[实用新型]水冷直燃加热装置及烟气脱硝系统

说明书

本实用新型为一种水冷直燃加热装置及烟气脱硝系统，水冷直燃加热装置包括燃烧器，燃烧器用于直接加热升温脱硝烟道内的烟气；燃烧器包括自第一端向第二端顺序设置的稳燃烟道结构和燃烧器本体，稳燃烟道结构能密封穿设通过脱硝烟道的侧壁，燃烧器本体连接于滑动及转动结构上，滑动及转动结构用于调整燃烧器插入脱硝烟道的深度和倾斜角度；稳燃烟道结构内靠近出口的位置设置有水冷降温结构，水冷降温结构用于降低燃烧器火焰中心温度。该水冷直燃加热装置能有效降低火焰中心温度，大幅降低NOx的生成率；通过滑动及转动结构调整燃烧器插入脱硝烟道的深度和倾斜角度，满足动态控制火焰燃烧区域的工艺要求，不同烟气条件下燃烧器均能满足要求。

技术领域

本实用新型涉及煤气燃烧设备技术领域，尤其涉及一种水冷直燃加热装置及烟气脱硝系统。

背景技术

大气污染的治理是环境治理的重要组成部分，随着工业发展和生活水平的提高，人们愈来愈注重环境问题和大气环保问题。

氮氧化物(NOx)是一类主要的大气污染物，是形成酸雨、光化学烟雾以及PM2.5污染的主要因素之一。目前我国工业源NOx排放占NOx排放总量的70％以上，工业烟气中NOx的控制排放技术主要包括燃烧控制技术和燃烧后控制技术。

燃烧控制技术包括低氮燃烧技术、再燃烧技术和烟气再循环技术。控制氮氧化物生成的主要途径有：降低燃烧温度水平，防止产生局部高温区；降低主燃烧区氧气浓度，使燃烧在偏离理论空气量的条件下进行。

在燃烧后控制技术中，选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)和SCR－SNCR混合技术是主要技术，这几种技术都最先在日本得到应用。从经济和技术效益考虑，选择性催化还原是最有效的NOx后控制技术。

在钢铁、冶金和煤化工行业中，烧结机等设备的排烟温度较低，为了满足后续在SCR设备中的脱氮处理或其它工艺要求，需要对排放的烟气进行加热。烟气加热有多种方式，例如直接增设换热器、设置电加热等通过引来高温热源进行加热，这些方式由于需要额外增加热源，导致运行成本较高。

此外，由于在钢铁、冶金和煤化工行业的工业设备中，通常会产生大量的高炉煤气、焦炉煤气等燃料气。因此，现有技术中，很多企业会利用这些燃料气的燃烧器，通过在烟道外部设置单独的加热炉，根据加热炉的功率设置一个或多个高炉煤气或焦炉煤气燃烧器，燃烧器内的燃料气进行燃烧后产生高温烟气，高温烟气通过支路送入烟道内并与烟道内的原始烟气混合，实现对原始烟气的加热。上述方法由于需要在烟道外部单独设置加热炉，一方面投资成本较高，另一方面，燃料气燃烧后的高温烟气与烟道内的原始烟气混合后，会导致烟道内烟气总量急剧增加，从而对烟气系统造成较大的影响，还会导致现有的引风机出力不足的问题。

高炉煤气由于其热值低，不易着火，一般采用单独敷设浇注料的绝热点火风道，先采用天然气或者轻油枪等点火，将点火风道内温度升起后再通入高炉煤气进行燃烧，最后将燃烧后的高温烟气混入脱硝烟道中，对脱硝烟气进行加热。高炉煤气虽然热值低，但由于其在绝热烟道中进行燃烧，其产生的高温烟气温度可达1200-1400℃，且在点火过程中，如采用天然气或者油枪点火，燃烧温度会更高，可达到1500-1700℃，而普通的耐火浇注料使用温度是1300℃左右，因此容易造成点火风道浇注料的脱落，然后风筒钢板受高温变形，寿命缩短；如使用性能更好的耐火浇注料如氧化铝空心球浇注料，则会因其价格昂贵，造成制造成本大幅增加；此外，还有一些厂家采用大的过剩空气系数来使燃烧烟温降低，但这种方式会大量增加额外所需空气进行加热，从而导致需要增加更多的燃气，致使经济性变差。

高炉煤气、荒煤气用于燃烧发电是钢铁企业、焦化厂等节能减排的重要措施，对于NOx排放要求的趋于严格，常规煤气燃烧技术需要投入较大脱硝成本。常规煤气燃烧器的主要问题有：煤气与热空气经过燃烧器混合燃烧，在富氧条件下形成局部高温，尤其对于焦炉煤气等富含碳氢成分及含氮杂质燃气，NOx生成量大幅增加，原始排放浓度可达到200mg/Nm³,超过排放限值。常规燃烧高炉煤气时，喷口处火焰温度可达到1200℃，燃烧焦炉煤气时可达1500温度，NOx生成率很高。