的比例掺混，在步骤S3中，将掺烧后的烟气引入锅炉之前，根据指令调整炭素烟气的进风量，从而能够根据锅炉炉膛内的锅炉烟气的浓度调整炭素烟气的进风量，以保证较好的掺烧效果。

具体地，根据指令调整炭素烟气的进风量包括以下步骤：

S31：检测锅炉内当前锅炉烟气的浓度；

S32：将检测到的当前锅炉烟气的浓度与预设浓度相比较，若当前锅炉烟气的浓度大于预设浓度，则提高炭素烟气的进风量；若当前锅炉烟气的浓度小于预设浓度，则降低炭素烟气的进风量。

进一步地，在步骤S2中，用于汇集炭素烟气的烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通，以提高炭素烟气的进烟效率和进烟量。

参见图2，除了上述烟气掺烧处理工艺，本发明还提供一种烟气处理设备，用于实施如上所述的烟气掺烧处理工艺，所述烟气处理设备包括在反应过程中产生炭素烟气的回转窑余热锅炉1、在反应过程中产生锅炉烟气的电厂锅炉2，和用于连通所述回转窑余热锅炉和所述电厂锅炉的烟气母管3。所述产生炭素烟气的回转窑余热锅炉为n台，n大于等于1，本实施例为2台；所述产生锅炉烟气的电厂锅炉为n台，n大于等于1，本实施例为3台；所述的烟气处理设备，还包括用于烟气处理的脱硫、脱硝、引风和/或除尘设备等。

上述回转窑余热锅炉的出烟口处设置有增压风机4，所述炭素烟气经所述增压风机4增压后进入所述烟气母管3。炭素烟气自回转窑余热锅炉1内引出时，经增压风机4增压处理，以便炭素烟气在进入锅炉2前即具有较大的压力，从而使得二次风的压力较大，提高二次风的吹动力。

所述烟气母管3内设置有烟气挡板门5。在不同的工况下，锅炉炉膛内的锅炉烟气浓度可能会有所不同，为保证最佳的掺烧效果，锅炉烟气与炭素烟气应该以适当的比例掺混，所述烟气挡板门5为开度可调结构，以调整炭素烟气的进风量，将烟气母管内的炭素烟气引入锅炉之前，根据指令调整烟气挡板门5的开度，从而调整炭素烟气的进风量，以便能够根据锅炉炉膛内的锅炉烟气的浓度调整炭素烟气的进风量，以保证较好的掺烧效果。

上述烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通，以提高炭素烟气的进烟效率和进烟量。

由于锅炉一次风不能使燃料充分燃尽及沉降，部分可燃性气体由烟道排出，造成燃料热效率降低，飞灰增加，这就需要一部分二次风(最高温度300-350℃)，以较高的速度，喷射到炉膛空间内，促使烟气强烈的搅拌与混合，使可燃性气体、未燃尽煤粒及飞灰与空气充分的混合而燃尽，降低不完全燃烧造成的热损失，提高热效率，同时减少对大气的污染，锅炉二次风可使锅炉效率提高5％左右，节约能源6％。该发明以炭素烟气作为发电机组锅炉的部分二次风，炭素烟气引入电厂锅炉后与锅炉烟气掺烧并形成混合烟气，利用混合烟气作为部分二次风喷射在炉膛内，二次风的作用完成以后，混合烟气共同进入发电机组的脱硝、除尘、脱硫系统，经净化处理后满足现有电厂污染物排放要求，通过机组主烟囱排放。这样，该工艺既为电厂锅炉提供二次风，又完成炭素烟气的处理，实现炭素厂烟气与电厂烟气的协同处理，可全部利用原系统的设备，具有投资省、运行可靠等的优点，同时避免新建项目的一些缺点，例如占地面积大，工作量大，而且受场地条件影响，施工相对困难，风险比较大，改造周期长，投资费用高等，有效降低生产成本。

表1某电厂掺烧炭素烟气对锅炉各系统参数的影响

表1为某电厂掺烧炭素烟气对锅炉各系统参数的影响，各参数变化量如上表所示，各受热面的吸热比例发生变化，特别对流受热面的吸热量增大，但仍可通过锅炉的调节手段满足运行的要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种烟气掺烧处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将回转窑余热锅炉内的炭素烟气引出，并将炭素烟气输送至烟气母管；

S2：将炭素烟气作为二次风的一部分进入电厂锅炉燃烧系统，形成掺烧后的烟气；

S3：掺烧后的烟气进入电厂机组的烟气处理系统，经处理至达标要求后通过主烟囱排放。

2.根据权利要求1所述的烟气掺烧处理工艺，其特征在于，在步骤S1中，炭素烟气自回转窑余热锅炉内引出时，经增压风机增压处理。

3.根据权利要求1所述的烟气掺烧处理工艺，其特征在于，在步骤S3中，将掺烧后的烟气引入锅炉之前，根据指令调整炭素烟气的进风量。

4.根据权利要求3所述的烟气掺烧处理工艺，其特征在于，根据指令调整炭素烟气的进风量包括以下步骤：

S31：检测锅炉内当前锅炉烟气的浓度；

S32：将检测到的当前锅炉烟气的浓度与预设浓度相比较，若当前锅炉烟气的浓度大于预设浓度，则提高炭素烟气的进风量；若当前锅炉烟气的浓度小于预设浓度，则降低炭素烟气的进风量。

5.根据权利要求1所述的烟气掺烧处理工艺，其特征在于，在步骤S2中，用于汇集炭素烟气的烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通。

6.一种烟气处理设备，用于实施如权利要求1-5任一项所述的烟气掺烧处理工艺，其特征在于，所述烟气处理设备包括在反应过程中产生炭素烟气的回转窑余热锅炉、在反应过程中产生锅炉烟气的电厂锅炉，和用于连通所述回转窑余热锅炉和所述电厂锅炉的烟气母管。

7.根据权利要求6所述的烟气处理设备，其特征在于，所述回转窑余热锅炉的出烟口处设置有增压风机，所述炭素烟气经所述增压风机增压后进入所述烟气母管。

8.根据权利要求6所述的烟气处理设备，其特征在于，所述烟气母管内设置有烟气挡板门。

9.根据权利要求8所述的烟气处理设备，其特征在于，所述烟气挡板门为开度可调结构，以调整炭素烟气的进风量。

10.根据权利要求6所述的烟气处理设备，其特征在于，所述烟气母管的数量为多个，各烟气母管并列设置并分别与锅炉内腔相连通。