CN104959011A - 一种层燃炉炉外sncr脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，包括：炉膛，所述炉膛上部沿烟气行进方向设有温度调节机构、辐射换热区和对流管束区，所述炉膛外壁连接有用于进行SNCR脱销的反应烟道，所述辐射换热区的烟气经由所述反应烟道流向所述对流管束区。本发明结构简单，操作方便，可将炉膛出口处的烟气引到锅炉外面，在炉外完成脱销反应后再回到锅炉内，从而给SNCR脱硝工艺提供足够的反应空间，进而提高脱销效率。

Description

一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置

技术领域

本发明专利涉及煤粉锅炉领域，尤其涉及一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置。

背景技术

SNCR(selective non-catalytic reduction，选择性非催化还原)法脱硝是不采用任何催化手段的NO_X+NH₃--→N₂+H₂o的工艺，现已经广泛的应用于循环流化床锅炉的脱硝工艺中，脱硝效率可达70％以上，具有运行可靠，投资少，后期运行污染小的优点，是循环流化床锅炉的脱硝的首选方案。

然而，由于现有技术的层燃锅炉的本体设计中没有SNCR法脱硝的反应窗口，因此，层燃锅炉如果采用SNCR法脱硝，其脱销效率一般为30～40％左右，无法达到环保要求，因此在层燃锅炉中一般采用SCR法脱硝，但是层燃锅炉中采用SCR法脱硝投资高、运行成本贵、后期运行污染大。

发明内容

本发明针对上述问题不足之处，提供一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，解决了现有技术中的脱硝装置其脱销效率低、设备复杂以及成本高的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，包括：炉膛，所述炉膛上部沿烟气行进方向设有温度调节机构、辐射换热区和对流管束区，所述炉膛外壁连接有用于进行SNCR脱销的反应烟道，所述辐射换热区的烟气经由所述反应烟道流向所述对流管束区。

优选的，所述反应烟道的烟气出口和烟气进口处分别为第一对流受热面和第二对流受热面，所述第一对流受热面为辐射换热区，所述第二对流受热面为对流管束区。

优选的，所述温度调节机构为可调遮挡辐射隔板或固定遮挡辐射隔板。

优选的，所述烟气出口和烟气进口分别设置在所述炉膛的两个侧面或上端面上，所述辐射换热区的烟气通过烟气出口流出，经由所述反应烟道和烟气进口流向所述对流管束区。

优选的，所述烟气出口和烟气进口分别设置在所述炉膛的一个侧面或上端面上，所述辐射换热区的烟气通过烟气出口流出，经由所述反应烟道和烟气进口流向所述对流管束区。

优选的，所述反应烟道的个数为多个，分别对应设置在所述炉膛外部。

优选的，所述可调遮挡辐射隔板为耐高温可变百业窗，所述百叶窗包括叶片组，所述百叶窗的固定框架与所述炉膛内或外壁配合固定。

优选的，所述百叶窗为普通碳钢或耐热耐腐蚀合金钢。

本发明将循环流化床锅炉的SNCR脱硝工艺的成功方面移植到层燃锅炉的SNCR脱销工艺中，改进层燃锅炉的不足之处，完善层燃锅炉的SNCR脱硝工艺，将炉膛出口处的烟气引到锅炉外面，在炉外完成脱销反应后再回到锅炉内，从而给SNCR脱硝工艺提供足够的反应空间，成功满足SNCR脱硝工艺的最佳反应空间要求。

附图说明

图1为本发明实施例一中的一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置的侧视图；

图2为图1所示的俯视图；

图3为本发明实施例二中的一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置的俯视图；

图中：1、炉膛；2、温度调节机构；3、辐射换热区；4、开口；5、对流管束区；6、反应烟道；61、烟气出口；62、烟气进口；7、烟火管；10、炉排；11、烟气通道；12、后水冷壁；13、助燃拱；14、燃烧区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是通过其他部件间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。

如图1所示，本发明实施例一提供的一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，包括：炉膛1，在炉膛1上部沿烟气行进方向设有温度调节机构2、辐射换热区3和对流管束区5，所述炉膛外壁连接有用于进行SNCR脱销的反应烟道6，所述辐射换热区3的烟气经由所述反应烟道6流向所述对流管束区5。本实施例中，反应烟道6的烟气出口61和烟气进口62处分别为第一对流受热面和第二对流受热面，第一对流受热面为辐射换热区3，第二对流受热面为对流管束区5，即本发明实施例中，辐射换热区3的烟气通过设置在炉膛1外部的反应烟道6流向对流管束区5。

