CN102302893A - 一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法 - Google Patents

Abstract

一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法，首先，把脱硝还原剂依次通过还原剂储仓、还原剂输送混合器和输送管道分别送入第一脱硝还原剂喷射装置、第二脱硝还原剂喷射装置和第三脱硝还原剂喷射装置中或者送入一个以上中，然后第一脱硝还原剂喷射装置、第二脱硝还原剂喷射装置和第三脱硝还原剂喷射装置将脱硝还原剂分别从循环流化床锅炉炉膛上部、分离器入口烟道和分离器出口烟道喷入循环流化床锅炉内，或者从循环流化床锅炉炉膛上部、分离器入口烟道和分离器出口烟道任意一处或任意组合的两处喷入循环流化床锅炉内；将脱硝还原剂喷入锅炉内氮氧化物含量高的部位，使其与锅炉内烟气中的氮氧化物充分混合，脱硝效率高。

Description

一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法

技术领域

本发明涉及用于循环流化床锅炉的还原脱硝方法，特别涉及一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法。

背景技术

选择性非催化还原脱硝方法不需要使用催化剂，能够在850℃～1000℃范围内还原氮氧化物，在此温度范围内，脱硝还原剂会与烟气中的氮氧化物反应生成无毒无污染N₂。目前，循环流化床锅炉采用的选择性非催化还原脱硝方法，最主要问题是需要将脱硝还原剂喷入锅炉内最有效的部位，考虑到氮氧化物分布的不均匀性，如果喷入点设置不合理，不能保证烟气与脱硝还原剂的充分混合，则可能存在脱硝还原剂分布差，进而造成较高的氨逃逸率，当氨逃逸率增加后，可能存在生成的硫酸氢铵堵塞腐蚀空气预热器。受到负荷变化的影响，锅炉不同区域的温度也在发生变化，如果不能保证脱硝还原剂喷入量及时调整，脱硝反应的进行会受到较大影响。当温度低于最佳反应温度时，氨的反应会不完全，当温度高于最佳温度时氨会被氧化成为NO，造成氮氧化物含量的增加。

中国专利申请95105545.3公开了一种降低流化床反应器的烟道气中NO_x量的系统和方法，将反应剂选择性的注入通道的富气区域靠近通道内壁的部分。但是实际运行中这种方式无法实现反应剂与烟气的均匀混合，影响了NO_x的脱除效果，氨逃逸率大，对设备和环境造成明显破坏；将反应剂选择性的注入通道在工程实践中很难实现，也直接影响到NO_x的脱除；如果所需反应剂全部由一个区域送入，该区域需要进行较大面积的改动；而大量高浓度的反应剂一次性送入也给安全生产带来了一定的隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法，将脱硝还原剂喷入循环流化床锅炉内氮氧化物含量高的部位，使脱硝还原剂与循环流化床锅炉内烟气中的氮氧化物充分混合，提高脱硝效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法，首先，把脱硝还原剂从还原剂储仓17送入还原剂输送混合器18中，使脱硝还原剂和还原剂输送混合器18中的载运介质相混合，然后把和载运介质相混合的还原剂通过输送管道19分别送入第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603中或者送入一个以上中，最后第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603将脱硝还原剂分别从循环流化床锅炉炉膛1上部4、分离器入口烟道5和分离器出口烟道12喷入循环流化床锅炉内，或者从循环流化床锅炉炉膛上部4、分离器入口烟道5和分离器出口烟道12任意一处或任意组合的两处喷入循环流化床锅炉内。

所述第一脱硝还原剂喷射装置1601将脱硝还原剂从循环流化床锅炉炉膛1上部4的顶部或炉膛1上部4的水冷壁上喷入，第二脱硝还原剂喷射装置1602将脱硝还原剂从循环流化床锅炉分离器入口烟道5一个以上的壁面喷入，第三脱硝还原剂喷射装置1603将脱硝还原剂从循环流化床锅炉分离器出口烟道12一个以上的壁面喷入。

所述还原剂输送混合器18包括依次连接的带有载运介质接入口20的载运介质通过仓21、带有还原剂接入口22的还原剂通过仓23和带有混合后引出口24的混合腔25，所述还原剂接入口22和所述还原剂储仓17的出口相连通，所述混合后引出口24和所述输送管道19相连通。

所述还原剂输送混合器18中的载运介质为空气、压缩空气、烟气、水和水蒸汽中的一种。

所述第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603分别设置有一个以上的喷射口。

在所述第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603喷射口前端分别设置有防堵装置。

所述防堵装置包括吹灰介质中间仓26、通过连接管道27和吹灰介质中间仓26相连接的一个以上吹灰口28。

当所述脱硝还原剂为液态时，在所述第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603喷射口后端分别接有雾化喷嘴。

