專(zhuān)利名稱(chēng)：防止鍋爐熱交換表面腐蝕的方法以及添加材料的供應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如所附權(quán)利要求1前序部分所述的用于防止鍋 爐的熱交換表面上的腐蝕的方法。本發(fā)明還涉及一種如所附權(quán)利要 求11的前序部分所述的用于添加材料的供應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
許多合成物形成在蒸氣鍋爐中，合成物有害于鍋爐的熱交換表面 的材料和/或在與廢氣一起進(jìn)入環(huán)境時(shí)。特別是在燃燒生物燃料和垃圾 燃料時(shí)，檢測(cè)到鍋爐熱交換表面的腐蝕，特別是過(guò)熱管的腐蝕。另外， 已經(jīng)檢測(cè)到燃燒中形成的灰塵沉積在熱交換表面上，減小了熱交換。
所述生物燃料包括天然的植物材料，例如木屑、樹(shù)皮、農(nóng)業(yè)生物 質(zhì)、鋸屑、黑液和類(lèi)似物。垃圾燃料包括例如分揀的家庭垃圾、工業(yè) 垃圾以及來(lái)自于商業(yè)的垃圾以及拆卸木材。
這些燃料包括大量的氯。與從燃料釋放的鈉和鉀一起，它們?cè)趶U 氣中形成氣態(tài)堿性氯化物，氣態(tài)堿性氯化物在熱交換表面上、特別是
在過(guò)熱器表面上凝結(jié)并沉積。特別在熱交換表面的表面溫度低于6S0
匸時(shí)出現(xiàn)沉積和凝結(jié)。在熱交換表面的表面溫度高于"ox:時(shí)，堿性氯 化物造成氯腐蝕。
在廢氣冷卻時(shí)，蒸發(fā)的堿性氯化物經(jīng)由成核作用形成大量細(xì)小顆 粒，其直徑低于i陶。這種尺寸的顆粒幾乎不能通過(guò)通常用于清潔廢氣 的傳統(tǒng)靜電沉淀器分離。因此，它們直接進(jìn)入室外空氣，造成問(wèn)題。 細(xì)小顆粒公知的是例如有害于健康。
另外，已經(jīng)注意到由堿性氯化物形成的細(xì)小顆粒通過(guò)燃燒生物燃
料形成的灰塵承載到DeNOX催化劑。注意到它們加速催化劑的減活化 以及中毒。已經(jīng)檢測(cè)到細(xì)小顆粒尤其阻擋了催化劑的孔口結(jié)構(gòu)。
將不同的添加材料供應(yīng)到熔爐已經(jīng)用來(lái)消除氯化物造成的問(wèn)題。 專(zhuān)利FI 117631 (對(duì)應(yīng)于WO公開(kāi)文本2006/134227 )披露了將含硫酸 鹽的液體合成物噴射到蒸氣鍋爐的過(guò)熱器區(qū)域，合成物與鍋爐中形成 堿性氯化物相結(jié)合。在專(zhuān)利EP 1354167中，液體硫酸鹽合成物或硫酸 在過(guò)熱器之前被供應(yīng)到廢氣。為了供應(yīng)硫酸鹽合成物(即添加材料)，至少一個(gè)管道安裝在熔爐的側(cè)壁之間，其中管道開(kāi)口配置用來(lái)將添加 材料從管道供應(yīng)到廢氣。
同樣公知的是通過(guò)將不同添加材料供應(yīng)到器熔爐內(nèi)來(lái)減小不同類(lèi) 型的鍋爐的氧化氮釋放，減小廢氣中燃燒形成的氧化氮的數(shù)量。這種
類(lèi)型的解決方法例如在專(zhuān)利US 5820838披露，其中減小氧化氮的例如 氨或尿素的添加材料噴射到發(fā)泡流化床鍋爐的熔爐中。為了噴射添加 材料，冷卻管道面板表面安裝在熔爐內(nèi)，包括用于添加材料的分開(kāi)的 添加材料通道。將添加材料噴射到熔爐內(nèi)經(jīng)由布置在添加材料通道的 壁內(nèi)配置的開(kāi)口進(jìn)行。管道面板表面是在廢氣流的方向上垂直配置的 所謂的奧米伽面板或所謂的翼墻面板。奧米伽面板包括相互疊置的管 道，其中截面主要是方形或矩形。面板的各個(gè)側(cè)部因此是平面。奧米 伽面板連接在相對(duì)熔爐壁之間，使其延伸經(jīng)過(guò)熔爐。翼墻面板連接在 熔爐壁和/或頂板上，使得形成面板的管道主要平行于熔爐的壁。
所述的用于添加材料的供應(yīng)方法和裝置不提供如何在廢氣通道上 的鍋爐的整個(gè)截面區(qū)域上以及在鍋爐和/或廢氣通道內(nèi)的準(zhǔn)確所需點(diǎn) 以及正確溫度區(qū)域內(nèi)均勻供應(yīng)添加材料。重要的是設(shè)置添加材料的供 應(yīng)點(diǎn)，使得添加材料和熔爐中形成的有害材料具有足夠的時(shí)間來(lái)相互 反應(yīng)，并且形成不有害于鍋爐材料或環(huán)境的反應(yīng)產(chǎn)品。
