一种锅炉节能减排系统的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉领域，具体涉及一种锅炉节能减排系统。


背景技术：

2.传统意义上锅炉的节能减排主要是指提高单位能源的利用效率，减少主要污染物排放，其中减排的主要是二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等；随着技术的发展，在锅炉热效率达到一定程度的情况下，节能减排很难再有提升的空间。2021年，碳达峰、碳中和首次写入政府工作报告，我国承诺在2030年前碳排放达到峰值，努力在2060年前，通过植树造林、节能减排等形式，实现碳中和，达到二氧化碳“零排放”；作为排放大户的锅炉系统，以传统技术想要实现二氧化碳的大幅减排，显然很难实现。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种锅炉节能减排系统，在保证锅炉出力基本不变的情况下，大幅减少燃料使用，实现节能减排的目的。
4.为了实现上述技术效果，本实用新型的具体技术方案如下:
5.一种锅炉节能减排系统，包括锅炉燃烧装置、第一管道、烟气冷却装置、二氧化碳分解装置、第二管道、第三管道；所述锅炉燃烧装置包括相互连接的锅炉本体、燃烧器，在所述锅炉燃烧装置的烟囱上开一引风口，该引风口与二氧化碳分解装置的进气口之间通过第一管道连通，所述第一管道上按照烟气的流动方向依次设置第一阀门、第一风机、烟气冷却装置；所述二氧化碳分解装置的出气口与燃烧器的进气口之间通过第二管道连通，所述第二管道上按照混合气体的流动方向依次设置第二风机、第二阀门，位于所述第一阀门和第一风机之间的第一管道通过第三管道与位于所述第二风机和第二阀门之间的第二管道连通，所述第三管道上设置第三阀门。其中，锅炉燃烧装置、烟气冷却装置、二氧化碳分解装置均采用现有技术，在此不详述。
6.进一步地，位于所述第一阀门和第一风机之间的第一管道上还安装一与外界连通的进气管，该进气管上设置第四阀门。通过上述设计，可实现对二氧化碳分解装置等进行检修，关闭第一阀门，打开第四阀门，在混合气体全部进入锅炉燃烧装置后，再停机并关闭全部阀门，即可进入检修状态。
7.进一步地，位于所述第二阀门和燃烧器的进气口之间的第二管道上还安装一助燃加气管。通过助燃加气管可往锅炉燃烧装置内增添含有氧气的气体，该气体中的氧气含量越高，则可增大用于循环利用的烟气量，理论上当以纯氧作为助燃的气体时，本系统可以做到全量烟气循环。另外，燃烧器内的燃料采用纯碳时，也可以做到全量烟气循环。
8.进一步地，在靠近所述二氧化碳分解装置的出气口处的第二管道上还安装有阻火器。为增加本系统安全性，可根据工况需要，在混合气体进入锅炉燃烧装置前的第二管道上增加阻火器。
9.进一步地，所述二氧化碳分解装置上还安装有泄爆片或泄爆水封。
10.一种锅炉节能减排系统的工作原理：
11.在锅炉燃烧装置的烟囱适当位置开设的引风口，一定量的烟气通过第一阀门、第一管道、第一风机进入二氧化碳分解装置；烟气在进入二氧化碳分解装置前，先通过烟气冷却装置进行冷凝降温，烟气冷凝可用风冷、水冷或其他冷却方式，风冷可用自然风或分解后的混合气体，水冷可直接喷淋或间接冷凝，冷凝水外接冷却塔进行散热；烟气中的二氧化碳在进入二氧化碳分解装置后，在光化学、催化剂、水、载体等的作用下，分解为一氧化碳、单质碳、和氧气，一氧化碳进一步分解为单质碳和氧气，其他燃烧产生的氧化物同样进行分解，如氮氧化物、二氧化硫等；分解后的混合气体通过第二风机、第二管道、第二阀门，进入锅炉燃烧装置，在燃烧器内混合气体与燃料等共同燃烧产生烟气的同时，对锅炉本体进行加热，产生的烟气又进入二氧化碳分解装置进行再分解利用，如此循环，在保证锅炉燃烧装置出力基本不变的情况下，能大幅减少燃料使用，实现节能减排的目的。
12.其中，为确保本系统安全、环保，在锅炉燃烧装置正常启停和故障紧急停机时，二氧化碳分解装置等要能独立密闭运行。为确保二氧化碳分解装置等能够独立密闭运行，本系统正常运行时，第一阀门与第二阀门打开，第三阀门关闭，烟气经第一风机引出后进入二氧化碳分解装置，分解后的混合气体再经第二风机进入锅炉燃烧装置；正常启停和故障紧急停机时，第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门打开，混合气体在本系统内密封循环。
13.依据上述技术方案，本实用新型通过将二氧化碳分解装置与锅炉燃烧装置结合，再通过与烟气冷却装置、第一管道、第二管道、第三管道、第一阀门、第二阀门、第三阀门等组成一个循环密封系统，组成一套全新的锅炉节能减排系统，在保证锅炉燃烧装置出力基本不变的情况下，大幅减少燃料使用，实现节能减排的目的。
附图说明
14.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。
15.图1为本实用新型的一整体示意图；
16.其中，1、锅炉燃烧装置；2、第一管道；3、烟气冷却装置；4、二氧化碳分解装置；5、第二管道；6、第三管道；7、锅炉本体；8、燃烧器；9、烟囱；10、引风口；11、第一阀门；12、第一风机；13、第二风机；14、第二阀门；15、第三阀门；16、阻火器；17、进气管；18、第四阀门；19、助燃加气管。
具体实施方式
