CN114432881A - 一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，涉及尾气处理技术领域。该工艺包括以下步骤：将喷氨格栅设置于脱硝装置和省煤器之间，并通过喷氨格栅在脱硝装置的入口处分区，得到若干分区入口；将脱硝装置的出口处进行分区，得到和分区入口相互匹配的分区出口，针对各分区出口进行烟气特征采集，并根据烟气特征进行喷氨处理，其中，在进行烟气特征采集的步骤中，包括：通过NOx快速分析仪实时监测各分区出口的NOx浓度；根据各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化，其中，分区入口优化包括通过分区入口调节门调整各分区入口的氨气喷入量。其可以实时检测不同区域的NOx浓度，并根据NOx浓度进行喷氨量调整，从而提高对尾气处理的效率。

Description

一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，具体而言，涉及一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺。

背景技术

燃煤锅炉的主要大气污染物是燃烧过程中产生的氮氧化物NOx，目前电站锅炉多采用SCR脱硝系统来降低烟气中的NOx浓度。其中SCR脱硝技术，即选择性催化还原法脱硝技术，其主要利用对NOx的还原特性，NOx即为氮氧化合物，在催化剂的作用下将NOx还原为对环境无害的氮气(N2)和水(H2O)。实际应用中，SCR脱硝装置一般位于省煤器与空气预热器之间，烟气流经省煤器后进入SCR脱硝装置，通常在脱硝装置入口设置喷氨格栅，使还原剂与烟气中的氮氧化物进行反应。为了提升脱硝效率，可采用SCR分区喷氨技术，即将脱硝入口喷氨格栅分成若干分区，针对各分区内烟气特征进行精准喷氨，同时将SCR脱硝装置出口进行分区并与上游喷氨格栅分区一一对应。

为了实现精准喷氨，需要根据SCR脱硝装置出口分区NOx浓度值对各分区喷氨量进行调整。在现有技术中，通常采用依次从脱硝装置出口各分区进行烟气采样并分析的方法，导致采样过程不同步，所测得各分区NOx浓度并非同一时刻下脱硝装置出口截面的NOx浓度，或通过设置储气模块使烟气分析仪轮巡分析的气体为同一时刻样气，但总体测量数据存在迟滞问题(非实时)，将对喷氨总量以及分区喷氨量调整造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，解决现有技术的不足，其可以实时检测不同区域的NOx浓度，并根据NOx浓度进行喷氨量的调整，从而提高对尾气处理的效率。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，包括以下步骤：

分区步骤，将喷氨格栅设置于脱硝装置和省煤器之间，并通过所述喷氨格栅在所述脱硝装置的入口处分区，得到若干分区入口；

还原步骤，将脱硝装置的出口处进行分区，得到和所述分区入口相互匹配的分区出口，针对各分区出口进行烟气特征采集，并根据所述烟气特征进行喷氨处理，其中，在进行烟气特征采集的步骤中，包括：通过NOx快速分析仪实时监测各分区出口的NOx浓度；

处理步骤，根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化，其中，所述分区入口优化包括通过分区入口调节门调整各分区入口的氨气喷入量。

该用于燃煤锅炉尾气处理的工艺可以实时检测不同区域的NOx浓度，并根据NOx浓度进行喷氨量的调整，从而提高对尾气处理的效率。

在本发明的一些实施例中，在进行烟气特征采集的步骤中，还包括：

在脱硝装置的各个分区出口布置一次性取样支管，并在所述一次性取样支管的延伸方向间隔设置多个烟气取样口，且多个所述烟气取样口在所述分区出口方向上的投影位于所述分区出口所在平面的中部位置。

在本发明的一些实施例中，在布置一次性取样支管的步骤中，还包括：

在各个所述一次性取样支管的端口处连接一次取样汇流支管，多根所述一次取样汇流支管远离所述一次性取样支管的一端和一次取样母管流体连通，每一根所述一次性取样支管上均连接一套所述NOx快速分析仪。

在本发明的一些实施例中，在所述一次性取样支管的延伸方向间隔设置多个烟气取样口的步骤中，还包括：

多个所述烟气取样口位于同一水平截面上，且多个所述烟气取样口的口径相同。

在本发明的一些实施例中，所述一次性取样支管包括若干异径圆管，相邻所述圆管之间通过大小头相互连通。

在本发明的一些实施例中，所述异径圆管的孔径范围分别为：

38-40mm、45-47mm、57-59mm和88-90mm。

一次性取样支管包括依次串联的多个异径圆管，异径圆管的内径依次降低；任一异径圆管均设有烟气取样口，取样探杆设于内径最大的异径圆管内。本发明通过设置一次性取样支管的内径依次降低，如此随着各烟气取样口进行烟气取样后，一次性取样支管内烟气流量逐级增大，相应一次性取样支管直径随流量增大逐级增大，便于烟气的流动和保证一定的流速。