另外，所述翼墻面板的問(wèn)題在于它們的結(jié)構(gòu)薄弱。特別是其橫向 結(jié)構(gòu)薄弱，并且它們?nèi)菀自谌蹱t狀態(tài)下失去其形狀。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種用于將添加材料供應(yīng)到鍋爐的廢 氣內(nèi)的方法和設(shè)備，避免所述的問(wèn)題，并且由此添加材料可以在添加 材料的整個(gè)供應(yīng)平面上均勻供應(yīng)。
為了獲得此目的，本發(fā)明的方法主要特征在于獨(dú)立權(quán)利要求1的 特征部分提出的內(nèi)容。
繼而本發(fā)明的用于添加材料的供應(yīng)裝置的主要特征在于權(quán)利要求 11的特征部分提出的內(nèi)容。
其它的從屬權(quán)利要求將提出本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明基于如下的思想，即為了防止腐蝕，添加材料通過(guò)用于添 加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置供應(yīng)到鍋爐的廢氣。用于添加材料的供應(yīng) 裝置是通過(guò)其結(jié)構(gòu)的冷卻梁，冷卻梁通過(guò)翅片將用于制造熱表面的傳統(tǒng)管道相互連接來(lái)制造，使其形成箱體結(jié)構(gòu)。熱交換介質(zhì)在形成梁的 管道內(nèi)流動(dòng)，在其流過(guò)梁的至少三個(gè)側(cè)部時(shí)，介質(zhì)冷卻梁本身以及廢 氣。管道連接在鍋爐的熱交換介質(zhì)循環(huán)上。梁還可連接成使其形成本 身的熱交換介質(zhì)循環(huán)。
至少一個(gè)供應(yīng)裝置(即梁)在熔爐或廢氣通道的相對(duì)壁之間在被 保護(hù)而不腐蝕的熱交換器表面(例如過(guò)熱器)之前在廢氣的流動(dòng)方向 上安裝在鍋爐內(nèi)或者廢氣通道內(nèi)。梁的端部延伸到熔爐或廢氣通道壁 外部，其中梁的端部通過(guò)端板閉合，因此形成閉合的箱體結(jié)構(gòu)，添加 材料供應(yīng)到箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)，添加材料供應(yīng)到廢氣中經(jīng)由配置在梁內(nèi)的噴 嘴或開(kāi)口進(jìn)行。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，供應(yīng)到熔爐的添加材料是氣態(tài)的。這種類(lèi) 型的添加材料經(jīng)由形成在梁一端處的導(dǎo)管供應(yīng)到梁內(nèi)部。因此，梁填 充氣態(tài)的添加材料，添加材料通過(guò)配置在梁內(nèi)噴嘴或開(kāi)口供應(yīng)到廢氣 內(nèi)。
按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，供應(yīng)到熔爐內(nèi)的添加材料是液體。供 應(yīng)管道配置在梁內(nèi)，管道連接在配置在梁內(nèi)的噴嘴上，添加材料經(jīng)由 噴嘴供應(yīng)。添加材料還可以是細(xì)小顆粒的粉末材料，該材料通過(guò)供應(yīng) 管道供應(yīng)到廢氣。在供應(yīng)液體和粉末添加材料的過(guò)程中，使用承載空 氣，通過(guò)空氣供應(yīng)添加材料。還可以將供應(yīng)管線(xiàn)安裝在用于一個(gè)以上 的添加材料的梁內(nèi)。
多個(gè)梁平行安裝在鍋爐或廢氣通道的相同平面上，使得從中供應(yīng) 的添加材料的保護(hù)作用盡可能覆蓋熔爐或廢氣通道的整個(gè)截面區(qū)域。 通過(guò)梁，可以在#1保護(hù)的熱交換表面之前調(diào)節(jié)廢氣溫度，并且由此#皮 安裝的梁的數(shù)量取決于所需溫度。但是梁的數(shù)量設(shè)置成使得廢氣可在
其中流動(dòng)。平行梁相互之間的距離至少是大約0. 5米。
在被保護(hù)的熱交換表面定位在鍋爐的熔爐內(nèi)時(shí)，梁可放置成從熔 爐的前壁延伸到后壁，或者從側(cè)壁延伸到另一側(cè)壁。還可以將一個(gè)或 多個(gè)彎曲梁放置在某些壁上，使其兩端放置在相同壁上。梁的放置取 決于從梁供應(yīng)的添加材料以及該材料與廢氣中的有害材料反應(yīng)所需的 時(shí)間。另外，梁的放置高度受到廢氣在達(dá)到被保護(hù)熱交換表面(例如 過(guò)熱器)時(shí)的所需溫度的影響。
梁還可安裝在廢氣通道內(nèi)。接著它們放置在廢氣通道的相對(duì)壁之間。 一個(gè)或多個(gè)彎曲梁還可放置在廢氣通道的某些壁上。唯一的前提 是梁在廢氣的流動(dòng)方向上放置在熱交換表面之前。
