煤粉灰脫硫中漿液濃淡分離及多重備用系統的製作方法
2023-05-25 18:54:16
本實用新型涉及一種煤粉灰脫硫中漿液濃淡分離及多重備用系統。
背景技術：
在未來相當長時期內，眾多需要用熱用汽的經濟領域如化工、造紙、紡織、輕工食品等行業，燃煤工業鍋爐仍將是生產提供熱量和蒸汽的主導產品。在十二五計劃中強調了保護環境節能減排的目標，在鍋爐行業推行以燃煤粉鍋爐替代老式鏈條爐排燃煤鍋爐成為迫切的趨勢。據不完全統計，目前我國有約50萬臺35t/h以下小型燃煤工業鍋爐，在化工、造紙、印染、輕工食品等行業有著廣泛的應用。
然而，我國中小型燃煤工業鍋爐普遍存在有燃燒效率低，汙染物排放高等問題。目前我國中小型燃煤工業鍋爐在燃燒汙染物的排放控制方面包括脫硫等存在較大問題，目前已有一些企業逐漸採用幹法、半乾法或溼法脫硫工藝進行煙氣脫硫，其中溼法煙氣脫硫技術以其脫硫效率高、適應範圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可回收利用等優點而被較多地採用，但也存在有投入高、設備複雜、體積大、運行費用高等缺點。
在ZL201310030087.2，名稱為「一種煤粉燃燒中提純粉煤灰生產脫硫劑工藝」的中國實用新型專利中，利用煤粉鍋爐燃燒副產物粉煤灰製備脫硫劑，有效的解決了煤粉鍋爐運行中脫硫運行成本高，廢物利用率等問題，但現有粉煤灰脫硫技術中將高效粉煤灰鈣基漿液直接噴入脫硫塔中，存在脫硫漿液過濃易堵塞脫硫塔除霧器、脫硫塔磨損、漿液利用率低等問題，。
鑑於此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種能降低脫硫各項設備發生故障時系統運行風險，保證鍋爐燃燒汙染物排放達標的煤粉灰脫硫中漿液濃淡分離及多重備用系統。
為了達到上述目的，本實用新型採用這樣的技術方案：
煤粉灰脫硫中漿液濃淡分離及多重備用系統，包括除塵器機構、粉煤灰製漿裝置、循環脫硫裝置、脫硫塔、濃淡分離裝置以及脫水裝置，除塵器機構的出口與粉煤灰製漿裝置的進口連通，粉煤灰製漿裝置的出口與濃淡分離裝置的進口連通，濃淡分離裝置的出液口與循環脫硫裝置的進口連通，循環脫硫裝置的出口與脫硫塔的進口和濃淡分離裝置的進口均連通。
作為本實用新型的一種優選方式，所述粉煤灰製漿裝置的出口通過第一備用系統與所述循環脫硫裝置連通，所述粉煤灰製漿裝置的出口通過第二備用系統與所述脫水裝置連通，所述循環脫硫裝置的出口通過第三備用系統與所述脫水裝置連通。
作為本實用新型的一種優選方式，所述粉煤灰製漿裝置包括螺旋輸送機、管式螺旋、製漿罐、輸漿泵、所述第一備用系統以及所述第二備用系統，所述除塵器機構的出口與螺旋輸送機的進口連通，螺旋輸送機的出口與管式螺旋的進口和製漿罐的進口均連通，輸漿泵的進口與製漿罐的出口連通，輸漿泵的出口與所述濃淡分離裝置的進口連通，所述第一備用系統和所述第二備用系統均與輸漿泵的出口連通。
作為本實用新型的一種優選方式，所述濃淡分離裝置包括濃密機裝置、混流筒、耙機、填料、渣漿泵以及自循環管路系統，混流筒、耙機以及填料設置在濃密機裝置內，混流筒、填料、耙機、渣漿泵從上至下依次連接，濃密機裝置的進口與混流筒連通，濃密機裝置的上部與所述循環脫硫裝置連通，濃密機裝置的下部通過渣漿泵與所述脫水裝置連通，自循環管路系統的進口與渣漿泵的出口連通，自循環管路系統的出口與混流筒的進口連通。
作為本實用新型的一種優選方式，所述脫硫循環裝置包括循環罐、脫硫循環泵、排渣泵以及所述第三備用系統，所述脫硫塔的進口與所述引風機的出口連通，循環罐的進口與所述濃密機裝置的上部連通，出口與所述脫硫塔連通，排渣泵的進口與循環泵的出口連通，出口與所述濃密機裝置連通，所述第三備用系統連接至排渣泵的出口，所述脫水裝置包括真空陶瓷脫水機和濾液水箱。
由於本實用新型的製漿裝置採用了粉煤灰做為脫硫劑製漿原料,充分利用粉煤灰中活性氧化鈣成分與二氧化硫反應，達到脫硫目的；粉煤灰所製成漿液經濃淡分離裝置沉澱分離可完全達到脫硫使用效果，濃淡分離裝置的使用增加了漿液循環使用效率，同時也降低了原有高濃度漿液直接進入循環脫硫裝置後對脫硫塔的磨損堵塞情況。本實用新型具有設備系統緊湊、佔地面積少、運行穩定、汙染物排放低等特點，在不添加額外脫硫劑使用粉煤灰漿液脫硫情況下，煙氣中二氧化硫排放濃度小於50mg/m3，遠低於國家標準要求。
採用上述方案後，本實用新型具有以下幾大特點：
一、除塵裝置採用幹法、溼法兩用灰渣處理，製漿的同時備用預留幹灰處理方式，在粉煤灰脫硫系統故障時，保證除塵裝置能夠有效出灰鍋爐正常運行。
二、粉煤灰製漿裝置採用三重備用管路：A粉煤灰漿液輸送至濃密機裝置沉澱分離，分離後上清液進行脫硫；B在濃密機裝置故障時粉煤灰直接輸送至循環罐進行脫硫；C粉煤灰輸送至真空陶瓷脫水機進行乾燥脫水處理，利用脫水後的鹼性澄清液進行脫硫。因A系統漿液脫硫效果優於B、C系統，B、C系統作為A系統故障時備用系統。
三、濃密機裝置設有自循環系統，當脫水機裝置故障時，可進行內部循環，防止底部漿液沉積堵塞，保證脫硫漿液濃度達到使用需求。
