CN111939744A - 一种生物质锅炉脱硝系统及生物质锅炉脱硝工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质锅炉脱硝系统，包括锅炉，还包括：氨水模块；混合器，连通有除盐水罐；分配模块；反应炉，底部设有进气口，顶部设有排气口，进气口与排气口之间设有螺旋叶片，螺旋叶片抵接反应炉内壁并与反应炉内壁形成螺旋通道；喷枪，包括若干组，若干喷枪分别设置在反应炉两侧；氨水模块、混合器、分配模块、喷枪、反应炉依次连通设置。本发明还公开生物质锅炉脱硝工艺。本发明通过螺旋叶片结构，增加了氨水溶液与烟气的流动行程，使两者充分接触反应，保证脱硝效果，充分降低氮氧化物的含量。

Description

一种生物质锅炉脱硝系统及生物质锅炉脱硝工艺

技术领域

本发明涉及脱硝技术领域，特别涉及一种生物质锅炉脱硝系统及生物质锅炉脱硝工艺。

背景技术

氮氧化物是大气环境的主要污染物之一，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质，给全球范围的生态环境和人类生活带来了严重的危害。其中，锅炉烟气排放的氮氧化物占绝大部分。目前针对燃煤锅炉脱硝技术基本成熟，但生物质锅炉的烟气有如下特点：炉膛温度差别大,生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉,每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉；生物质中氢元素含量较高，烟气中含水量也高；烟尘含碱金属质量分数较高，可达8％以上；二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大，燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物质量浓度在120～250mg/Nm3波动。现有技术脱硝效率仅为10％～25％，且脱硝效率不稳定，不能达到超低排放50mg/Nm3以下；循环流化床，SNCR技术脱硝效率为40％～60％，且脱硝效率较高但依旧不稳定，不能稳定达到超低排放的效果。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提供一种生物质锅炉脱硝系统，第二方面提供生物质锅炉脱硝工艺，能有效提高脱硝效果。

根据本发明第一方面的一种生物质锅炉脱硝系统，包括锅炉，还包括：氨水模块；混合器，连通有除盐水罐；分配模块；反应炉，底部设有进气口，反应炉顶部设有排气口，进气口与排气口之间设有螺旋叶片，螺旋叶片抵接反应炉内壁并与反应炉内壁形成螺旋通道；喷枪，包括若干组，若干喷枪分别设置在反应炉两侧；氨水模块、混合器、分配模块、喷枪、反应炉依次连通设置。

根据本发明实施例的一种生物质锅炉脱硝系统，至少具有如下有益效果：由于氨水溶液为脱硝系统中的还原剂，利用混合器可以控制氨水的浓度，分配模块可以控制喷枪中氨水溶液的量，从而起到操作还原剂的作用。同时，烟气由反应炉底部进入反应炉内，烟气在反应炉内沿螺旋叶片由下往上运动，而氨水溶液沿螺旋叶片向下运动，螺旋叶片增加了氨水溶液与烟气的流动行程，使两者充分接触反应，同时由于喷枪的分层设置，保证螺旋叶片的各个通道层中氨水溶液的充足，保证脱硝效果，充分降低氮氧化物的含量。

根据本发明的一些实施例，还包括过滤器，过滤器设置在进气管上。

根据本发明的一些实施例，还包括空气预热器，空气预热器设置于过滤器和反应炉之间。

根据本发明的一些实施例，氨水模块包括：氨水储罐，氨水储罐底部设有引流管，引流管连通氨水储罐与混合器；氨水泵，设置在引流管上；回流管，一端与引流管导通，另一端连通氨水泵顶部。

根据本发明的一些实施例，氨水泵包括两组，两组氨水泵并联设置。

根据本发明的一些实施例，分配模块包括：分流器，一侧连通混合器，另一侧与喷枪连接；空气储罐，与分流器连通；气泵，设置在空气储罐与分流器之间。

根据本发明的一些实施例，还包括废水处理池，废水处理池通过排污管连通反应炉。

根据本发明第二方面的生物质锅炉脱硝工艺，包括上述实施例中的生物质锅炉脱硝系统，反应炉进气口处设有空气预热器与过滤器，还包括如下步骤：锅炉烟气经进气口进入反应炉内并控制烟气温度为120至850℃，烟气中初始NOx的浓度为mg/Nm3；利用氨水模块输出氨水溶液，同时利用除盐水模块输出除盐水溶液，氨水溶液和除盐水溶液在混合器内混合并制得氨水浓度为20％的还原剂；还原剂经过分配模块分别流入若干不同位置的喷枪，还原剂借助若干喷枪并在分配模块的作用下喷射进入反应炉中；经反应炉脱硝后，氨水从反应炉底部的废水口排出，烟气从反应炉顶部排气口排出。