經(jīng)由梁，可以供應(yīng)不同的添加材料，在與廢氣內(nèi)的材料反應(yīng)時(shí)， 減小有害于鍋爐的熱表面的材料或環(huán)境的合成物。在熔爐的熱表面腐
蝕需要減小時(shí)，被供應(yīng)的添加材料是鐵(111)硫酸鹽(Fe2(S04)3)和 /或鋁(111 )硫酸鹽(A12(S04)3)。這些合成物通過(guò)溫度的作用分解成 與堿性氯化物的堿性反應(yīng)并形成堿性硫酸鹽并從腐蝕的觀點(diǎn)來(lái)看不太 顯著有害的鐵或鋁氧化物和三氧化硫。通常鐵硫酸鹽或鋁硫酸鹽以例 如小液滴的液體的形式供應(yīng)到廢氣中，其中廢氣的溫度是650-1000匸， 最好是750-950。C。
在用來(lái)防止氯化物腐蝕時(shí)，平行配置的所述梁或多個(gè)梁的表面溫 度通過(guò)在管道內(nèi)流動(dòng)的熱交換介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)，使得管道的表面溫度低于 大約4501C。這確保梁不是氯腐蝕的目標(biāo)。另外，從梁供應(yīng)的硫酸鹽至 少部分與廢氣承載的堿性氯化物反應(yīng)。換言之，廢氣中的堿性氯化物 量可以在其達(dá)到被保護(hù)而不腐蝕的熱交換表面之前減小。
另外，由于疏酸鹽供應(yīng)以及梁的溫度調(diào)節(jié)，更加低成本的過(guò)熱器 材料可用于過(guò)熱器。這提供了材料成本的大幅節(jié)省。
在使得硫酸鹽在廢氣上均勻分布時(shí)，整個(gè)過(guò)熱器區(qū)域可被保護(hù)而 沒(méi)有堿性氯化物的有害影響。硫酸鹽與堿性氯化物的反應(yīng)還減小了沿 著廢氣移動(dòng)的堿性氯化物細(xì)小顆粒的數(shù)量。在堿性氯化物和疏酸鹽之 間的反應(yīng)中形成的堿性硫酸鹽的尺寸略微大于堿性氯化物的尺寸。
通過(guò)本發(fā)明，還可以減小鍋爐的二氧化碳的釋放。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于，通過(guò)本發(fā)明，可以確保添加材料和熱廢氣 充分混合，由于噴嘴或供應(yīng)開(kāi)口可容易地放置，使得來(lái)自于它們的射 流可深入地進(jìn)入熔爐，因此大致覆蓋熔爐的整個(gè)截面區(qū)域。
本發(fā)明的另 一優(yōu)點(diǎn)在于在用于供應(yīng)添加材料的噴嘴或開(kāi)口結(jié)合到 梁內(nèi)時(shí)，形成用于添加材料的簡(jiǎn)單和耐用的供應(yīng)結(jié)構(gòu)。因此，在熔爐 中不需要浪費(fèi)空間和復(fù)雜的附加結(jié)構(gòu)，例如用于供應(yīng)添加材料的管道。 另外，梁被冷卻的事實(shí)防止添加材料在它供應(yīng)到廢氣之前在其傳送管 道中分解。梁被冷卻的事實(shí)還提供在過(guò)熱器區(qū)域中調(diào)節(jié)溫度的可能性。
另外，所述的箱體梁結(jié)構(gòu)具有牢固的結(jié)構(gòu)，并且在鍋爐情況下良 好地保持其形狀。


下面，將參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中 圖1以側(cè)視圖示意表示發(fā)泡流化床鍋爐，其中發(fā)泡流化床鍋爐配 置在用于添加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置處；
圖2以頂視圖示意表示圖1的鍋爐的熔爐的截面C-C;
圖3a以側(cè)視圖示意表示用于添加材料的供應(yīng)裝置；
圖3b示意表示圖3a所示的用于添加材料的供應(yīng)裝置的截面A-A;
圖3c表示圖3b的細(xì)節(jié)；
圖4a以側(cè)視圖示意表示供應(yīng)添加材料的另一供應(yīng)裝置；
圖4b示意表示圖4a所示的用于添加材料的供應(yīng)裝置的截面B-B;
圖4c表示圖4b的細(xì)節(jié)；
圖4d表示從熔爐側(cè)看到的適用于供應(yīng)添加材料的噴嘴；
圖5以側(cè)視圖示意表示循環(huán)流化床鍋爐，其中循環(huán)流化床鍋爐配 置在用于添加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置處；以及
圖6以側(cè)視圖示意表示回收鍋爐，其中回收鍋爐配置在用于添加 材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置。
具體實(shí)施例方式