四、循環脫硫裝置設有漿液脫水備用系統，保證濃密機裝置故障時循環罐內漿液能夠正常脫水處理。
五、循環脫硫裝置預留加藥口，當粉煤灰漿液製備故障時可直接添加鹼性脫硫劑進行脫硫。
六、濃密機裝置採用高效深錐沉澱方式，同時內置高分子斜板填料，保證上清液濃度＜0.5％，底流濃度＞30％，滿足脫硫使用的同時降低脫水能耗。
七、脫水裝置採用真空陶瓷脫水機，具有脫水高效能耗低等特點。
八、本裝置實現全自動操控，有利於提高運行效率，降低運行費用。
附圖說明
圖1是本發明第一種優選方式的結構示意圖；
圖2是本發明中煤粉塔的一較佳實施例的結構示意圖；
圖3是本發明中燃燒鍋爐的一較佳實施例的結構示意圖；
圖4是本發明底置式燃燒器的一較佳實施例的結構示意圖；
圖5是本發明中多重配風系統的一較佳實施例的結構示意圖
圖6是本發明中除塵器機構、粉煤灰製漿裝置、引風機、循環脫硫裝置、脫硫塔、濃淡分離裝置以及脫水裝置配合結構示意圖；
圖7是本發明中脫硫塔的一較佳實施例的結構示意圖；
圖8是本發明中裝置防垢系統應用在脫硫塔上的結構示意圖；
圖9是圖8中局部A的放大圖。
圖10為本發明第二種優選方式的結構示意圖；
圖中：
煤粉塔 1
儲粉罐 11 塔布袋除塵器 111
防爆門 112 連通口 113
打粉管 12 高料位傳感器 131
低料位傳感器 132 中間料位傳感器 133
溫度感應器 141 供氣通道 142
電磁閥單元 143 破碎絞龍 151
送料絞龍 152 稱重絞龍 153
關風機 154 稱重傳感器 155
文氏管 156 羅茨風機 157
減壓板 158 燃燒鍋爐 2
鍋爐本體 21 公共水冷壁 211
燃燒器 22
點火裝置 221 一次風機通道 222
一次風旋流葉片 223 二次風機通道 224
二次風旋流葉片 225 三次風機通道 226
一次風葉片調節裝置 227
多重配風設備 23 二次風機 231
二次風機混風裝置 232 三次風機 233
三次風機混風裝置 234 四次風機 235
四次風機混風裝置 236 四次風四角切圓通道 237
五次風機 238 五次風機混風裝置 239
五次風四角排管 240 一次風機混風裝置 241
空氣預熱器 3
除塵器機構 4 密閉機殼 41
布袋除塵器 42 儲灰倉 43
螺旋輸送機 44 管式螺旋 45
旋風除塵器 46
粉煤灰製漿裝置 5 製漿罐 51
輸漿泵 52 引風機 6
循環脫硫裝置 7 脫硫循環泵 71
循環罐 72 排渣泵 73
脫硫塔 8
塔體 81 分氣室 811
中和反應室 812 液氣分離室 813
錐型塔段 814 上柱型塔段 815
下柱型塔段 816 變徑旋流系統 82
上颶風旋流器 821 液壓調徑器 822
光圈式調節閥 823 下颶風旋流器 824
磁釉塗料層 831 引流滴水線槽 832
汽動吹垢器 833 振動電機 834
清洗噴頭 835 氣動乳化脫硫塔 836
煙囪 837 沉澱分離裝置 9
濃密機裝置 91 渣漿泵 96
混流筒 92 填料 93
耙機 94 自循環管路系統 95
脫水裝置 10 真空陶瓷脫水機 101
濾液水箱 102 選擇性催化還原脫硝裝置 201
低氧回流裝置 202 第一備用系統 301
第二備用系統 302 第三備用系統 303
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。此處描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。需要說明的是，說明書附圖中箭頭符號「→」是指管路中介質的流向，該箭頭符號的出現並不限定本發明的保護範圍。
參照圖1至圖10，圖中箭頭表示介質的流動方向，本案涉及一種具有底置式雙燃燒器雙爐膛立式煤粉鍋爐系統，如圖1所示，包括按工作連接關係依次設置連接的煤粉塔1、燃燒鍋爐2、空氣預熱器3、除塵器機構4、粉煤灰製漿裝置5、引風機6、循環脫硫裝置7、脫硫塔8、濃淡分離裝置9、及脫水裝置10。下面對每個機構及各機構間的連接關係作進一步闡述。
煤粉塔1用於給燃燒鍋爐2供應煤粉，煤粉呈粉體狀，而且易燃，故而要求煤粉塔1具備安全又可靠地儲粉以及定量又精確地供給煤粉的功用，如圖2所示給出煤粉塔1的一較佳實施例，其為一種計量式氣動儲供系統，主要包括上下組裝設置的儲粉裝置和供粉裝置15；所述儲粉裝置主要包括儲粉罐11、打粉管12、料位控制機構13及防自燃保護機構14，下面對儲粉裝置的各個部件機構以及供粉裝置15的具體實施方式及較佳實施例作詳細闡述。
儲粉罐11為一密閉的罐體，用於儲存煤粉，儲粉罐11的底部設有下料口，頂部設有防爆門112。打粉管12豎立在儲粉罐11內，打粉管12的上埠為出粉口，下埠為進粉口，該進粉口與外界的罐車連通，罐車採用氣力輸送方式，經由打粉管12的進粉口後將煤粉從出粉口打進儲粉罐11內。儲粉罐11的頂部對應所述出粉口位置設有內含引風機的除塵機構111，藉由該除塵機構111將儲粉罐內的空氣、水蒸氣(特別是打粉時進入的大量熱空氣)排除至罐外，以確保打粉順暢，防止儲粉罐內煤粉結塊等問題，並且還確保煤粉不會隨空氣外洩，杜絕二次汙染，極大地改善了鍋爐房環境衛生狀況，實現清潔生產。
