CN112337279A - 一种用于燃煤锅炉的烟气深度脱硝技术及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃煤锅炉的烟气深度脱硝技术及装置，它包括氨基脱硝剂制备系统、氨基脱硝剂喷射系统等组成，其中脱硝剂制备系统包括稀释水控制装置、蒸汽流量控制装置、混合装置和微波雾化器，氨基脱硝剂制备系统通过氨基脱硝剂喷射系统与锅炉相连，氨基脱硝剂喷射系统包括气体稳压平衡箱和喷枪。在锅炉烟气出口管路上设置NOx浓度检测探头，检测信号反馈至蒸汽流量控制装置和稀释水控制装置，可以随时根据实际工况调整氨基溶液浓度和蒸汽流量。本发明具有烟气脱硝效率高、工艺简单、占地面积小,投资低等优点，特别适用于中小工业锅炉和供热锅炉的烟气中氮氧化物的脱除，满足我国日益严格的燃煤锅炉烟气氮氧化物排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染控制领域，特别涉及燃煤锅炉脱硝技术领域。
背景技术
燃煤锅炉被广泛应用于各个领域，如火力发电厂。作为燃煤锅炉的主要燃料——煤燃烧后产生的大气污染物主要有二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、烟尘等。我国NOx的污染已经非常严重。近年来，随着环保要求的逐渐提高，为了降低电厂烟气中NOx的排放量，许多行业（如电力、化工、钢铁、水泥、垃圾焚烧等）的相关设备纷纷增设高效烟气脱硝装置，部分区域脱硝装置已进行超低排放的改造。
目前国内燃煤锅炉脱硝技术主要采用的工艺路线为选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。
选择性催化还原法即SCR，是在专有的反应器内喷入氨或尿素等氨基还原剂，还原剂将烟气中氮氧化物选择性催化还原为氮气和水。选择性催化还原法脱硝率高达90%，是最成熟的脱硝技术，但存在价格贵、需要对锅炉本体进行改造、占地面积大、催化剂需要定期更换等缺点。对于规模不大的工业锅炉和供热锅炉，SCR法虽然可以实现烟气超低排放的目标却也存在以下问题。
1. 对于工业锅炉和供热锅炉，其出口烟气温度为150℃，而SCR脱硝工艺需要的反应窗口的温度为320～400℃，为达到超低排放要求，需要对原有锅炉进行改造，这样就增加的改造的费用，约占脱硝费用的三分之一。与此同时，锅炉改造也会影响锅炉原有的热平衡，从而使脱硝效率降低，也会造成省煤器的低温腐蚀。
2. 运行费用高，催化剂消耗大更换频率快，每三年左右就要更换，同时催化剂会增加系统的阻力，造成引风机的电耗增加。
3. 因为有催化剂参与反应增加了设备投资成本和占地面积。
选择性非催化还原法即SNCR，是将液氨和尿素等还原剂喷入锅炉炉膛内，在850~1000℃左右炉膛温度下，与氮氧化物物反应，生成氮气和水，从而到达脱除烟气中氮氧化物的目的。
虽然选择性非催化还原法具有系统简单、投资费用低、占地面积小，不需要催化剂等优点，但其脱硝效率只有30～60% ，很难满足日益严格的环保排放标准。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于燃煤锅炉的烟气深度脱硝技术及装置，具有成本低、工艺简单、原系统破坏力小、脱硝效率高的特点,满足实现氮氧化物的超低排放，尤其适用于中小工业锅炉和供热锅炉。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：它包括氨基脱硝剂制备系统、氨基脱硝剂喷射系统和锅炉，其中脱硝剂制备系统包括稀释水控制装置、蒸汽流量控制装置、混合装置和微波雾化器，氨基脱硝剂制备系统通过氨基脱硝剂喷射系统与锅炉相连，氨基脱硝剂喷射系统包括气体稳压平衡箱和喷枪。锅炉产生的废蒸汽通过蒸汽流量控制装置和氨基脱硝溶液分别引入微波雾化器，氨基溶液的浓度由稀释水控制装置调节，溶液在微波雾化器内被加热、雾化、汽化，汽化后的蒸汽和氨气混合物，通过气体稳压平衡箱和喷枪均匀喷入燃煤锅炉炉膛中。在锅炉烟气出口管路上设置NOx浓度检测探头，检测信号反馈至蒸汽流量控制装置和稀释水控制装置，可以随时根据实际工况调整氨基溶液浓度和蒸汽流量。
本发明引入锅炉产生的废蒸汽，水蒸汽与氨基脱硝剂混合喷入炉膛，水蒸汽起到了分散剂的作用，同时水蒸气与炽热的碳也进行化学反应，脱除部分NO，大大提高系统脱硝总效率。
本发明与现有技术比较具有以下优点和有益的效果。
1)氨基脱硝溶液在进入锅炉前就被蒸汽加热到了300℃以上，使得NOx很快与其发生发应，减少了氨基脱硝溶液加热的时间，延长了脱硝反应时间，提高了脱硝效率。
2)蒸汽参与脱硝反应，并促进氨气和烟气的均匀混合，提高脱硝效率。
3)热源来自锅炉自身产生的废蒸汽，实现了热能的循环利用，提高了能源的利用效率。
4)增加了信号反馈机制，可以根据NOx浓度实时对蒸汽流量和氨基脱硝溶液浓度的调整，保证脱硝效率同时，控制氨逃逸。
5)在提高脱硝效率的同时，系统简单，特别适用于工业锅炉和供热锅炉烟气脱硝。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明烟气深度脱硝技术及装置示意图。
具体实施方式
参看图1，稀释水通过稀释水控制装置8与氨基脱硝溶液在混合装置7中进行混合稀释，锅炉4产生的废蒸汽经由蒸汽流量控制装置6，与混合稀释后的氨基脱硝溶液一起进入微波雾化器1中进行加热、雾化、汽化。汽化过后的氨气蒸汽混合气体经由气体稳压平衡箱2，通过喷枪3均匀喷入锅炉4炉膛中，在炉膛中与烟气中的氮氧化物发生脱硝反应，生成氮气和水，从而实现烟气中氮氧化物的脱除。锅炉4出口烟气的NOx浓度，由NOx浓度检测探头5进行实时监测，并将信号反馈到蒸汽流量控制装置6以及稀释水控制装置8。实现对蒸汽流量以及氨基脱硝溶液浓度的调节，以保证氮氧化物达标排放，同时控制氨逃逸。
Claims (2)
1.一种用于燃煤锅炉的烟气深度脱硝技术及装置，它包括氨基脱硝剂制备系统、氨基脱硝剂喷射系统和锅炉（4），其特征在于，所述的脱硝剂制备系统包括稀释水控制装置（8）、蒸汽流量控制装置（6）、混合装置（7）和微波雾化器（1），氨基脱硝剂制备系统通过氨基脱硝剂喷射系统与锅炉（4）相连，所述的氨基脱硝剂喷射系统包括气体稳压平衡箱（2）和喷枪（3）。
2.根据权利要求1所述的用于燃煤锅炉的烟气深度脱硝技术及装置，其特征在于，在锅炉（4）烟气出口管路上设置NOx浓度检测探头（5），检测信号反馈至蒸汽流量控制装置（6）和稀释水控制装置（8），可以随时根据实际工况调整氨基溶液浓度和蒸汽流量。
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