在此說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)添加材料指的是在鍋爐中形成反 應(yīng)產(chǎn)品的材料，該產(chǎn)品防止腐蝕，并且該材料可以包括任何的一種材 料或多種材料或反應(yīng)物的混合物。添加材料可以氣態(tài)、液體或粉末材 料。術(shù)語(yǔ)被保護(hù)的熱交換表面指的是鍋爐的熔爐或廢氣通道內(nèi)的熱交 換表面，例如希望受到保護(hù)而不腐蝕的過(guò)熱器、蒸發(fā)器表面或經(jīng)濟(jì)器 表面。
圖1表示包括熔爐2的鍋爐1,在此實(shí)例中發(fā)泡流化床鍋爐。熔爐 的壁由水冷卻管道形成，管道通過(guò)翅片相互連接。熔爐的下部包括用 于供應(yīng)流化空腔的噴嘴3，即從空氣箱4到熔爐的一次空氣。通過(guò)流化 空氣的作用，熔爐中的流化床5被流化，即在熔爐2中進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)。 來(lái)自于燃料供應(yīng)裝置6的燃料、來(lái)自于二次空腔噴嘴7的二次空氣、 來(lái)自于三次空氣噴嘴8的三次空氣被供應(yīng)到熔爐中。所使用的燃料是 生物燃料和/或垃圾燃料。
熔爐的上部包括過(guò)熱器9，其任務(wù)是提供用于渦輪機(jī)(附圖未示出) 的過(guò)熱蒸氣。如附圖所示，形成熔爐壁的管道從后壁2b向內(nèi)彎曲，使得鼻部10朝著熔爐的前壁形成。鼻部10的目的在于以所需方式將廢 氣引導(dǎo)到過(guò)熱器9。
在熔爐內(nèi)形成的廢氣經(jīng)由與熔爐連接的廢氣通道11向前引導(dǎo)。熱 交換表面(即經(jīng)濟(jì)器)放置在廢氣通道內(nèi)，經(jīng)濟(jì)器出于簡(jiǎn)明目的在附 圖中未示出。
用于添加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置在廢氣流動(dòng)中配置在熔爐2的 上部?jī)?nèi)。有利的是在熔爐的相同高度處具有多個(gè)平行的用于添加材料 的供應(yīng)裝置。圖1表示用于添加材料的供應(yīng)裝置的兩個(gè)可選擇位置。 用于添加材料的供應(yīng)裝置12a和12b在過(guò)熱器之前在廢氣的方向上放 置在離開(kāi)被保護(hù)而不腐蝕的熱交換表面(即過(guò)熱器9)的一定距離內(nèi)。 用于添加材料的供應(yīng)裝置12a和12b在附圖的實(shí)施例中配置成從熔爐 的前壁2a延伸到熔爐的后壁2b，但是如果希望，它們還可安裝成從一 個(gè)側(cè)壁延伸到另一側(cè)壁。基本上用于添加材料的供應(yīng)裝置的放置使其 在過(guò)熱器之前放置在正確高度處。如果希望，它們還可放置在三次空 氣噴嘴8以及過(guò)熱器之間。另外，重要的是用于添加材料的供應(yīng)裝置 放置成使得添加材料具有足夠的時(shí)間與燃燒過(guò)程中形成的材料反應(yīng)。
用于添加材料的供應(yīng)裝置12b在廢氣的流動(dòng)方向上比用于添加材 料的供應(yīng)裝置12b更加靠近過(guò)熱器放置。用于添加材料的供應(yīng)裝置 安裝成從鼻部IO延伸到熔爐2的相對(duì)壁上，在這種情況下，用于添加 材料的供應(yīng)裝置的梁的橫跨長(zhǎng)度可以很小，并且使得結(jié)構(gòu)牢固。
圖2以頂視圖表示熔爐的截面C-C，表示用于添加材料的供應(yīng)裝置 (即熔爐2內(nèi)的梁12a)的位置。梁12a在熔爐2的直徑上以均勻距離 配置，使得從中供應(yīng)的添加材料在熔爐的整個(gè)截面區(qū)域上均勻分布。 如果希望，梁還可配置成使得從中配置的添加材料只覆蓋熔爐的截面 區(qū)域的一部分。用于將添加材料供應(yīng)到廢氣的噴嘴配置在梁12a內(nèi)。
通過(guò)噴嘴產(chǎn)生的添加材料射流通過(guò)線(xiàn)13示意表示。通常添加材料 射流在接觸廢氣時(shí)馬上分散，并且在實(shí)際使用情況下，添加材料的射 流不完全向前指向，如圖所示。為了繪圖目的，附圖只表示梁12a每 側(cè)上的一排水平噴嘴。噴嘴可相對(duì)于梁的長(zhǎng)度定位成一排，或者它們 可定位成多排。噴嘴還可在梁的長(zhǎng)度方向上相對(duì)定位，使其相互之間 的距離可以一致或可以變化。在梁的縱向上還可以有多排噴嘴，并且 它們還可定位成使得噴嘴在梁之上和之下供應(yīng)添加材料。因此，添加材料從梁周?chē)鶆蚬?yīng)到熔爐。還可以將噴嘴放置成使其在廢氣流動(dòng) 的方向上或與其相反只從梁之上和/或之下供應(yīng)添加材料。噴嘴的放置 主要在于從中供應(yīng)的添加材料的保護(hù)作用盡可能覆蓋整個(gè)廢氣流。在