所述料位控制機構13用於對儲粉罐11內儲料的料位進行實時監測及調節控制，以避免出現料位過高或過低，從而防止可能因物料不足造成送粉不均而引發爆膛，或者因物料過多而溢出，造成環境汙染和經濟損失。下面給出料位控制機構13的一較佳實施例，包括至少兩個料位傳感器和料位控制模塊(圖中未示出)，所述至少兩個料位傳感器均電連接至所述料位控制模塊的信號輸入端上，料位控制模塊較佳地還可以電連接有報警單元(圖中未示出)，用於在儲粉罐11存料量過多及過少時發出報警信號。料位傳感器安裝在儲粉罐11的側壁上，給出的具體實施例中，所述料位傳感器共設有5個，包括一高料位傳感器131、一低料位傳感器132及三中間料位傳感器133，該一高料位傳感器131、三中間料位傳感器133及一低料位傳感器132在儲粉罐11的側壁上沿豎直方向呈上下依次多層分布，較佳地還呈等間隔均勻分布，高料位傳感器131靠近儲粉罐11的上端位置設置，低料位傳感器132靠近儲粉罐11的下端位置設置。
料位控制機構13工作時，通過各料位傳感器監測儲粉罐11內物料的精確存儲情況，其中高料位傳感器131和低料位傳感器132分別特別用於監測物料的最高量及最低量情況，當物料接近低料位時，低料位傳感器131檢測後，將相關信號發送給料位控制模塊，由料位控制模塊控制罐車及時往儲粉罐11內加料，較佳地還可以通過報警器發出警報，從而防止因物料不足造成送粉不均而引發爆膛；反之，當物料堆至高料位時，同樣高料位傳感器132檢測後，同理由料位控制模塊控制罐車停止往儲粉罐11內加料，較佳地還可以通過報警器發出警報，從而防止因物料過多而溢出，造成環境汙染和經濟損失。由此通過所述料位控制機構大大提高了儲粉罐系統定量供粉的安全性、穩定性及可靠性。
所述防自燃保護機構14用於防止儲粉罐11內的儲料發生自燃問題，防自燃保護機構14的實施方式可以有多種，下面給出一較佳實施例，該防自燃保護機構14包括溫度感應器141、惰性氣體的供氣通道142及相關控制模塊，所述溫度感應器141安裝在儲粉罐11上，儲粉罐11的側壁上開設有與供氣通道142的輸出口相連通的連通口113，所述相關控制模塊包括控制處理單元(圖中未示出)和電磁閥單元143，該電磁閥單元143安裝在供氣通道142上，用於控制供氣通道142的啟閉，所述電磁閥單元143與溫度感應器141均與所述控制處理單元相電連接。
防自燃保護機構14工作時，由溫度感應器141實時監測整個儲粉罐11內的溫度分布，當溫度感應器141感應溫度超過一定值(例如65℃)時，報警系統發出警報，供氣通道142上的電磁閥單元143自動打開，由連通口113噴出定量的惰性氣體(例如液態低壓二氧化碳氣體)，惰性氣體沉降在物料表面，隔絕空氣的中的氧氣與粉罐燃料的接觸，形成一層惰性氣體保護層，可實現在短時間內(大約20秒內)使煤粉降溫，有效防止其自燃，由此明顯減低煤粉自燃的風險，自燃發生率幾乎為零，大大提高了煤粉儲粉罐的安全性。
由於煤粉在特定的條件下容易發生自燃，進一步，所述溫度感應器141設有若干個，在儲粉罐11上呈上下多層且均勻分布，儲粉罐11上的連通口113設有若干個，該若干個連通口113與所述若干個溫度感應器141分別一一對應設置，具體的，該溫度感應器141和連通口113相對應的各組在儲粉罐11上呈等高且相對設置。由此，當某一溫度感應器141檢測得一定溫度後，由對應的連通口113噴出惰性氣體進行保護，實現快速、及時、精確又有效的防自燃保護功能。
所述供粉裝置15主要包括均帶有驅動機構的破碎絞龍151、送料絞龍152、稱重絞龍153，還包括有稱重傳感器155、文氏管156及羅茨風機157。所述破碎絞龍151、送料絞龍152及稱重絞龍153間採用軟連接方式從上至下依次進行傳送連接，具體的，所述破碎絞龍151安裝在儲粉罐11的下料口處，該破碎絞龍151的一較佳實施例，包括一推料軸和二螺旋葉片，破碎絞龍151的中間底部位置設有出料口，該出料口與送料絞龍152的入料口相互軟連接。所述二螺旋葉片分別設在所述推料軸兩端且螺旋方向相反，由此當推料軸旋轉時，兩端的物料會在二螺旋葉片的螺旋推進下往中間擠壓，最終由所述破碎絞龍151的出料口經由軟連接送入送料絞龍152，所述二螺旋葉片對煤粉往中間擠壓，採用壓力破碎方式將煤粉自重擠壓結塊的煤塊打散，以達到壓力破碎效果，保證煤粉進入送料絞龍152時為粉狀。
給出實施例中，儲粉罐11的下端設有兩個出料口，對應破碎絞龍151設有兩個，它們的出料口均軟連接至送料雙絞龍152的入料口，送料絞龍152的出料口軟連接至雙稱重絞龍153的入料口，稱重絞龍153的出料端處連設有雙稱重傳感器155，通過該稱重傳感器155進行稱重，並且在裝置的計量系統內實現累加，可實時了解送粉的量。稱重絞龍153的出料口軟連接有雙文氏管156，該文氏管156的一自由埠為出料口，另一自由埠裝設有雙羅茨風機157。所述破碎絞龍151、送料絞龍152及稱重絞龍153的驅動機構為驅動電機，其中系統對破碎絞龍151和送料絞龍152的驅動電機進行變頻控制，根據鍋爐負荷的變化及稱重傳感器155反饋的信息調節電機頻率大小，通過調控轉速達到調節送粉量的目的，系統對稱重絞龍153的驅動電機進行工頻控制，用於保證稱重絞龍內不出現堵塞，並且確保稱重精度，本發明稱重精度可達0.1KG。