在本发明的一些实施例中，在所述一次取样母管的背离所述一次取样汇流支管的一侧连接有负压发生器；

其中，在一次取样过程中，

通过布置于所述脱硝装置各分区出口的所述烟气取样口，将取样烟气吸取至所述一次性取样支管内，所述取样烟气流经对应所述一次性取样支管的一次汇流支管后汇集到所述一次取样母管中，随后再利用负压发生器进行抽吸，使得所述取样烟气返回；

在二次取样过程中，

通过所述NOx快速分析仪伸入所述一次性取样支管内的取样探杆进行烟气的二次取样，随后将二次取样烟气送至NOx快速分析仪进行NOx浓度分析。

本发明通过设置负压发生器，安装时可将负压发生器的烟气出口伸入烟道内，如此可通过负压发生器对一次性取样支管进行抽吸便于烟气流入一次性取样支管内，然后烟气从负压发生器的烟气出口返回烟道内，防止了烟气外排。可选地，本实施例的负压发生器采用现有常用的设备，比如真空发生器、抽气泵等。

在本发明的一些实施例中，在所述脱硝装置的出口烟道进行保温处理，其中，所述保温处理包括敷设至少100mm的保温层。

在本发明的一些实施例中，在根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化的步骤中，还包括：

根据各分区出口的NOx浓度分布测量结果，并计算二级阀调节调量。

在本发明的一些实施例中，在分区入口优化中包括以下公式：

CV＝σV/Xo×100(％)

σV＝Σ(Xi-Xo)2/(n-1)

式中：Xo：平均NOx浓度；Xi：各分区NOx浓度；n：分区数量；σV：标准偏差。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

该用于燃煤锅炉尾气处理的工艺可以实时检测不同区域的NOx浓度，并根据NOx浓度进行喷氨量的调整，从而提高对尾气处理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的多个一次性取样支管的分布图；

图2为本发明实施例提供的尾气监测系统的局部剖视图；

图3为本发明实施例提供的一次性取样支管和一次取样汇流支管位置的局部剖视图；

图4为本发明实施例提供的分区入口优化的示意图。

图标：1-一次性取样支管；2-NOx快速分析仪；3-烟气取样口；4-取样探杆；6-负压发生器；7-一次取样汇流支管；8-一次取样母管；9-烟道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1-图4，本实施例提供了一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其包括以下步骤：

分区步骤，将喷氨格栅设置于脱硝装置和省煤器之间，并通过所述喷氨格栅在所述脱硝装置的入口处分区，得到若干分区入口；

还原步骤，将脱硝装置的出口处进行分区，得到和所述分区入口相互匹配的分区出口，针对各分区出口进行烟气特征采集，并根据所述烟气特征进行喷氨处理，其中，在进行烟气特征采集的步骤中，包括：通过NOx快速分析仪2NOx实时监测各分区出口的NOx浓度；

处理步骤，根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化，其中，所述分区入口优化包括通过分区入口调节门调整各分区入口的氨气喷入量。

值得说明的是，利用脱硝装置完成对燃煤锅炉尾气处理，利用喷氨栅格喷射氨气来对NOx进行还原反应，将NOx还原为对环境无害的氮气和水。将脱硝装置入口截面处的喷氨栅格分成多个分区入口，可通过喷氨栅格针对各分区入口内气体特征进行精准喷氨，不同的分区入口由于NOx量不同，需要的氨气量也不同。通过实时同步检测在多个分区出口处的NOx浓度，可使每个分区出口的气体取样实时同步进行，在各分区出口同步取样的气体同步进行检测分析后得到NOx浓度信息处理结果，由此可保证检测到的各分区出口NOx浓度的同步性和实时性，由此可保证喷氨栅格喷射氨气到对应的分区入口具有同步性，从而保证高效、实时地对同一脱硝装置入口截面、同一时刻的烟气进行分析，从而解决了测量各分区NOx浓度并非同一时刻、测量值滞后等问题，提高脱硝效率。

因此，该用于燃煤锅炉尾气处理的方法能够实现高效、实时地对同一脱硝装置入口截面、同一时刻的烟气进行分析，解决了测量各分区NOx浓度并非同一时刻、测量值滞后等问题，极大的提高了脱硝效率。