此方面，注意到圖2的是目的只是表示梁12a在熔爐2內(nèi)的位置，并 且因此附圖的尺寸不與實(shí)際情況相對(duì)應(yīng)。
下面更加詳細(xì)地描述用于添加材料的供應(yīng)裝置12a和12b。即佳j兌 明書(shū)只參考用于添加材料的供應(yīng)裝置12a，說(shuō)明書(shū)還涉及用于添加材料 的供應(yīng)裝置12b,這是由于它們的基本部件是相同的。
圖3a、 3b和3c更加詳細(xì)地表示用于添加材料的供應(yīng)裝置，即梁 12a。梁12a包括通過(guò)翅片14連接在一起的管道15，在管道中流動(dòng)熱 交換介質(zhì)，即水、蒸氣或其混合物。管道通過(guò)翅片相互連接，從而形 成其中中空的梁結(jié)構(gòu)。由于多個(gè)管道用于梁，可以影響廢氣的溫度、 結(jié)構(gòu)的剛性以及供應(yīng)添加材料的均勻性。梁放置在廢氣內(nèi)，使其長(zhǎng)邊 定位在廢氣流動(dòng)方向上。形成梁12a的管道15在其端部處連接在收集 器16上，收集器繼而連接在水循環(huán)管道17上，管道17連接到鍋爐的 熱交換介質(zhì)循環(huán)上。因此，形成用于添加材料的被冷卻供應(yīng)裝置。梁 12a還可具有其本身的與鍋爐分開(kāi)的熱交換介質(zhì)循環(huán)。
圖3a以側(cè)視圖表示梁12a。梁12a延伸到熔爐的壁2a和2b外部。 梁的兩端通過(guò)端板18閉合，從而形成閉合的箱體結(jié)構(gòu)。添加材料供應(yīng) 到箱體結(jié)構(gòu)，形成用于添加材料的供應(yīng)管道19，管道19配置成通向梁 的一個(gè)端板18。添加材料從添加材料容器20供應(yīng)到供應(yīng)管道19。從 梁12a，添加材料經(jīng)由噴嘴21供應(yīng)到熔爐。在附圖中，表示多個(gè)噴嘴， 但是其數(shù)量可以變化。噴嘴21放置在管道的翅片板14內(nèi)，如表示梁 的截面的附圖3b以及表示梁的細(xì)節(jié)的圖3c所示。
圖3a-3c表示本發(fā)明的實(shí)施例，其中供應(yīng)到廢氣的添加材料是氣 態(tài)的。因此，整個(gè)梁填充添加材料，并且它經(jīng)由配置在梁內(nèi)的噴嘴21 流出。噴嘴n還可以是開(kāi)口，例如圖3a-3c實(shí)施例中所示的那些。另 外，可以使用特殊的噴嘴，例如圖4a-4c實(shí)施例中使用的那些。
圖4a-4d表示本發(fā)明的實(shí)施例，其中供應(yīng)到廢氣的添加材料是液 體。由此，與結(jié)合圖3a-3c描述的用于添加材料的供應(yīng)裝置12a相比， 對(duì)于梁內(nèi)的部件來(lái)說(shuō)，用于添加材料的供應(yīng)裝置是不同的。另外，噴 嘴21是不同的。對(duì)于其它部件來(lái)說(shuō)，用于添加材料的供應(yīng)裝置與圖3a-3c所示相對(duì)應(yīng)。
液體或粉末的添加材料經(jīng)由配置在連接到形成梁的管道上的翅片 板內(nèi)的噴嘴21供應(yīng)到熔爐。噴嘴21連接到用于添加材料的供應(yīng)管道 19上，管道穿過(guò)一個(gè)端板18并且在梁內(nèi)延伸到噴嘴21。承載空氣和 破碎空氣同樣供應(yīng)到噴嘴。用于添加材料的供應(yīng)板19連接到為了簡(jiǎn)明 而在附圖中未示出的添加材料容器內(nèi)。破碎空氣經(jīng)由梁內(nèi)的端板進(jìn)入 用于破碎空氣的供應(yīng)管道22內(nèi)，并且進(jìn)一步直接到達(dá)噴嘴21。用于添 加材料的供應(yīng)管道19以及用于破碎空氣的供應(yīng)管道22因此輸送到梁 12a內(nèi)。承載空氣經(jīng)由配置成通向梁的另一端板18的供應(yīng)管道23進(jìn)入 梁。整個(gè)梁填充承載空氣，并且它經(jīng)由噴嘴21流到熔爐。
圖4b和4c表示梁12a的截面和一個(gè)噴嘴21。圖4d表示從熔爐側(cè) 看到的噴嘴21。噴嘴21是延伸經(jīng)過(guò)翅片14的環(huán)狀噴嘴。如從熔爐側(cè) 看到那樣，在噴嘴中間具有用于添加材料的供應(yīng)導(dǎo)管19a，添加材料從 中供應(yīng)到熔爐。用于添加材料的供應(yīng)導(dǎo)管19a通過(guò)用于破碎空氣的供 應(yīng)導(dǎo)管22a環(huán)繞。最外面的是環(huán)繞用于破碎空氣的供應(yīng)導(dǎo)管22a的承 載空氣導(dǎo)管23。