根据本发明实施例的生物质锅炉脱硝工艺，至少具有如下有益效果：利用过滤器除去烟气中的水分以及杂质，可以防止烟气中的水分及杂质影响氨水溶液的浓度与化学性质，同时利用空气预热器控制烟气的温度到适当值，保证反应炉内各个参数的精准，从而保证脱硝效率与稳定性。

根据本发明的一些实施例，排气口烟气中NOx的浓度≤50mg/Nm3，氨逃逸率≤10ppm。

根据本发明的一些实施例，氨水与除盐水的重量比例为3:10。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明生物质锅炉脱硝系统的工艺图；

图2为本发明反应炉的结构示意图；

附图标号：锅炉100；进气管110；过滤器120；空气预热器130；氨水储罐210；引流管220；氨水泵230；回流管240；混合器300；分流器410；空气储罐420；气泵430；喷枪500；反应炉600；进气口610；排气口620；螺旋叶片630；除盐水罐700；废水处理池800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例第一方面提供一种生物质锅炉脱硝系统，包括锅炉100，参考图1、图2，还包括：氨水模块，用于向系统内输入氨水溶液；混合器300，连通有除盐水罐700，除盐水罐700通过除盐水泵以及管路连接混合器300；反应炉600，底部设有进气口610，顶部设有排气口620，锅炉100通过进气管110连通进气口610，进气口610与排气口620之间设有螺旋叶片630，螺旋叶片630抵接反应炉600内壁并与反应炉600内壁形成螺旋通道，喷枪500分别设置在反应炉600两侧。本实施例中，反应炉600包括圆柱型的筒体、焊接在筒体下端的下盖以及铰接在筒体上端的上盖，螺旋叶片630的叶片尺寸与反应炉600内径相匹配，螺旋叶片630的轴线处沿竖直方向设有支撑杆，支撑杆上下两端分别抵接上盖与下盖从而保证螺旋叶片630的固定安装；喷枪500，包括若干组，若干喷枪500分别设置在反应炉600的两侧，本实施例中，喷枪500共包括8组，反应炉600的左右两侧沿竖直方向各设有4组喷气口，喷枪500设置于喷气口内并与螺旋通道连通；氨水模块、混合器300、分配模块、喷枪500、反应炉600依次连通设置，氨水溶液经氨水模块流出，并流入混合器300内与除盐水混合稀释到一定浓度，再经分配模块流入不同的喷枪500中最终射入反应炉600内。

根据本发明实施例的一种生物质锅炉脱硝系统，至少具有如下有益效果：由于氨水溶液为脱硝系统中的还原剂，利用混合器可以控制氨水的浓度，分配模块可以控制喷枪中氨水溶液的量，从而起到操作还原剂的作用。同时，烟气由反应炉底部进入反应炉内，烟气在反应炉内沿螺旋叶片由下往上运动，而氨水溶液沿螺旋叶片向下运动，螺旋叶片增加了氨水溶液与烟气的流动行程，使两者充分接触反应，同时由于喷枪的分层设置，保证螺旋叶片的各个通道层中氨水溶液的充足，保证脱硝效果，充分降低氮氧化物的含量。

在本发明的一些实施例中，还包括过滤器120，过滤器120设置在进气管110上，本实施例中，过滤器120内设有过滤网以及活性炭等材料，烟气经过过滤器120后可以通过过滤器120吸收烟气内的固体杂质以及水分，防止烟气内水分与杂质影响反应炉600内的脱硝反应。

在本发明的一些实施例中，还包括空气预热器130，空气预热器130设置于过滤器120和反应炉600之间。空气预热器130具有控温效果，烟气经过空气预热器130可达到预设的稳定，保证脱硝效率。

在本发明的一些实施例中，氨水模块包括：氨水储罐210，氨水储罐210底部设有引流管220，引流管220连通氨水储罐210与混合器300；氨水泵230，设置在引流管220上；回流管240，一端与引流管220导通，另一端连通氨水泵230顶部。氨水储罐210的作用在于提供氨水，其氨水来源于外部的氨水槽车，回流管240的作用在于当引流管220内的氨水流量超过需求量时，可通过回流管240导回氨水储罐210内，方便氨水的流量把控。

在本发明的一些实施例中，氨水泵230包括两组，两组氨水泵230并联设置。并联的两组氨水泵230其中一台正常使用，一台为备用，从而保证为系统稳定提供氨水。

在本发明的一些实施例中，分配模块包括：分流器410，一侧通过管路连通混合器300，另一侧分流呈多个管路并一一对应地连接喷枪500；空气储罐420，通过排气管与分流器410连通，其中排气管上设有控制气体排放的气阀；气泵430，设置在空气储罐420与分流器410之间的排气管上，适于控制气体流速。通过设置分流器等结构可以将氨水溶液分流至多个喷枪内，具有液体分流的作用，空气储罐的作用在于控制氨水溶液的流速与流量，从而把控喷枪处的氨水量。需要说明的是，分流器为市面上常用的节流式液体分配器，其分液结构为现有技术中流体管路的常用结构，本发明不做详细描述。