所述第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603与烟气监测系统相通信连接。

所述喷入的硝还原剂为氨或尿素或铵盐，脱硝还原剂与循环流化床锅炉内烟气中氮氧化物的摩尔比为0.25～3.5。

本发明与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、分区域向循环流化床锅炉内烟气中喷入脱硝还原剂，脱硝还原剂与烟气中的氮氧化物均匀混合，有助于降低氨逃逸率，脱硝效率高；

2、采用还原剂输送混合器18将还原剂与载运介质相混合，利用载运介质输送脱硝还原剂到脱硝还原剂喷射装置，更好的实现脱硝还原剂与烟气中的氮氧化物充分混合；

3、脱硝还原剂喷射装置与烟气监测系统相连通，脱硝还原剂喷射量受到烟气监测系统控制，当烟气中氮氧化物含量增加时脱硝还原剂喷射量随之增加，当烟气中氮氧化物含量降低时脱硝还原剂喷射量随之降低，实现了反应的经济高效。

附图说明

图1为本发明的一种应用实例的主视图。

图2为本发明的一种应用实例的水平视图。

图3为本发明的一种脱硝还原剂供应方式。

图4为本发明的另一种应用实例的主视图(炉膛上部喷入脱硝还原剂)。

图5为本发明的另一种应用实例的水平视图(炉膛上部喷入脱硝还原剂)。

图6为本发明的还原剂输送混合器18的结构示意图。

图7为本发明的防堵装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更详细的说明。

实施例1：

如图1、图2所示，循环流化床锅炉包括炉膛1、风室3、分离器、返料器9和尾部烟道。炉膛1和分离器之间通过分离器入口烟道5相连接。分离器包括分离器筒体6、分离器锥段7和分离器中心筒11。燃料在炉膛下部密相区燃烧时释放的热量一部分被环绕炉膛的水冷壁吸收、一部分通过屏式受热面2A吸收，剩余的热量在经过尾部烟道时被尾部受热面2B所吸收，这些尾部受热面包括过热器、再热器、省煤器和空气预热器。含尘烟气从炉膛上部区域经分离器入口烟道5进入分离器，粗颗粒经分离器分离捕捉通过返料器9和返料管10返回炉膛1。细颗粒则从分离器中心筒进入分离器出口烟道12和分离器出口烟道转向室13最终进入尾部烟道。

图1、图2所示的循环流化床锅炉内氮氧化物排放量偏高，因此第一脱硝还原剂喷射装置1601布置在循环流化床锅炉炉膛1上部4后壁面，第二脱硝还原剂喷射装置1602布置在分离器入口烟道5的内壁面，第三脱硝还原剂喷射装置1603布置在分离器出口烟道12的内壁面，正常运行时分别由三个区域的脱硝还原剂喷射装置向循环流化床喷入脱硝还原剂氨，氨采用溶液形式，如图3所示，首先，把液态氨从还原剂储仓17送入还原剂输送混合器18中，使脱硝还原剂和还原剂输送混合器18中的载运介质水相混合，然后把和水相混合的脱硝还原剂液态氮通过输送管道19分别送入第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603，最后第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603将脱硝还原剂分别从循环流化床锅炉炉膛1上部4的后壁面、分离器入口烟道的5内壁面和分离器出口烟道12的内壁面喷入循环流化床锅炉内，脱硝还原剂喷射装置喷射口后端接有雾化喷嘴，以保证雾化均匀。所述第一脱硝还原剂喷射装置1601、第二脱硝还原剂喷射装置1602和第三脱硝还原剂喷射装置1603分别与烟气监测系统相连通，三个区域的氨喷射计量根据循环流化床锅炉运行条件的不同进行调整，当烟气中氮氧化物含量增加时脱硝还原剂喷射量随之增加，当烟气中氮氧化物含量降低时脱硝还原剂喷射量随之降低。氨与氮氧化物的摩尔比为1.0～2.0。

