CN111151112A - 一种电站内臭氧氧化协同sncr的全负荷脱硝装置 - Google Patents

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韩应
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Abstract

本发明公开了一种电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，炉膛的出口处设置有若干SNCR喷枪，炉膛的出口与炉膛出口烟道相连通，炉膛出口烟道与洗涤塔的入口相连通，洗涤塔的出口与烟囱的入口相连通，除尘器位于洗涤塔与烟囱之间或者位于炉膛出口烟道与洗涤塔之间，臭氧输入管道经臭氧流量阀与臭氧喷枪相连通，尿素输入管道经尿素流量阀与SNCR喷枪的入口相连通，NO浓度检测仪的输出端与NO监控器的输入端相连接，NO监控器的输出端与臭氧流量阀的控制端及尿素流量阀的控制端相连接，该装置能够在机组调峰及起停炉整个运行期间的NOx排放量达到排放标准要求。

Description

一种电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置
技术领域
本发明属于锅炉烟气污染物控制环保领域，涉及一种电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置。
背景技术
循环流化床锅炉燃煤产生的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，造成了严重的环境问题。循环流化床锅炉脱硝一般采用选择性非催化还原法(SNCR)，该方法不用催化剂，常用尿素或氨，将NOx还原成N2，其工艺简单。但SNCR技术对反应区温度(800℃～900℃，脱硝效率～75％)有一定要求，起炉阶段或低负荷运行阶段时，反应区温度下降使得脱硝效率大幅下降，无法达到超低排放标准(≤50mg/Nm3)。
针对循环流化床锅炉运行全负荷过程，烟气深度脱硝可采用两种技术联合使用，锅炉高温区采用SNCR脱硝(800℃～900℃)，低温区采用臭氧协调脱硝(≤150℃)。高温区利用尿素溶液，将烟气中的NOx还原成N2；低温区利用臭氧将烟气中难溶解吸收的NO氧化成易溶解吸收的高价态氮氧化物，然后再以碱性吸收液进行脱除。但实际工程中SNCR脱硝氨氮比、臭氧氧氮比通常根据经验调整，脱硝尿素耗量和臭氧耗量较高，尤其是在机组调峰及起停炉整个运行期间的NOx排放量不能达到排放标准要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，该装置能够在机组调峰及起停炉整个运行期间的NOx排放量达到排放标准要求。
为达到上述目的，本发明所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置包括炉膛、炉膛出口烟道、洗涤塔、烟囱、除尘器、臭氧喷枪、臭氧输入管道、臭氧流量阀、尿素输入管道、尿素流量阀及NO监控器；
炉膛的出口处设置有若干SNCR喷枪，炉膛的出口与炉膛出口烟道相连通，炉膛出口烟道与洗涤塔的入口相连通，洗涤塔的出口与烟囱的入口相连通，除尘器位于洗涤塔与烟囱之间或者位于炉膛出口烟道与洗涤塔之间；
当除尘器位于炉膛出口烟道与洗涤塔之间时，臭氧喷枪设置于除尘器与洗涤塔之间的烟道内，除尘器的出口处设置有用于检测除尘器出口处烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔为湿法脱硝洗涤塔；
当除尘器位于洗涤塔与烟囱之间时，臭氧喷枪位于炉膛出口烟道与洗涤塔之间的烟道内，炉膛出口烟道内设置有用于检测炉膛出口烟道内烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔为半干法脱硫塔；
臭氧输入管道经臭氧流量阀与臭氧喷枪相连通，尿素输入管道经尿素流量阀与SNCR喷枪的入口相连通，NO浓度检测仪的输出端与NO监控器的输入端相连接，NO监控器的输出端与臭氧流量阀的控制端及尿素流量阀的控制端相连接。
所述臭氧喷枪包括若干喷射单元，臭氧输入管道经臭氧喷射管与各喷射单元的入口相连通。
还包括用于支撑个臭氧喷嘴的支撑架。
SNCR喷枪伸入炉墙100nm，且相邻SNCR喷枪之间的竖直方向间距为500mm。
各喷射单元的轴线相平行，各喷射单元上的喷口数目为6-8个，各喷口的孔径为5mm。