供粉裝置15工作時，儲粉罐11內的煤粉經由其出料口進入破碎絞龍151內破碎，經破碎後的煤粉依次經由送料絞龍152及稱重絞龍153，通過螺旋推進方式均勻給粉，最終煤粉由稱重絞龍153的出料口送出並且進入文氏管156，之後在羅茨風機157產生高風壓低風量的風的作用下，通過文氏管156將煤粉在管道內打散，最終經底置雙燃燒器吹進爐膛內。
所述給粉裝置15首先經由破碎絞龍151壓力破碎，然後由送料絞龍152及稱重絞龍153螺旋推進輸送，最後由羅氏風機157和文氏管156配合進行氣力輸送供粉，保證了煤粉不會在管道內堵塞，稱重絞龍153的給料情況通過稱重傳感器155進行在線計量，所述各絞龍機構間均採用軟連接方式連接，它能夠將系統其它部分運行產生的振動等影響稱重傳感器155稱重精度的因素消除，由此最大限度的保證稱重系統的精準性。本案給粉裝置還較佳通過相關流量監測機構對煤粉流量進行實時監控，控制稱重絞龍153運轉速度不變，而根據鍋爐負荷的變化情況以及重量傳感器反饋的信號進行分析處理後，控制破碎絞龍151及送料絞龍152的送粉速度，由此進一步確保稱重絞龍內不堵塞，並且優化稱重精度。
另外，本發明進一步還在破碎絞龍151的正上方設有呈倒「V」字型的二減壓板158，該二減壓板158的下端部呈跨設在破碎絞龍151中心軸兩側的方式設置，根據煤粉自流的特性，減壓板158設置的坡度較佳的為70度，儲粉罐11內的煤粉可順著減壓板158自然滑落並且由破碎絞龍151的兩側進入，全部煤粉都經破碎絞龍151破碎後再輸送出，關鍵是藉由減壓板158的洩壓作用，減小了破碎絞龍151所承受的壓力，確保了破碎絞龍151正常工作。再有，所述破碎絞龍151的出料口處還安裝有一關風機154，該關風機154用於隔離儲粉罐11和送料絞龍152，從而進一步確保稱重系統穩定。
所述燃燒鍋爐2，如圖3給出其結構設計示意圖，包括鍋爐本體21和設置在該鍋爐本體21底部的底置雙式燃燒器22。鍋爐本體21設置兩個爐膛燃燒式，分別對應不同的底置式燃燒器22，左右燃燒室高溫重疊區採用公共水冷壁211布置，公共水冷壁211高度約佔爐膛三分之一高度，在實施例中，公共水冷壁211採用蛇形管結構，左右爐膛可單獨運行能夠有效應對外界負荷變化，在供暖熱水鍋爐應用實例中能夠根據外界氣溫變化進行單爐膛單燃燒器超低負荷運行，最低負荷可低於30％持續運行，解決了傳統煤粉爐無法低負荷持續運行的問題，採用公共水冷壁211結構僅適用於熱水鍋爐的強制循環，能夠保證單爐膛運行時鍋爐水冷壁熱應力符合規範要求。對於自然循環蒸汽爐則不採用公共水冷壁。對應的較佳實施例如圖4所示，底置式低氮雙燃燒器22為一燃燒器本體，該燃燒器本體上設有點火裝置221、一次風機通道222、一次風旋流葉片223、二次風機通道224、二次風旋流葉片225、三次風機通道226、一次風葉片調節裝置227，一次風機通道222、二次風機通道224、三次風機通道226至內向外依次套置，點火裝置221採用高能天然氣/液化氣點火，一次風機通道222為煤粉輸送通道，煤粉倉1與燃燒器22間通過一級送粉管(即文氏管156)實現一級送粉連接，一級送粉管連接有用於鼓風的一次風機157(即羅茨風機)。二次風機通道224，為燃燒器22的二次風送風管，三次風機通道226為燃燒器22的三次風送風管。一次風旋流葉片223、二次風旋流葉片225位於燃燒器22出口處，設置在所屬風機通道末端，使經過該旋流葉片的煤粉氣流、助燃風呈旋流狀態進入鍋爐燃燒，有助於燃燒效率的提高。三次風機通道226不含旋流葉片，採用直流設計起到包裹火焰、防止局部高溫、拉長推升火焰、的目的，有助於鍋爐爐膛溫度分布調整。一次風葉片調節裝置227通過對一次風旋流葉片223角度調節(調節範圍45°--90°)，來改變煤粉氣流通過葉片時的阻力，達到改變爐膛火焰中心高度來調控爐膛內溫度分布的目的。
對應的較佳實施例如圖5所示，多級配風設備23由二次風機231、二次風機混風裝置232、三次風機233、三次風機混風裝置234、四次風機235、四次風機混風裝置236、四次風四角切圓通道237、五次風機238、五次風機混風裝置239、五次風四角排管240及相應管道儀表閥門組成。二次風機231、三次風機233連接低氮燃燒器22，四次風機235引用空氣預熱器3出口熱風及低氧回流風送入爐膛中上部四次風四角切圓通道237，採用四角切圓布置補充爐膛中上部氧量，使爐膛中下部未燃盡煤粉在此區域完全燃燒，保證鍋爐燃燒效率實現分級燃燒，本領域的技術人員可以根據爐膛的大小，設置多層旋流，也即四次風機235的出口分成多路，每路均連接四次風四角切圓通道237，四次風四角切圓通道237布設在爐膛的不同高度，形成多層旋流，以實現煤粉的充分燃燒。五次風機238連接爐膛底部五次風四角排管240，五次風機238採用全回流風結合少量空氣切角送風設計，能夠有效抑制氮氧化物產生，同時防止爐膛底部積灰。本系統投入成本低設備佔地面積小、低氮效果好。圖5實例中一次風機157採用羅茨風機時未配置一次風混風裝置，圖10實例中一次風機157採用離心風機時配置一次風混風裝置241，一次風機混風裝置241的進口將外界空氣與低氧回流風吸入，在使用低壓高風量一次風機時，混風裝置能夠降低煤粉氣流初始含氧量達到低氧燃燒的目的，同時回流風溫度約100-130℃，能夠起到煤粉預熱作用，達到降低排煙熱損失提高鍋爐熱效率的目的。