17.为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施方式中的附图，对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本技术保护的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“下端”、“尾端”、“左右”、“上下”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
19.此外，术语“第一”、“第二”、“大”、“小”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“大”、“小”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
20.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.实施例
22.参考图1，一种锅炉节能减排系统，包括锅炉燃烧装置1、第一管道2、烟气冷却装置3、二氧化碳分解装置4、第二管道5、第三管道6；所述锅炉燃烧装置1包括相互连接的锅炉本体7、燃烧器8，在所述锅炉燃烧装置1的烟囱9上开一引风口10，该引风口10与二氧化碳分解装置4的进气口之间通过第一管道2连通，所述第一管道2上按照烟气的流动方向依次设置第一阀门11、第一风机12、烟气冷却装置3；所述二氧化碳分解装置4的出气口与燃烧器8的进气口之间通过第二管道5连通，所述第二管道5上按照混合气体的流动方向依次设置第二风机13、第二阀门14。其中，锅炉燃烧装置、烟气冷却装置、二氧化碳分解装置均采用现有技术，在此不详述。一定量的烟气通过第一阀门11、第一管道2、第一风机12从引风口10被输入二氧化碳分解装置4；烟气在进入二氧化碳分解装置前，先通过烟气冷却装置3进行冷凝降温，烟气冷凝可用风冷或水冷，风冷可用自然风或分解后的混合气体，水冷可直接喷淋或间接冷凝，冷凝水外接冷却塔进行散热；烟气中的二氧化碳在进入二氧化碳分解装置后，在光化学、催化剂、水、载体等的作用下，分解为一氧化碳、单质碳、和氧气，一氧化碳进一步分解为单质碳和氧气，其他燃烧产生的氧化物同样进行分解，如氮氧化物、二氧化硫等；分解后的混合气体通过第二风机、第二管道、第二阀门，进入锅炉燃烧装置，在燃烧器内混合气体与燃料等共同燃烧产生烟气的同时，对锅炉本体进行加热，产生的烟气又进入二氧化碳分解装置进行再分解利用，如此循环，在保证锅炉燃烧装置出力基本不变的情况下，能大幅减少燃料使用，实现节能减排的目的。
23.其中，如果锅炉燃烧装置采用的是煤、生物质等固体燃料的，烟气先以布袋或水膜的方式除尘，再冷凝降温，分解后的混合气体通过原配风系统直接进入锅炉燃烧装置。
24.如果锅炉燃烧装置采用的是柴油等液体燃料，混合气体有以下两种方式进入锅炉燃烧装置：一是通过可调节的旁路从燃烧器原有的配风口进入，此种方式需要对空燃比重新调校，以适应燃料减少、负荷不变的工况；混合气体在燃烧器点火正常后再接入锅炉燃烧装置进行燃烧；二是在锅炉炉膛上开一气体通道，在燃烧器正常燃烧后，混合气体通过气体通道进入炉膛，与燃烧器火焰进行充分混合、燃烧。
25.如果锅炉采用的是天然气等气体燃料，混合气体有三种方式进入锅炉燃烧装置，其中两种方式与上述液体燃料相同，第三种是针对预混式燃烧，混合气体先进入预混系统与空气、气体燃料混合，再进行点火燃烧，此种方式同样需要重新调校空燃比，同时需要考虑全部混合后气体的着火极限、火焰传播速度、混合压力、调节比等因素。
26.除预混式燃烧外，混合气体均需在锅炉燃烧装置运行正常后再并入，以确保燃烧完全。
27.混合气体的燃点较高，正常情况下比较安全，为增加安全性，可根据工况需要，在混合气体进入锅炉燃烧装置1前的第二管道2上增加阻火器16。
28.另外，位于所述第一阀门11和第一风机12之间的第一管道2上安装一与外界连通的进气管17，该进气管17上设置第四阀门18。通过上述设计，可实现对二氧化碳分解装置等进行检修，关闭第一阀门11，打开第四阀门18，在混合气体全部进入锅炉燃烧装置后，再停机并关闭全部阀门，即可进入检修状态。
29.另外，位于所述第二阀门14和燃烧器8的进气口之间的第二管道5上安装一助燃加气管19。通过助燃加气管19可往锅炉燃烧装置1内增添含有氧气的气体，该气体中的氧气含量越高，则可增大用于循环利用的烟气量，理论上当以纯氧作为助燃的气体时，本系统可以做到全量烟气循环。另外，燃烧器内的燃料采用纯碳时，也可以做到全量烟气循环。
30.其中，为确保本系统安全、环保，在锅炉燃烧装置正常启停和故障紧急停机时，二氧化碳分解装置等要能独立密闭运行。为确保二氧化碳分解装置等能够独立密闭运行，位于第一阀门11和第一风机12之间的第一管道2通过第三管道6与位于所述第二风机13和第二阀门14之间的第二管道5连通，所述第三管道6上设置第三阀门15。本系统正常运行时，第一阀门11与第二阀门14打开，第三阀门15关闭，烟气经第一风机引出后进入二氧化碳分解装置，分解后的混合气体再经第二风机进入锅炉燃烧装置；正常启停和故障紧急停机时，第一阀门和第二阀门关闭，第三阀门打开，混合气体在本系统内密封循环。
31.根据需要，可在第一管道、第二管道上安装相应的传感器，用于监测温度、压力、流量等参数。
32.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。