供應(yīng)添加材料的供應(yīng)導(dǎo)管19a位于連接到用于添加材料的供應(yīng)管 道19以及用于破碎空氣的供應(yīng)管道22的梁內(nèi)，使得用于破碎空氣的 供應(yīng)導(dǎo)管22a在梁內(nèi)環(huán)繞添加材料的供應(yīng)導(dǎo)管19a。因此，添加材料在 通過(guò)破碎空氣形成的氣幕內(nèi)供應(yīng)到熔爐。破碎空氣的目的在于將液體 射流破碎成具有所需尺寸的液滴。承載空氣的目的在于盡可能遠(yuǎn)離梁 12a承載添加材料。從用于破碎空氣的供應(yīng)管道22a周?chē)休d空氣還 經(jīng)由承載空氣導(dǎo)管23供應(yīng)到熔爐。承載空氣從梁內(nèi)流到承載空氣導(dǎo)管。
為了簡(jiǎn)明目的，圖4a-4c只表示用于添加材料的一個(gè)供應(yīng)管道19 以及用于破碎空氣的供應(yīng)管道22，在此實(shí)施例中在梁的縱向上將添加 材料和破碎空氣提供到唯一一排噴嘴。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于供應(yīng)添加 材料和破碎空氣具有多種選擇。例如，可以將用于添加材料的多個(gè)供 應(yīng)管道19以及用于破碎空氣的供應(yīng)管道22配置在梁內(nèi)，梁將添加材 料和破碎空氣供應(yīng)到梁縱向上的一排或多派噴嘴或者橫向上的一組噴 嘴。還可以將用于添加材料的唯一供應(yīng)管道和用于破碎空氣的供應(yīng)管 道配置在梁內(nèi)，梁將添加材料和承載空氣供應(yīng)到噴嘴21。
在打算減小鍋爐中的氯腐蝕時(shí)，從反應(yīng)的觀點(diǎn)出發(fā)，以液體形式供應(yīng)的添加材料的液滴尺寸是重要的。因此，所使用的添加劑是液體 鐵或鋁疏酸鹽。硫酸鹽液體的液滴尺寸應(yīng)該小。小顆粒具有大的反應(yīng) 區(qū)域，有助于與其顆粒尺寸同樣小的堿性氯化物反應(yīng)。
用于添加材料的供應(yīng)裝置還可用于循環(huán)流化床和回收床。圖5表 示作為循環(huán)流化床鍋爐的鍋爐1。鍋爐包括熔爐2、廢氣通道11和旋 風(fēng)分離器25。與廢氣一起抽吸的流化床顆粒的分離在旋風(fēng)分離器中進(jìn) 行。從廢氣中分離的流化床顆粒返回到熔爐2。從熔爐的下部，流化空 氣被供應(yīng)到熔爐。流化空氣的速度和數(shù)量被調(diào)節(jié)，使得流化床顆粒通 過(guò)其作用大致填充整個(gè)熔爐。燃料被供應(yīng)到熔爐，燃料可以是生物燃 料、垃圾燃料或來(lái)自于燃料供應(yīng)裝置6的煤以及來(lái)自空氣噴嘴7的燃 燒空氣。燃燒空氣可從多個(gè)級(jí)別供應(yīng)。另外，在鍋爐中，具有多個(gè)過(guò) 熱器9、 9a、 9b。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于添加材料的一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)裝置(即 梁12a )在廢氣流中放置在廢氣通道11內(nèi)。梁在廢氣的流動(dòng)方向上放 置在旋風(fēng)分離器25之后，在被保護(hù)熱交換表面(即過(guò)熱器9)之前。
有利的是梁以多重平行的形式在均勻距離內(nèi)放置在廢氣通道內(nèi)，使其 較長(zhǎng)的邊置于廢氣的流動(dòng)方向上。梁的長(zhǎng)度在廢氣通道ll上延伸。梁 在廢氣通道內(nèi)的位置被選擇，使得梁和被保護(hù)而不腐蝕的熱交換表面 (即過(guò)熱器)之間的距離適用于使其在達(dá)到過(guò)熱器是廢氣的溫度正確， 并且添加材料具有足夠時(shí)間與燃燒過(guò)程中形成的材料反應(yīng)。
圖6表示作為回收鍋爐的鍋爐1。在回收鍋爐中，所使用的燃料是 制漿工業(yè)中形成的蒸煮化學(xué)品以及含有從木材溶解的成分的液體，即 黑液。鍋爐包括熔爐2，來(lái)自于燃料供應(yīng)裝置6的黑液以及自于放置在 鍋爐的不同高度處的空氣噴嘴26、 7、 8的燃燒空氣供應(yīng)到熔爐2。熔 煉27在熔爐的底部從燃燒液體形成，熔煉被引導(dǎo)離開(kāi)熔爐以便進(jìn)一步 處理。熔爐的上部包括過(guò)熱器9，并且廢氣經(jīng)由廢氣通道引導(dǎo)離開(kāi)熔爐。
在熔爐的上部，在廢氣流上，在過(guò)熱器9之前放置用于添加材料 的供應(yīng)裝置，即一個(gè)或多個(gè)梁12a或12b。它們大致以與圖l所示的發(fā) 泡流化床鍋爐相同的方式放置在熔爐內(nèi)，這是為何沒(méi)有更加詳細(xì)描述 的原因?；旧嫌糜谔砑硬牧系墓?yīng)裝置的配置使其在正確高度處放 置在被保護(hù)而不腐蝕的熱交換表面(即過(guò)熱器)之前。另外，重要的 是用于添加材料的供應(yīng)裝置放置成使得添加材料具有足夠時(shí)間與燃燒過(guò)程中形成的材料反應(yīng)。