二次風機混風裝置232、三次風機混風裝置234、四次風機混風裝置236、五次風機混風裝置239，根據爐膛溫度、鍋爐出口氧含量數值、鍋爐系統尾部排放在線檢測氮氧化物數值，來調整回流風與空氣配比。因一次風機157為送粉風機，一次風機輸送的一次風與煤粉混合形成煤粉氣流進入爐膛，一次風氧含量高低影響煤粉進入爐膛後初始燃燒狀態，因此一次風機混風裝置241根據爐膛火焰燃燒強度、爐膛溫度來調整回流風與空氣配比。當爐膛火焰強度高，爐膛底部溫度高時，可適當加大一次風機混風裝置241內回流風比例，如出現爐膛底部脫火、火焰波動、爐膛底部溫度快速下降時需及時調整一次風機混風裝置241內回流風比例。
當爐膛底部溫度高時，加大五次風機238風量，同時降低五次風機混風裝置239入口空氣量，通過控制爐底氧含量來達到減弱燃燒降低爐底溫度的目的；當爐膛底部溫度高而爐膛中上部溫度相對較低，爐膛溫度場分布不均時，加大三次風機233風量，同時加大三次風機混風裝置234入口回流風風量，通過控制三次風機233強度來包裹推升火焰，達到拉長火焰降低爐膛底部溫度，提高爐膛中上部溫度的目的；當鍋爐高負荷運行，煤粉在爐膛中下部無法完全燃燒時，加大四次風機235風量，同時降低四次風機混風裝置236入口回流風風量，四次風機235將混合風送入爐膛中上部的四角切圓通道237，在爐膛內形成切圓旋流風，四次風機235補充爐膛中上部氧量，使爐膛中下部未燃盡煤粉在此區域完全燃燒，保證鍋爐燃燒效率實現分級燃燒。當鍋爐系統尾部排放在線檢測設備檢測到氮氧化物排放數值高時，可適當加大二次風機混風裝置232、三次風機混風裝置234、四次風機混風裝置236、五次風機混風裝置239回流風與空氣配比，達到煙氣回流低氮燃燒目的。
所述回流風(即低氧回流風)從引風機6出口經低氧回流裝置202引入各風機進口混風裝置，回流風為鍋爐燃燒後產生煙氣，具有氧含量低溫度高等特點，回流風含氧量5％-9％，溫度100℃-130℃，主要用於直接調節煤粉周邊的氧含量，可對燃燒狀態進行微調，能夠提高燃燒器對不同品質煤粉的適應性，同時也利用了尾部餘熱達到減排節能目的。
所述燃燒鍋爐2設計能夠很好地控制結焦的產生，燃燒時，一級送粉通過一次送粉風送入底置式雙燃燒器22，一次風機157採用高風壓低風量羅茨風機或低風壓高風量離心風機，風壓、風量可根據變頻進行調節能夠有效控制送粉高度，以控制爐膛火焰中心高度來調控爐膛內溫度分布，達到低溫分級燃燒目的，同時一次風旋流葉片223可調節角度調節範圍控制在45°-90°，通過調節一次風旋流葉片223角度改變送粉阻力來控制送粉高度，進一步提高了火焰的著火高度，提高了火焰中心的高度，也遠離了澆注材料的蓄熱區，並且也讓鍋爐本體21內的水冷壁管充分吸熱，降低了爐底的溫度。火焰在高溫區燃燒時，及時加入大量的三次風機233風量，三次風機233採用直流設計，位於燃燒器外圍環形通道起到包裹推升旋流火焰作用，燃燒中通過變頻調節三次風機233風量風壓大小來控制火焰長度，達到調控爐膛內溫度場分布的目的，同時三次風機233引用低氧回流風與空氣配比後的混合風來控制燃燒過程中氮氧化合物的生成，達到低氮產生的原理。粉煤灰的熔點為1180℃，本案利用雙燃燒器雙爐膛底置具有燃燒器出口煙氣旋轉方向相反，煙氣混合均勻，爐膛橫向和縱向的溫度場更均衡，受熱面傳熱效果好，火焰射程長的優點，通過所述降低爐底溫度和爐膛高溫區溫度，就有效地控制了結焦的產生，降低了氮氧化物的排放，氮氧化物濃度小於150mg/m3。同時雙燃燒器設置於左右不同爐膛，相互幹擾性較低，在運行中可實現單燃燒器低負荷運行，熱水鍋爐採用強制循環也為雙燃燒器雙爐膛底置式熱水爐在特殊情況下單燃燒器運行提供可能的條件。
燃燒鍋爐2採用雙燃燒器雙爐膛底置式方式，並通過上述一系列技術降低爐底溫度和爐膛高溫區溫度，不僅解決爐膛結焦、氮氧化物生產量大問題，使底置式雙燃燒器在鍋爐內得以實施，燃燒器出口煙氣旋轉方向相反，煙氣混合均勻，爐膛橫向和縱向的溫度場更均衡，受熱面傳熱效果好，更關鍵是實現火焰溫度可控，降低火焰溫度，拉長燃燒火束，提高爐膛的燃燒效率(鍋爐熱效率可達88％-92％)，還為提純粉煤灰提供了有利條件，通過控制爐膛火焰高溫溫度在1300℃-1500℃高溫下，較佳地控制在1400℃左右，該溫度為燃粉內粘土質礦物質的熔融溫度值，該粘土質礦物質熔融後，在表面張力作用下形成液滴，液滴在高速運動中攪動碰撞(融化微粒粘結性強)吸附擴徑形成大顆粒。另外，雙燃燒器底置方式其與現有常用布置方式相比，即簡化了煤粉輸送系統，大幅度降低了送粉高度，優化了煤粉輸送的動力，節省了能耗，解決了煤粉輸送管金屬耐磨彎頭易磨損的問題，降低了安裝和使用的成本，又克服了單燃燒器鍋爐大容量無法滿足鍋爐出力及低負荷燃燒問題；底置燃燒器也節省了鍋爐房的空間，方便了燃燒器的調整和維修。