可选的，在进行烟气特征采集的步骤中，还包括：

在脱硝装置的各个分区出口布置一次性取样支管1，并在所述一次性取样支管1的延伸方向间隔设置多个烟气取样口3，且多个所述烟气取样口3在所述分区出口方向上的投影位于所述分区出口所在平面的中部位置。

具体的，各一次取样支管烟道9内一端分设有三个烟气取样口3，且所有烟气取样口3布置在脱硝出口各对应分区的正中间位置，烟道9外一端接在相应一次取样汇流支管7的上游，而所有一次取样汇流支管7的下游连通于一次取样母管8，一次取样母管8下游接负压发生器6，负压发生器6烟气出口伸入原烟道9内；每根一次取样支管上设置一套NOx快速分析仪2NOx，所有NOx快速分析仪2NOx采用同一规格型号、测量响应时间T90＜5s、取样气量介于0.5-5L/min之间；一次取样支管的流量比NOx快速分析仪2NOx取烟气的取样气量大两个数量级以上，且流速不低于10m/s。

在本实施例中，在布置一次性取样支管1的步骤中，还包括：

在各个所述一次性取样支管1的端口处连接一次取样汇流支管7，多根所述一次取样汇流支管7远离所述一次性取样支管1的一端和一次取样母管8流体连通，每一根所述一次性取样支管1上均连接一套所述NOx快速分析仪2NOx。

值得说明的是，本实施例的NOx快速分析仪2NOx采用现有常用的装置，具体型号不做赘述。取样探杆4为NOx快速分析仪2NOx自身配套的装置，具体型号不做赘述。

值得说明的是，本发明通过设置负压发生器6，安装时可将负压发生器6的烟气出口伸入烟道9内，如此可通过负压发生器6对一次性取样支管1进行抽吸便于烟气流入一次性取样支管1内，然后烟气从负压发生器6的烟气出口返回烟道9内，防止了烟气外排。可选地，本实施例的负压发生器6采用现有常用的设备，比如真空发生器、抽气泵等。

在本实施例中，在所述一次性取样支管1的延伸方向间隔设置多个烟气取样口3的步骤中，还包括：

多个所述烟气取样口3位于同一水平截面上，且多个所述烟气取样口3的口径相同。

可以理解的是，上述烟气取样口3布置于烟道9同一水平截面上，且烟气取样口3径一致，以保证脱硝出口烟道9同一截面烟气取样。

可选的，所述一次性取样支管1包括若干异径圆管，相邻所述圆管之间通过大小头相互连通。

同时，所述异径圆管的孔径范围分别为：38-40mm、45-47mm、57-59mm和88-90mm。

具体的，一次性取样支管1包括依次串联的多个异径圆管，异径圆管的内径依次降低；任一异径圆管均设有烟气取样口3，取样探杆4设于内径最大的异径圆管内。

本发明通过设置一次性取样支管1的内径依次降低，如此随着各烟气取样口3进行烟气取样后，一次性取样支管1内烟气流量逐级增大，相应一次性取样支管1直径随流量增大逐级增大，便于烟气的流动和保证一定的流速。

在本实施例中，在所述一次取样母管8的背离所述一次取样汇流支管7的一侧连接有负压发生器6；

其中，在一次取样过程中，

通过布置于所述脱硝装置各分区出口的所述烟气取样口3，将取样烟气吸取至所述一次性取样支管1内，所述取样烟气流经对应所述一次性取样支管1的一次汇流支管后汇集到所述一次取样母管8中，随后再利用负压发生器6进行抽吸，使得所述取样烟气返回；

在二次取样过程中，

通过所述NOx快速分析仪2NOx伸入所述一次性取样支管1内的取样探杆4进行烟气的二次取样，随后将二次取样烟气送至NOx快速分析仪2NOx进行NOx浓度分析。

申请人经研究发现，一次性取样支管1大流量、高流速取样，虽然因空间布置原因导致一次取样支管长短不一，但仍可保证到达各NOx快速分析仪2NOx安装处的烟气近似为同一截面、同一时刻的烟气，从而提高NOx浓度分区测量的同步性和实时性。