用于添加材料的供應(yīng)裝置還可以是由彎曲管道形成的箱體結(jié)構(gòu)， 其中管道端部處的收集器放置在熔爐或廢氣通道的相同壁上。用于添 加材料的供應(yīng)裝置因此形成從壁到廢氣流的突出部。在相同壁上具有 一個(gè)或多個(gè)用于添加材料的供應(yīng)裝置。
按照本發(fā)明的箱體梁還可用于供應(yīng)其它添加材料。如果鍋爐的氧 化氮釋放需要減小，被供應(yīng)的添加材料是銨合成物，例如氨或尿素。 添加材料與廢氣中的氧化氮反應(yīng)，在這種情況下，反應(yīng)產(chǎn)品是氣態(tài)氮。
氨或尿素被供應(yīng)到熔爐到溫度高于大約7001C的程度，有利的是大約 800-950"C。
另外，從梁還可將空氣而不是將添加材料或除了它之外供應(yīng)到熔爐。
本發(fā)明不打算局限于作為實(shí)例提出的實(shí)施例，但是本發(fā)明打算在 所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種用于防止鍋爐的熱交換表面上的腐蝕的方法，在所述方法中，添加材料通過(guò)配置廢氣內(nèi)的用于添加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置(12a、12b)供應(yīng)到廢氣，該裝置包括用于將添加材料供應(yīng)到廢氣的至少一個(gè)噴嘴(21)，其特征在于，添加材料通過(guò)供應(yīng)裝置(12a、12b)供應(yīng)到廢氣，供應(yīng)裝置(12a、12b)是內(nèi)部中空的冷卻箱體梁。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，添加材料通過(guò)供應(yīng)裝 置(12a、 12b)供應(yīng)到廢氣，供應(yīng)裝置通過(guò)由翅片(14)相互連接的 管道(15)形成。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，添加材料在被保護(hù)而 不腐蝕的熱交換表面之前在其流動(dòng)方向上供應(yīng)到廢氣。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，添加材料在650-1000 "C、最好在750-950"C的溫度區(qū)域供應(yīng)到廢氣。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，添加材料是鐵(lll) 硫酸鹽(Fe2 (S04) 3)和/或鋁(111)硫酸鹽(Al2 (S04) 3 )。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，添加材料是液體、粉 末或氣態(tài)添加材料。
7. 如權(quán)利要求i所述的方法，其特征在于，添加材料經(jīng)由噴嘴(n)供應(yīng)到廢氣，噴嘴(21)相對(duì)于供應(yīng)裝置(12a、 12b)的長(zhǎng)度配置成 至少一排。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，添加材料供應(yīng)到廢氣， 去往鍋爐的熔爐(2 )或廢氣通道(11 )。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，添加材料大致在熔爐 (2)或廢氣通道(11)的整個(gè)截面上供應(yīng)到廢氣。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，鍋爐(l)是下面裝 置之一發(fā)泡流化床鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐或者回收鍋爐。
11. 一種用于將防止腐蝕的添加材料供應(yīng)到鍋爐(1)的廢氣的用 于添加材料的供應(yīng)裝置，供應(yīng)裝置(12a、 Ub)用于供應(yīng)添加材料的 至少一個(gè)噴嘴(21),其特征在于，供應(yīng)裝置(lh、 Ub)由配置有熱 交換介質(zhì)循環(huán)的管道(15)形成，管道(15)相互連接，從而形成內(nèi)部中空的箱體梁，梁中配置有多個(gè)噴嘴(n)。
12. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，管道(15)通過(guò)翅片(14)相互連接。
13. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，用于添加材料 的供應(yīng)裝置(12a、 12b)在兩端處閉合。
14. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，噴嘴(21)相 對(duì)于供應(yīng)裝置(12a、 12b)的長(zhǎng)度配置成至少一排。
15. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，噴嘴(21)是 形成在供應(yīng)裝置(Ua、 Ub)內(nèi)的開(kāi)口。
16. 如權(quán)利要求ll所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，噴嘴(21)包 括通過(guò)用于破碎空氣的供應(yīng)導(dǎo)管(22a )環(huán)繞的用于添加材料的供應(yīng)導(dǎo) 管(19a)以及環(huán)繞用于破碎空氣的供應(yīng)導(dǎo)管(22a)的承載空氣導(dǎo)管(23)。
17. 如權(quán)利要求16所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，用于添加材料 的供應(yīng)導(dǎo)管U9a)連接到用于添加材料的供應(yīng)管道(19)，并且用于 破碎空氣的供應(yīng)管道(22a)連接到用于破碎空氣的供應(yīng)管道(22)， 用于添加材料的供應(yīng)管道(19 )和用于破碎空氣的供應(yīng)管道(22 )配 置成在供應(yīng)裝置(12a、 12b)內(nèi)延伸。
18. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝置(Ua、 12b)的長(zhǎng)度選擇成使其在熔爐(2)的相對(duì)壁之間延伸。
19. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝置(12a、 12b)的長(zhǎng)度選擇成使其在廢氣通道(11)的相對(duì)壁之間延伸。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝 置(12a、 12b)在廢氣流動(dòng)方向上在被保護(hù)而不腐蝕的熱交換表面之 前配置在廢氣內(nèi)。
21. 如權(quán)利要求20所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝置(12a、 12b)在650-1000匸、最好在750-950"C的溫度區(qū)域配置在廢氣內(nèi)。
22. 如權(quán)利要求11所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝置(12a、 12b)配置成將添加材料供應(yīng)到廢氣，添加材料是鐵(111)硫酸鹽(Fe2(S04)3)和/或鋁(111 )硫酸鹽(A12(S04)3)。
23. 如權(quán)利要求22所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，供應(yīng)裝置(12a、 12b)配置成將添加材料供應(yīng)到廢氣，添加材料是液體、粉末或氣態(tài)的。
24. 如權(quán)利要求22所述的供應(yīng)裝置，其特征在于，鍋爐(1)是下 面裝置之一發(fā)泡流化床鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐或者回收鍋爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止鍋爐熱交換表面腐蝕的方法以及添加材料的供應(yīng)裝置。在所述方法中，添加材料通過(guò)配置廢氣內(nèi)的用于添加材料的至少一個(gè)供應(yīng)裝置(12a、12b)供應(yīng)到廢氣，該裝置包括用于將添加材料供應(yīng)到廢氣的至少一個(gè)噴嘴(21)，其中添加材料通過(guò)供應(yīng)裝置(12a、12b)供應(yīng)到廢氣，供應(yīng)裝置(12a、12b)是內(nèi)部中空的冷卻箱體梁。
文檔編號(hào)B01D53/56GK101504148SQ20081018434
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者A·蘭蒂, J·羅普波, J·西文奈恩, P·佩特南, V·凱努 申請(qǐng)人:美特索電力公司