所述空氣預熱器3連接在燃燒鍋爐2後端，用於對燃燒鍋爐2排出的煙氣進行急速冷卻，從而使在燃燒鍋爐2內熔融形成的大顆粒降溫冷卻為玻璃微珠。所述除塵器機構4連接在空氣預熱器3後端，用於對冷卻後煙氣進行旋風除塵，除塵效率可達99.6％以上，同時用於將送入的混有粉灰(主要為CaO)的煙氣進行煙塵分離。
粉煤灰製漿裝置5包括螺旋輸送機44、管式螺旋45、製漿罐51、輸漿泵52、第一備用系統301以及第二備用系統302，所述除塵器機構4的出口與螺旋輸送機44的進口連通，螺旋輸送機44的出口與管式螺旋45的進口和製漿罐51的進口均連通，輸漿泵52的進口與製漿罐51的出口連通，輸漿泵52的出口與所述濃淡分離裝置9的進口連通，第一備用系統301和第二備用系統302均與輸漿泵的出口連通。管式螺旋45連接散裝罐車，將除塵器機構4內粉煤灰輸送至罐車，作為粉煤灰幹法處理備用系統；第一備用系統301為循環罐72的備用系統，第二備用系統為真空陶瓷脫水機101的備用系統。
所述除塵器機構4，如圖6所示，包括密閉機殼41和設在該機殼41內呈上下設置的高效布袋除塵器42以及儲灰倉43，該密閉機殼41上開設有進煙口(圖中未示出)和出煙口(圖中未示出)，該進煙口設於密閉機殼41上對應高效布袋除塵器42與儲灰倉43之間的位置處，所述出煙口設於密閉機殼41上對應高效布袋除塵器42上方的位置處。密閉機殼41的出煙口經由一引風機6連接至脫硫塔8的塔煙口，所述儲灰倉43的下料口經由螺旋輸送機44連接製漿罐51的入灰口及管式螺旋45，管式螺旋45將幹灰輸送至散裝罐車後外運，可用於工業制磚。
布袋除塵器機構4工作時，煙氣由密閉機殼41的進煙口通入，由高效布袋除塵器42捕捉煙氣內混含的煤灰，該煤灰由下方的儲灰倉43收集，被收集的煤灰在重力作用下落入螺旋輸送機構44內，由螺旋輸送機構44螺旋推進煤灰至製漿罐51，粉煤灰經攪拌器攪拌均勻，濃度達到要求後由輸漿泵52輸送至濃密機91進行漿液分離使用。輸漿泵52出口設置輸送至真空陶瓷脫水機101的第二備用系統302，將粉煤灰漿液直接輸送至真空陶瓷脫水機101進行乾燥脫水處理，利用脫水後的鹼性澄清液進行脫硫，同時輸漿泵52出口設置輸送至循環罐72的第一備用系統301，當濃密機裝置91故障時粉煤灰直接輸送至循環罐72進行脫硫。
所述高效布袋除塵器42和儲灰倉43整合為一體化，即將灰倉與收塵器組合，既能除塵又能儲灰，不僅密閉性強，而且保證收集效率達99.6％以上，清運灰的頻率也可以降低。
所述布袋除塵器42收集的粉灰作為製備脫硫劑的一種原材料加入製漿罐51，與製漿罐51內的工業廢液和回收廢水在分散劑和穩定劑等化學藥物融合作用下，經機械攪拌通過物理活化和化學活化(比如紅外照射)方法對其進行活化改性，提高粉灰CaO或Ca(OH)2的激發，最終反應合成高效鈣基脫硫劑漿液(主要成分CaO粉灰)由輸漿泵52輸送至濃密機裝置91進行沉澱分離。
循環脫硫裝置7包括脫硫循環泵71、循環罐72、排渣泵73及漿液管路閥門等；所述循環罐72包括攪拌器、液位裝置、濃度測量裝置，循環罐72進口漿液為濃密機裝置91上層溢流澄清液；所述循環泵71進口連接所述循環罐72，出口連接所述脫硫塔8，將循環罐72內粉煤灰脫硫劑輸送至脫硫塔8內進行循環脫硫，脫硫過後粉煤灰漿液溢流至循環罐72內，經脫硫循環泵71再次輸送至脫硫塔8進行循環脫硫使用。所述排渣泵73進口連接所述循環罐72，出口連接所述濃密機裝置91，當循環罐內漿液PH濃度下降時，由所述排渣泵73輸送至所述濃密機裝置91進行再循環溶解，達到循環重複使用，提高漿液利用效率，同時所述排渣泵73出口設有輸送至脫水機4的第三備用系統303，保證濃密機裝置21故障時循環罐72內漿液能夠正常脫水處理。經脫硫塔8處理過後的潔淨煙氣由煙囪837高位排空。
脫硫循環泵71的出漿口藉由脫硫劑噴管連接至所述脫硫塔8的脫硫劑噴口上，將高效鈣基脫硫劑漿液直接作為煙氣的脫硫劑噴入脫硫塔，與送入脫硫塔內的含有SO2的煙氣在氣動颶風渦旋作用下，充分接觸混合反應生產CaSO3,實現煙氣脫硫作用。生產的CaSO3最後進入脫硫系統的中間池，通過加氧反應，生成二水石膏。經脫硫塔8處理過後的潔淨煙氣由煙囪837高位排空。