同时为了进一步提高NOx浓度分区测量的同步性和实时性，各NOx快速分析仪2NOx采用同一规格型号，且二次取样过程同步进行。

可选的，在所述脱硝装置的出口烟道9进行保温处理，其中，所述保温处理包括敷设至少100mm的保温层。

具体的，本实施例的保温层可采用泡沫层、岩棉板等。

可选的，在根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化的步骤中，还包括：

根据各分区出口的NOx浓度分布测量结果，并计算二级阀调节调量。

在分区入口优化中包括以下公式：

CV＝σV/Xo×100(％)

σV＝Σ(Xi-Xo)2/(n-1)

式中：Xo：平均NOx浓度；Xi：各分区NOx浓度；n：分区数量；σV：标准偏差。

综上所述，本发明的实施例提供了一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺。该用于燃煤锅炉尾气处理的工艺包括以下步骤：分区步骤，将喷氨格栅设置于脱硝装置和省煤器之间，并通过所述喷氨格栅在所述脱硝装置的入口处分区，得到若干分区入口；还原步骤，将脱硝装置的出口处进行分区，得到和所述分区入口相互匹配的分区出口，针对各分区出口进行烟气特征采集，并根据所述烟气特征进行喷氨处理，其中，在进行烟气特征采集的步骤中，包括：通过NOx快速分析仪2NOx实时监测各分区出口的NOx浓度；处理步骤，根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化，其中，所述分区入口优化包括通过分区入口调节门调整各分区入口的氨气喷入量。其可以实时检测不同区域的NOx浓度，并根据NOx浓度进行喷氨量的调整，从而提高对尾气处理的效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

分区步骤，将喷氨格栅设置于脱硝装置和省煤器之间，并通过所述喷氨格栅在所述脱硝装置的入口处分区，得到若干分区入口；

还原步骤，将脱硝装置的出口处进行分区，得到和所述分区入口相互匹配的分区出口，针对各分区出口进行烟气特征采集，并根据所述烟气特征进行喷氨处理，其中，在进行烟气特征采集的步骤中，包括：通过NOx快速分析仪实时监测各分区出口的NOx浓度；

处理步骤，根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化，其中，所述分区入口优化包括通过分区入口调节门调整各分区入口的氨气喷入量。

2.根据权利要求1所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在进行烟气特征采集的步骤中，还包括：

在脱硝装置的各个分区出口布置一次性取样支管，并在所述一次性取样支管的延伸方向间隔设置多个烟气取样口，且多个所述烟气取样口在所述分区出口方向上的投影位于所述分区出口所在平面的中部位置。

3.根据权利要求2所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在布置一次性取样支管的步骤中，还包括：

在各个所述一次性取样支管的端口处连接一次取样汇流支管，多根所述一次取样汇流支管远离所述一次性取样支管的一端和一次取样母管流体连通，每一根所述一次性取样支管上均连接一套所述NOx快速分析仪。

4.根据权利要求2所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在所述一次性取样支管的延伸方向间隔设置多个烟气取样口的步骤中，还包括：

多个所述烟气取样口位于同一水平截面上，且多个所述烟气取样口的口径相同。

5.根据权利要求2所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，所述一次性取样支管包括若干异径圆管，相邻所述圆管之间通过大小头相互连通。

6.根据权利要求5所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，所述异径圆管的孔径范围分别为：

38-40mm、45-47mm、57-59mm和88-90mm。

7.根据权利要求3所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在所述一次取样母管的背离所述一次取样汇流支管的一侧连接有负压发生器；

其中，在一次取样过程中，

通过布置于所述脱硝装置各分区出口的所述烟气取样口，将取样烟气吸取至所述一次性取样支管内，所述取样烟气流经对应所述一次性取样支管的一次汇流支管后汇集到所述一次取样母管中，随后再利用负压发生器进行抽吸，使得所述取样烟气返回；

在二次取样过程中，

通过所述NOx快速分析仪伸入所述一次性取样支管内的取样探杆进行烟气的二次取样，随后将二次取样烟气送至NOx快速分析仪进行NOx浓度分析。

8.根据权利要求1所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在所述脱硝装置的出口烟道进行保温处理，其中，所述保温处理包括敷设至少100mm的保温层。

9.根据权利要求1所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在根据所述各分区出口的NOx浓度进行分区入口优化的步骤中，还包括：

根据各分区出口的NOx浓度分布测量结果，并计算二级阀调节调量。

10.根据权利要求9所述的用于燃煤锅炉尾气处理的工艺，其特征在于，在分区入口优化中包括以下公式：

CV＝σV/Xo×100(％)

σV＝Σ(Xi-Xo)2/(n-1)

式中：Xo：平均NOx浓度；Xi：各分区NOx浓度；n：分区数量；σV：标准偏差。

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