在本发明的一些实施例中，还包括废水处理池800，废水处理池800通过排污管连通反应炉600。本实施例中，反应炉600底部设有排水口，排污管与排水口连通，脱硝反应后的氨水溶液沿螺旋通道向下流动并在重力作用下汇入排水口中，最终经过排污管流入废水处理池800内，从而实现反应炉600内废水的处理排放。

本发明实施例第二方面提供生物质锅炉脱硝工艺，包括上述实施例中的生物质锅炉脱硝系统，反应炉600进气口610处设有空气预热器130与过滤器120，还包括如下步骤：锅炉100烟气经进气口610进入反应炉600内，并依次经过过滤器120与空气预热器130控制烟气温度为120至850℃，烟气中初始NOx的浓度为mg/Nm3；利用氨水模块输出氨水溶液，同时利用除盐水模块输出除盐水溶液，氨水溶液和除盐水溶液在混合器300内混合并制得氨水浓度为20％的还原剂；还原剂经过分配模块分别流入若干不同位置的喷枪500，还原剂借助多个喷枪500并在分配模块的作用下喷射进入反应炉600中；经反应炉600脱硝后，氨水从反应炉600底部的废水口排出，烟气从反应炉600顶部排气口620排出。

根据本发明实施例的生物质锅炉脱硝工艺，至少具有如下有益效果：利用过滤器除去烟气中的水分以及杂质，可以防止烟气中的水分及杂质影响氨水溶液的浓度与化学性质，同时利用空气预热器控制烟气的温度到适当值，保证反应炉内各个参数的精准，从而保证脱硝效率与稳定性。

在本发明的一些实施例中，排气口620烟气中NOx的浓度≤50mg/Nm3，氨逃逸率≤10ppm。

在本发明的一些实施例中，氨水与除盐水的重量比例为3:10。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种生物质锅炉脱硝系统，包括锅炉，其特征在于，还包括：

氨水模块；

混合器，连通有除盐水罐；

分配模块；

反应炉，底部设有进气口，所述反应炉顶部设有排气口，所述进气口与所述排气口之间设有螺旋叶片，所述螺旋叶片抵接所述反应炉内壁并与所述反应炉内壁形成螺旋通道；

喷枪，包括若干组，若干所述喷枪分别设置在所述反应炉两侧；

所述氨水模块、所述混合器、所述分配模块、所述喷枪、所述反应炉依次连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置在所述进气管上。

3.根据权利要求2所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，还包括空气预热器，所述空气预热器设置于所述过滤器和所述反应炉之间。

4.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，所述氨水模块包括：

氨水储罐，所述氨水储罐底部设有引流管，所述引流管连通所述氨水储罐与所述混合器；

氨水泵，设置在所述引流管上；

回流管，一端与所述引流管导通，另一端连通所述氨水泵顶部。

5.根据权利要求4所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，所述氨水泵包括两组，两组所述氨水泵并联设置。

6.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，所述分配模块包括：

分流器，一侧连通所述混合器，另一侧与所述喷枪连接；

空气储罐，与所述分流器连通；

气泵，设置在所述空气储罐与所述分流器之间。

7.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉脱硝系统，其特征在于，还包括废水处理池，所述废水处理池通过排污管连通所述反应炉。

8.生物质锅炉脱硝工艺，包括如权利要求1所述的生物质锅炉脱硝系统，所述进气口处设有空气预热器与过滤器，其特征在于，还包括如下步骤：

所述锅炉的烟气经所述进气口进入所述反应炉内并控制烟气温度为120至850℃，烟气中初始NOx的浓度为mg/Nm3；

利用氨水模块输出氨水溶液，同时利用所述除盐水罐输出除盐水溶液，氨水溶液和除盐水溶液在所述混合器内混合并制得氨水浓度为20％的还原剂；

还原剂经过所述分配模块分别流入若干不同位置的喷枪，还原剂借助所述喷枪并在分配模块的作用下喷射进入所述反应炉中；

经反应炉脱硝后，氨水从所述反应炉底部的废水口排出，烟气从所述排气口排出。

9.根据权利要求8所述的生物质锅炉脱硝工艺，其特征在于，排气口烟气中NOx的浓度≤50mg/Nm3，氨逃逸率≤10ppm。

10.根据权利要求8所述的生物质锅炉脱硝工艺，其特征在于，氨水与除盐水的重量比例为3:10。

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