上述脫硫塔8包括氣動乳化脫硫塔836和煙囪837，用於對布袋除塵器機構4輸送來的煙氣進行脫硫操作，所處理的煙氣量變化情況會直接影響脫硫塔8對煙氣的脫硫效果，故而使脫硫塔8在煙氣量變化較大情況下仍能保證理想的脫硫效果至關重要。針對該問題，本案提供了脫硫塔8的一較佳實施例，如圖7所示，脫硫塔8為一種雙層變徑旋流脫硫塔，包括有塔體81，該塔體81主要由從下至上連接的分氣室811、中和反應室812、液氣分離室813組成，塔體81的結構和工作原理與現有脫硫塔相類似，這裡不再詳細累述。脫硫塔8還包括變徑旋流系統82，該變徑旋流系統82包括上颶風旋流器821、液壓調徑器822、光圈式調節閥823、下颶風旋流器824、煙氣量傳感器(圖中未示出)和總控機構(圖中未示出)。該上颶風旋流器821、液壓調徑器822、光圈式調節閥823、下颶風旋流器824由上至下依次設置在中和反應室812內，其中液壓調徑器822具體為液壓卡夫節調徑器，其同軸套置在中和反應室812內。所述光圈式調節閥823的下埠與下颶風旋流器824固定連設，上埠伸入液壓調徑器822內，二者間進行聯動可調連接，即光圈式調節閥823的上埠的口徑隨液壓調徑器822調徑變化而聯動變化。
所述煙氣量傳感器用於檢測處理煙氣的煙氣量情況，煙氣量傳感器通過數據線電連接至總控機構的數據輸入端，由此將檢測得的數據通過數據線傳送給總控機構進行分析處理。所述總控機構的信號輸出端通過控制總線與液壓調徑器822及下颶風旋流器824分別進行電連接，下颶風旋流器824具有角度可調的旋流葉片，總控機構對檢測的煙氣量進行分析處理後，發出控制指令給液壓調徑器822及下颶風旋流器824，以此實現液壓調徑器822的調徑作用，以及下颶風旋流器824的旋轉葉片的角度變化。
脫硫塔工作時，未處理煙氣首先由塔體81的分氣室811通入，對未處理煙氣進行均勻引導後進入中和反應室812內，煙氣首先由下颶風旋流器824通入，經由光圈式調節閥823再通入液壓調徑器822，脫硫劑從中和反應室812上端的脫硫劑噴管噴入，經由上颶風旋流器821作用後，進入液壓調徑器822內與待處理煙氣進行霧化中和反應，反應後的帶水煙氣進入液氣分離室813進行氣液分離並進一步脫硫，最終將處理後煙氣排向大氣。
變徑旋流系統82採用變頻自控原理，工作時通過改變下颶風旋流器824的旋流葉片的角度，使其適應煙氣量的變化，從而使煙氣旋流成理想的旋流氣體，即保證旋流煙氣具有較好脫硫效果的作用力，之後該旋流煙氣進入液壓調徑器822內，通過液壓調徑器822改變中和反應空間的直徑，自動調節平衡反應空間，從而保證旋流煙氣具有理想且穩定的徑向速度，該穩定的徑向速度保證了有理想的平衡反應時間，最終能達到理想的脫硫效果。煙氣通過本案脫硫塔淨化，煙塵排放濃度小於20mg/m3，脫硫率達97％以上，二氧化硫濃度小於50mg/m3。
再有，所述脫硫塔8使用過程中很容易出現積垢，積垢也是影響脫硫塔8正常工作及脫硫效果的一重要因素，針對脫硫塔8的結垢問題，本案給出了一較佳實施例，如圖8-9所示，脫硫塔8還設有防垢系統83，該防垢系統83主要由磁釉塗料層831、引流滴水線槽832、汽動吹垢器833及振動電機834四大機構組成，它們集成組合在脫硫塔8上，脫硫塔8的塔身具有從上至下依次連接的上柱型塔段815、錐型塔段814及下柱型塔段816，所述錐型塔段13呈從上至下逐漸縮頸。給出的實施例中脫硫塔8為雙層結構，所述錐型塔段814、上柱型塔段815及下柱型塔段816上下各形成有一組，所述錐型塔段814的內側壁也稱內陽面，其中特別是脫硫塔8上層位置的內陽面是脫硫塔8容易積垢的位置，而且該內陽面也是造成下柱型塔段816內壁積垢的一主要因素。
所述防垢系統的組合集成分布如下：所述磁釉塗料層831附著在錐型塔段814的內陽面上，所述引流滴水線槽832連接在錐型塔段814下端部的內側邊緣處，並且該引流滴水線槽832的自由端往內且斜向下延伸至下柱型塔段816，較佳地該引流滴水線槽832的傾斜角度與錐型塔段814內陽面的傾斜角度相同，引流滴水線槽832根據需要可以設有若干個，或者順延內陽面的下邊沿整體布置。所述汽動吹垢器833和振動電機834均設置在上柱型塔段815的側壁上，振動電機834的振動頻率控制在與垢體的固有頻率相近或者相同，汽動吹垢器833和振動電機834的個數根據需要可以設有多個並且均勻分布設置。
防垢系統進一步還包括供清洗水輸入的清洗噴頭25，該清洗噴頭25設在上柱型塔段815上且位於汽動吹垢器833上方。圖8中脫硫塔8上層位置設有一整套的所述防垢系統，而下層位置，由於結垢相對較少，可以不必設一整套的防垢系統，如圖中只設引流滴水線槽832及振動電機834。
本發明防垢系統是在生產運行中防垢並除垢，首先因為有磁釉塗料層831的基礎防護，使易結垢的內陽面具有耐磨、不易掛灰、易清洗、分離度高等優點，塔內產生的組織下水(例如脫硫中和液)順著內陽面下流，藉由引流滴水線槽832的引流作用，所述組織下水順流懸空而下，從而避免了傳統技術中組織下水直接沿下柱型塔段816內壁下流而產生塔內附壁垢。針對塔內的粉塵粒子，藉由汽動吹垢器833的能量作用，使空氣分子與粉塵粒子產生振蕩破壞，阻止粉塵粒子在受熱面表面沉積，同時也阻止粒子之間結合，使之處於懸浮狀態，以便使煙氣將其帶走或靠自身重力沉降，達到清灰的目的。當然不可避免還是會在塔內壁上集結少量垢體，此時藉由振動電機834與垢體固有頻率同頻率的振動作用，使垢體從附壁上分離。清洗噴頭835可以適時適當地往塔內噴射清水，使垢體在結垢前或再次結垢前被衝刷掉。