各喷射单元呈阶梯型布置。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置在具体操作时，炉膛出口烟道在SNCR脱硝高效率温度区间时采用SNCR技术对烟气进行脱硝，将NOx还原为N2，再用臭氧将烟气中未完全脱除的NO氧化成高价态氮氧化物，最终进入洗涤塔进行吸收；炉膛出口烟道在SNCR脱硝低效率温度区时减少尿素流量阀的开度，增大臭氧流量阀的开度，利用臭氧将NO氧化成高价态氮氧化物，并经洗涤塔进行吸收，从而在机组调峰及起停炉整个运行期间的NOx排放量达到排放标准要求，本发明在锅炉全负荷段提高烟气脱硝效率的同时，并具有空间占用面积小、便于改造且费用较低、降低臭氧能耗的特点，同时避免氨过量导致氨逃逸而造成空预器堵塞风险增加问题发生。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例二的结构示意图；
图3为臭氧喷枪6的结构示意图。
其中，1为炉膛出口烟道、2为SNCR喷枪、3为除尘器、4为NO监控器、5为尿素流量阀、6为臭氧喷枪、7为臭氧流量阀、8为洗涤塔、9为烟囱、61为喷射单元、62为臭氧喷射管、63为支撑架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
参考图1及图3，本发明所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置包括炉膛、炉膛出口烟道1、洗涤塔8、烟囱9、除尘器3、臭氧喷枪6、臭氧输入管道、臭氧流量阀7、尿素输入管道、尿素流量阀5及NO监控器4；炉膛的出口处设置有若干SNCR喷枪2，炉膛的出口与炉膛出口烟道1相连通，炉膛出口烟道1与洗涤塔8的入口相连通，洗涤塔8的出口与烟囱9的入口相连通，除尘器3位于炉膛出口烟道1与洗涤塔8之间，臭氧喷枪6设置于除尘器3与洗涤塔8之间的烟道内，除尘器3的出口处设置有用于检测除尘器3出口处烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔8为湿法脱硝洗涤塔；臭氧输入管道经臭氧流量阀7与臭氧喷枪6相连通，尿素输入管道经尿素流量阀5与SNCR喷枪2的入口相连通，NO浓度检测仪的输出端与NO监控器4的输入端相连接，NO监控器4的输出端与臭氧流量阀7的控制端及尿素流量阀5的控制端相连接。
所述臭氧喷枪6包括若干喷射单元61，臭氧输入管道经臭氧喷射管62与各喷射单元61的入口相连通，本发明还包括用于支撑个臭氧喷嘴的支撑架63，SNCR喷枪2伸入炉墙100nm，且相邻SNCR喷枪2之间的竖直方向间距为500mm，各喷射单元61的轴线相平行，各喷射单元61上的喷口数目为6-8个，各喷口的孔径为5mm，各喷射单元61呈阶梯型布置。
锅炉高负荷段，炉膛出口烟道1内的温度处于800℃～900℃区间内，利用SNCR喷枪2向烟气中均匀喷入尿素溶液，使得NOx被还原成N2。NO监控器4对烟道中的NO含量进行检测，当NO浓度超过设定值时，则增大尿素流量阀5的开度，同时减小臭氧流量阀7的开度，将经过臭氧氧化的NO转变成易溶于水的NO2，再经洗涤塔8喷淋吸收，达标烟气由烟囱9排放至大气，当炉膛出口烟道1的温度低于800℃时，NO监控器4对烟道中的NO含量进行检测，烟气中的NO含量没有降低，则减小尿素流量阀5的开度，增大臭氧流量阀7的开度。
SNCR喷枪2由尿素溶液管道、雾化风管道和冷却风管道组成，炉膛出口烟道1内的温度区间处于800℃～900℃，调节尿素流量阀5的开度保证氨氮比在1.1。
臭氧喷枪6的布置位置保证臭氧在进入洗涤塔8之前在烟道停留时间≥0.6s，臭氧喷枪6由若干个喷射单元61组成，呈阶梯型布置，臭氧喷枪6沿水平或垂直方向分布有多根臭氧喷射管62，臭氧喷枪6沿烟气流动方向，多个臭氧喷射管62可以设置为下行阶梯式，也可以布置为上行阶梯式，沿烟气流动方向，臭氧喷射管62的高度逐渐降低；上行阶梯式为：沿烟气流动方向，臭氧喷射管62的高度逐渐升高；每个喷射单元61的轴线相互平行。臭氧喷枪6的材质采用316L，喷射单元61上布置6～8个喷孔，孔径为5mm。
NO监控器4与尿素流量阀5连接，并将控制信号发送给尿素流量阀5调节尿素流量，当炉膛出口烟道1内温度的处于800℃～900℃区间时，调节尿素流量阀5的开度保证氨氮比为1.1，当炉膛出口烟道1温度≤800℃时，调节尿素流量阀5的开度保证氨氮比为0.3。
NO监控器4与臭氧流量阀7连接，当炉膛出口烟道1内的温度处于800℃～900℃区间时，调节臭氧流量阀7的开度保证氨氮比为0.2，当炉膛出口烟道1温度≤800℃时，调节臭氧流量阀7的开度保证氨氮比为1.2。
湿法脱硝洗涤塔8采用常规的多层喷淋塔。
实施例二
参考图2及图3，本实施例与实施例一的区别在于：臭氧喷枪6位于炉膛出口烟道1与洗涤塔8之间的烟道内，炉膛出口烟道1内设置有用于检测炉膛出口烟道1内烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔8为半干法脱硫塔，半干法脱硫塔采用常规的鼓泡塔，烟气自鼓泡塔底部进入。