本实施例中，由于换热比较激烈，本发明实施例中的温度在950℃左右区域实际在锅炉内存在的空间有限，为了给SNCR脱硝工艺足够的反应空间，本发明实施例将辐射换热区3的烟气通过反应烟道6引到炉膛1外面，在炉膛1外完成脱销反应后再回到炉膛1内，从而在炉外完成SNCR脱硝工艺，节省空间。

如图2所示，本实施例中的反应烟道6的个数为2个，分别对应设置在所述炉膛外部，烟气出口61和烟气进口62分别设置在所述炉膛1的两个侧面上，所述辐射换热区3的烟气通过烟气出口61流出，经由所述反应烟道6和烟气进口62流向所述对流管束区5，如图2中箭头方向所示。

可以理解的是，本发明不对反应烟道6的个数进行限定，可根据生产需要自行设定。如图3所示，本发明实施例二提供的一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，其中，所述烟气出口61和烟气进口62分别设置在所述炉膛的一个侧面上，所述辐射换热区3的烟气通过烟气出口61流出，经由所述反应烟道6和烟气进口62流向所述对流管束区5，如图3中箭头方向所示。

应说明的是，本发明的烟气出口61和烟气进口62可以设置在炉膛的侧面或上端面；本发明不对烟气出口61和烟气进口62数量以及连接的反应烟道6的连接方式做限定，可以根据生产需要自行设定。

进一步地，本发明实施例中，在炉膛1内后水冷壁12下端部位设有隔断式助燃拱13，助燃拱13将炉内分为燃烧区14和辐射换热区3，炉膛1下方外端部设有炉排10，炉排10可以是链条炉排，也可以是往复炉排，炉排顺时针转动，使煤移动然烧；在炉膛1上部沿烟气行进方向设有温度调节机构2、辐射换热区3和开口4，辐射换热区3通过开口4与对流管束区5连通，对流管束区5和尾部烟道入口连接，尾部烟道中沿烟气行进方向依次布置有省煤器、烟火管7和换热器。

本实施例中的炉膛1布置在锅炉前部的炉排10的上方，炉膛1内设置有辐射换热区3，过热器(未示出)布置在辐射换热区3的水平烟气通道内，辐射换热区3通过开口4连通对流管束区5，对流管束区5内设置有锅炉管束(未示出)，省煤器布置在对流管束区5内，通过钢架连接，换热器布置在省煤器的下部，辐射换热区3与对流管束区5之间形成了一个烟气通道，如图1中箭头方向所示。

进一步地，温度调节机构2为可调遮挡辐射隔板或固定遮挡辐射隔板，或利用其他技术手段降低换热强度以提高辐射区的出口温度的结构，可调遮挡辐射隔板由耐高温的材料制成，可调遮挡辐射隔板的开闭可采用推拉式调节方式调节，也可采用提升式调节方式，或者旋转式调节方式，优选的，可调遮挡辐射隔板上设有连接杆，连接杆通过销轴与可调遮挡辐射隔板的一端连接在一起，连接杆的另一端穿过炉墙伸出炉体外，并通过螺纹与调节手轮连接，通过旋转调节手轮可使用可调遮挡辐射隔板上下移动，用于将炉膛1内的固定换热面积变为可调换热面积，保证在开口4处的烟气温度为950℃左右，成功满足SNCR脱硝工艺的最佳反应温度要求。

更进一步地，开口4处可以设置温度检测装置，温度检测装置上连接有显示炉内烟气温度的显示装置，可以通过显示装置观察开口4处的温度，当温度高于950°时，以第一方向旋转可调遮挡辐射隔板，使其打开，降低其辐射换热面积，当温度低于950°时，以与第一方向相反的第二方向旋转可调遮挡辐射隔板，使其闭合，增加其辐射换热面积，以提高开口4处的温度水平。