在本發明中，脫硫劑為粉煤灰溶液，主要成分為活性氧化鈣及其他氧化物，鈣基脫硫劑是現實中非常容易取得的是較經濟的脫硫劑。
脫硫塔頂部裝置旋流板脫水器，含水煙氣經該設備處理後95％水分回收利用；由於乳化液中液粒的比表面積比水膜除塵、噴淋除塵等方法大數倍至數十倍，因此，單位液量補集和吸收的有害物質的效率將顯著增大，脫硫反應速度快、效率高、吸收液利用率高。
所述的濃淡分離裝置9包括濃密機裝置91、混流筒92、耙機94、填料93、渣漿泵96、自循環管路系統95及漿液管路閥門等；所述的混流筒92、耙機94、填料93設置在濃密機裝置91內，混流筒92、填料94、耙機93、渣漿泵96從上至下依次連接；所述濃密機裝置91為粉煤灰漿液濃淡分離裝置，進口連接混流筒92，上層濃度較低的澄清漿液送入循環罐72進行脫硫，下層濃度高漿液經所述渣漿泵96送入真空陶瓷脫水機101進行脫水；所述耙機94為濃密機裝置91內部攪拌裝置；所述填料93為高分子斜板填料，為濃密機裝置91內部濃淡漿液導流裝置。渣漿泵96進口連接濃密機裝置91底部，出口連接脫水裝置10，同時所述渣漿泵96出口設有備用自循環管路系統95，在脫水機10故障時可進行內部自循環，防止底部漿液沉積堵塞，保證脫硫漿液濃度達到使用需求。
濃密機裝置91為高效深錐濃密機，其上部圓筒形、下部圓錐形的機體。漿液進入圓筒形上部混流筒92。漿液中的大部分水在濃密機圓筒部分的澄清區內流向周邊溢出，小部分在絮團沉降區內形成小渦流。在機體的圓錐部分即壓縮區內，沉澱物在重力作用下進行壓縮，由底流口渣漿泵96抽出。深錐濃縮機錐體較濃，沉澱物存錐體底部承受大的重力壓縮作用，使底流的固體含量很高。所述濃密機裝置91為濃淡分離裝置，採用高效深錐沉澱方式，同時內置高分子斜板填料，保證上清液濃度＜0.5％，底流濃度＞30％，滿足脫硫使用的同時降低脫水能耗。濃密機裝置91的上部清液溢流至循環罐72內進行循環脫硫使用，下層濃度高漿液經所述渣漿泵92送入真空陶瓷脫水機101進行脫水。
粉煤灰漿液由混流筒92進入濃密機裝置91內部後，經填料層93進行分離，上部澄清液溢流至循環罐72進行脫硫，下層濃度高漿液經耙機94攪拌鬆動後由渣漿泵96送入真空陶瓷脫水機101進行脫水。渣漿泵96出口設有備用自循環管路系統95，將濃密機裝置21底部漿液重新輸送至混流筒92，進行內部循環。
脫水裝置10包括真空陶瓷脫水機101和濾液水箱102。真空陶瓷脫水機101工作基於毛細微孔的作用原理，採用微孔陶瓷作為過濾介質，利用微孔陶瓷大量狹小具有毛細作用原理設計的固液分離設備，在負壓工作狀態下的盤式過濾機，利用微孔陶瓷過濾板其獨特通水不透氣的特性，抽取陶瓷過濾板內腔真空產生與外部的壓差，使料槽內懸浮的物料在負壓的作用下吸附在陶瓷過濾板上，固體物料因不能通過微孔陶瓷過濾板被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差的作用下外排至濾液水箱102進行循環利用，從而達到固液分離的目的，脫硫後粉煤灰固體物料集中外運，可用做水泥添加劑、工業制磚等。濾液水箱102為漿液脫水後所析出的澄清鹼性液體容器，脫水後澄清液由所述濾液水箱102溢流回所述製漿罐51，作為粉煤灰漿液初始製備時的工藝水使用。
再參照圖10，作為本發明的第二種優選方式，本發明還提出一種煤粉工業鍋爐煙氣除塵脫硫脫硝系統，第二種優選方式與第一種優選方式的差別在於：在第二種實施方式中，煤粉工業鍋爐煙氣除塵脫硫脫硝系統中，燃燒鍋爐2中，即可以使用單燃燒器器，也可以使用雙燃燒器。煤粉工業鍋爐煙氣除塵脫硫脫硝系統還包括煙氣脫硝裝置，煙氣脫硝裝置包括選擇性催化還原脫硝裝置201和低氧回流裝置202，選擇性催化還原脫硝裝置201的進口與低氮燃燒器裝置的出口連通(具體與鍋爐本體的出口連通)，選擇性催化還原脫硝裝置201的出口與除塵器機構4的進口連通，低氧回流裝置202的出口與配風系統(即多重配風系統)的進口連通，低氧回流裝置202的進口與引風機6連通，具體地，低氧回流裝置的出口與一次風機混風裝置241、二次風機混風裝置232、三次風機混風裝置234、四次風機混風裝置236、五次風機混風裝置239的進口連通。在第二種優選方式中，除塵器機構包括旋風除塵器46和布袋除塵器42，旋風除塵器46的進口與所述空氣預熱器3的出口連通，布帶除塵器42的進口與旋風除塵器46的出口連通，旋風除塵器46和布袋除塵器42的出口均與所述粉煤灰製漿裝置5的進口連通。
綜上，本燃煤系統通過一系列的技術創新及改造，達到了鍋爐熱效率極高，粉塵收集密閉性好且收集效率優異，脫硫塔的脫硫效率極佳且防垢、除垢性能優異，確保了高效的脫硫處理及節省勞力等等；最終使本發明系統煙氣的排放指標遠低於國家規定排放濃度，達到高效節能、減排及環保的有益效果，同時本發明首次使用雙燃燒器雙爐膛底置式熱水爐結構，屬於國內首創。
上述實施例和圖式並非限定本發明的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利範疇。