实施例2：

如图4、图5所示，循环流化床锅炉包括炉膛1、风室3、分离器、返料器9和尾部烟道。图4、图5所示的循环流化床锅炉氮氧化物排放量较低，因此第一脱硝还原剂喷射装置1601布置在循环流化床锅炉炉膛1上部4后壁面和两侧壁面，脱硝还原剂采用尿素，如图3所示，首先，把脱硝还原剂尿素从还原剂储仓17送入还原剂输送混合器18中，使脱硝还原剂和还原剂输送混合器18中的载运介质压缩空气相混合，然后把和压缩空气相混合的脱硝还原剂尿素通过输送管道19送入第一脱硝还原剂喷射装置1601，最后第一脱硝还原剂喷射装置1601将脱硝还原剂从循环流化床锅炉炉膛1上部4后壁面和两侧壁面喷入循环流化床锅炉内，为了防止出现堵塞，第一脱硝还原剂喷射装置1601喷射口前端设置有防堵装置，通过压缩空气清除堵塞和积灰。尿素与氮氧化物的摩尔比为0.25～1.5。

如图6所示，本发明的还原剂输送混合器18包括依次连接的带有载运介质接入口20的载运介质通过仓21、带有还原剂接入口22的还原剂通过仓23和带有混合后引出口24的混合腔25，载运介质从载运介质接入口20送入，脱硝还原剂从还原剂储仓17的出口通过还原剂接入口22送入，二者在混合腔25中混合均匀后从混合后引出口24送入输送管道(19)中。

如图7所示，本发明的防堵装置包括吹灰介质中间仓26、通过连接管道27和吹灰介质中间仓26相连接的一个以上吹灰口28，吹灰介质中间仓26的作用是存储吹灰介质，存储的吹灰介质通过连接管道27进入各处的吹灰口28，采用吹灰器进行吹灰，吹灰方式可采用声波、压缩空气、蒸汽或联合吹灰。

图中：1——炉膛、2A——炉内屏式受热面、2B——尾部受热面、3——风室、4——炉膛上部、5——分离器入口烟道、6——分离器筒体、7——分离器锥段、8——分离器立管、9——返料器、10——返料管、11——分离器中心筒、12——分离器出口烟道、13——分离器出口烟道转向室、14——尾部烟道锥、15——尾部烟道水平段、1601——第一还原剂喷射装置、1602——第二还原剂喷射装置、1603——第三还原剂喷射装置、17——还原剂储仓、18——还原剂输送混合器、19——输送管道、20——载运介质接入口、21——载运介质通过仓、22——还原剂接入口、23——还原剂通过仓、24——混合后引出口、25——混合腔、26——吹灰介质中间仓、27——连接管道、28——吹灰口。

Claims (10)

1.一种用于循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝方法，首先，把脱硝还原剂从还原剂储仓(17)送入还原剂输送混合器(18)中，使脱硝还原剂和还原剂输送混合器(18)中的载运介质相混合，然后把和载运介质相混合的还原剂通过输送管道(19)分别送入第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)中或者送入一个以上中，最后第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)将脱硝还原剂分别从循环流化床锅炉炉膛(1)上部(4)、分离器入口烟道(5)和分离器出口烟道(12)喷入循环流化床锅炉内，或者从循环流化床锅炉炉膛上部(4)、分离器入口烟道(5)和分离器出口烟道(12)任意一处或任意组合的两处喷入循环流化床锅炉内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一脱硝还原剂喷射装置(1601)将脱硝还原剂从循环流化床锅炉炉膛(1)上部(4)的顶部或炉膛(1)上部(4)的水冷壁上喷入，第二脱硝还原剂喷射装置(1602)将脱硝还原剂从循环流化床锅炉分离器入口烟道(5)一个以上的壁面喷入，第三脱硝还原剂喷射装置(1603)将脱硝还原剂从循环流化床锅炉分离器出口烟道(12)一个以上的壁面喷入。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述还原剂输送混合器(18)包括依次连接的带有载运介质接入口(20)的载运介质通过仓(21)、带有还原剂接入口(22)的还原剂通过仓(23)和带有混合后引出口(24)的混合腔(25)，所述还原剂接入口(22)和所述还原剂储仓(17)的出口相连通，所述混合后引出口(24)和所述输送管道(19)相连通。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述还原剂输送混合器(18)中的载运介质为空气、压缩空气、烟气、水和水蒸汽中的一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)分别设置有一个以上的喷射口。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)喷射口前端分别设置有防堵装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述防堵装置包括吹灰介质中间仓(26)、通过连接管道(27)和吹灰介质中间仓(26)相连接的一个以上吹灰口(28)。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：当所述脱硝还原剂为液态时，在所述第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)喷射口后端分别接有雾化喷嘴。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述第一脱硝还原剂喷射装置(1601)、第二脱硝还原剂喷射装置(1602)和第三脱硝还原剂喷射装置(1603)与烟气监测系统相通信连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述喷入的硝还原剂为氨或尿素或铵盐，脱硝还原剂与循环流化床锅炉内烟气中氮氧化物的摩尔比为0.25～3.5。

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