在具体应用中，SNCR脱硝工艺的最佳反应温度为900～1000℃，层燃锅炉的受热面分为辐射受热面和对流换热受热面，一般在炉膛1内以辐射受热为主，从炉膛的开口4进入对流管束区5后以对流换热为主，开口4处的温度为900℃以上，但是由于层燃锅炉常低负荷运行，因此实际烟气开口4处的温度小于900℃,900℃温度段常出现在炉膛1内，因此无法确定一个区域为固定的900℃温度区域，为了确定一个区域为固定的900℃温度区域，本发明在辐射换热区3内设置了可调遮挡辐射隔板，所述可调遮挡辐射隔板可以选取耐高温可变百业窗，通过调节百业窗，将炉膛1内的固定换热面积变为可调换热面积，保证在烟气出口4处的烟气温度为950℃左右，成功满足SNCR脱硝工艺的最佳反应温度要求。

在另外一种实施方式中，温度调节机构2可以为固定遮挡辐射隔板，固定遮挡辐射隔板由耐高温的材料制成，设有连接杆，连接杆通过销轴与固定遮挡辐射隔板的一端连接在一起，连接杆的另一端穿过炉墙伸出炉体外，固定遮挡辐射隔板用于将炉膛内的固定换热面积调整为预定换热面积。

在具体应用中，由于换热比较激烈，本发明实施例中的温度在950℃左右区域实际在锅炉内存在的空间有限，为了给SNCR脱硝工艺足够的反应空间，本发明实施例将烟气通道处4的烟气引到炉膛1外面，在炉膛1外完成脱销反应后再回到炉膛1内。

具体地，本发明实施例中，可调遮挡辐射隔板为百业窗，每层所述百叶窗由叶片组组成，所述百叶窗的叶片固定框架与所述烟墙内或外壁配合固定，本发明实施例在所述百叶窗的叶片全部打开时，烟气在所述换热烟道内所经过的路径变为大截面直筒路径，其有益效果为，在额定烟速时，进入到换热烟道内后，烟速下降，烟气温度降幅小，不至于使烟气到达开口4时，温度过低；在所述百叶窗的所述叶片组关闭时，烟气在所述换热烟道内只冲刷到对流受热面组的每组的局部，减少了受热面，其有益效果为，在锅炉启炉或在锅炉低负荷运行时，产生较低温度的烟气不再有较大温度降幅，可以保证给SNCR脱硝工艺足够的反应空间和温度。

优选的，本实施例中的所述百叶窗材质为普通碳钢或耐热耐腐蚀合金钢。

本发明增加了进口烟道与出口烟道之间的烟气流程，使得了还原剂与NOx接触的化学反应时间增加；并使得脱硝还原剂与NOx的接触时间增加，同时提高还原剂与烟气中NOx混合的均匀性，在辐射换热区内设置了遮挡辐射隔板，通过调节可调遮挡辐射隔板，将炉膛内的固定换热面积变为可调换热面积，保证在烟气出口处的烟气温度为950℃左右，成功满足SNCR脱硝工艺的最佳反应温度要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种层燃炉炉外SNCR脱硝装置，其特征在于，包括：炉膛，所述炉膛上部沿烟气行进方向设有温度调节机构、辐射换热区和对流管束区，所述炉膛外壁连接有用于进行SNCR脱销的反应烟道，所述辐射换热区的烟气经由所述反应烟道流向所述对流管束区。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应烟道的烟气出口和烟气进口处分别为第一对流受热面和第二对流受热面，所述第一对流受热面为辐射换热区，所述第二对流受热面为对流管束区。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度调节机构为可调遮挡辐射隔板或固定遮挡辐射隔板。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述烟气出口和烟气进口分别设置在所述炉膛的两个侧面或上端面上，所述辐射换热区的烟气通过烟气出口流出，经由所述反应烟道和烟气进口流向所述对流管束区。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述烟气出口和烟气进口分别设置在所述炉膛的一个侧面或上端面上，所述辐射换热区的烟气通过烟气出口流出，经由所述反应烟道和烟气进口流向所述对流管束区。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应烟道的个数为多个，分别对应设置在所述炉膛外部。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可调遮挡辐射隔板为耐高温可变百业窗，所述百叶窗包括叶片组，所述百叶窗的固定框架与所述炉膛内或外壁配合固定。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述百叶窗为普通碳钢、耐热耐腐蚀合金钢或陶瓷等耐温材料。