Claims (6)

1.一种电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，包括炉膛、炉膛出口烟道(1)、洗涤塔(8)、烟囱(9)、除尘器(3)、臭氧喷枪(6)、臭氧输入管道、臭氧流量阀(7)、尿素输入管道、尿素流量阀(5)及NO监控器(4)；
炉膛的出口处设置有若干SNCR喷枪(2)，炉膛的出口与炉膛出口烟道(1)相连通，炉膛出口烟道(1)与洗涤塔(8)的入口相连通，洗涤塔(8)的出口与烟囱(9)的入口相连通，除尘器(3)位于洗涤塔(8)与烟囱(9)之间或者位于炉膛出口烟道(1)与洗涤塔(8)之间；
当除尘器(3)位于炉膛出口烟道(1)与洗涤塔(8)之间时，臭氧喷枪(6)设置于除尘器(3)与洗涤塔(8)之间的烟道内，除尘器(3)的出口处设置有用于检测除尘器(3)出口处烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔(8)为湿法脱硝洗涤塔；
当除尘器(3)位于洗涤塔(8)与烟囱(9)之间时，臭氧喷枪(6)位于炉膛出口烟道(1)与洗涤塔(8)之间的烟道内，炉膛出口烟道(1)内设置有用于检测炉膛出口烟道(1)内烟气NO含量的NO浓度检测仪，洗涤塔(8)为半干法脱硫塔；
臭氧输入管道经臭氧流量阀(7)与臭氧喷枪(6)相连通，尿素输入管道经尿素流量阀(5)与SNCR喷枪(2)的入口相连通，NO浓度检测仪的输出端与NO监控器(4)的输入端相连接，NO监控器(4)的输出端与臭氧流量阀(7)的控制端及尿素流量阀(5)的控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，所述臭氧喷枪(6)包括若干喷射单元(61)，臭氧输入管道经臭氧喷射管(62)与各喷射单元(61)的入口相连通。
3.根据权利要求2所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，还包括用于支撑个臭氧喷嘴的支撑架(63)。
4.根据权利要求1所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，SNCR喷枪(2)伸入炉墙100nm，且相邻SNCR喷枪(2)之间的竖直方向间距为500mm。
5.根据权利要求1所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，各喷射单元(61)的轴线相平行，各喷射单元(61)上的喷口数目为6-8个，各喷口的孔径为5mm。
6.根据权利要求1所述的电站内臭氧氧化协同SNCR的全负荷脱硝装置，其特征在于，各喷射单元(61)呈阶梯型布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4166220A1 (de) * 2021-10-12 2023-04-19 Linde GmbH Verfahren und anordnung zur reduzierung des gehalts von stickstoffoxiden in einem rauchgasstrom

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