CN115445414B - 锅炉烟气处理系统及工艺 - Google Patents
锅炉烟气处理系统及工艺Info
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Abstract
本申请提供一种锅炉烟气处理系统及工艺，结合燃料分级燃烧、SNCR脱硝、SCR脱硝和烟气再循环的方法，将锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物除掉，提供了一种集多种方法、多方位除掉氮氧化物的系统，避免了SNCR和SCR联合脱硝过程中，未能降低燃煤燃烧过程中产生的氮氧化物，导致SNCR和SCR联合脱硝处理压力大、易造成氨逃逸以及脱硝效果差的问题，且本申请的系统在SCR脱硝过程中，尿素的热解是利用炉膛烟气余热加热空气，无需额外的加热设备，具有充分利用烟气余热以及减少生产成本的有益效果，不仅可节约生产支出，还具有节约场地的作用。
Description
技术领域
本申请涉及锅炉烟气处理技术领域，尤其涉及一种锅炉烟气处理系统及工艺。
背景技术
燃煤电厂烟气中的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，当前国内外控制NOx排放的主要技术可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硝。燃烧前脱硝难度大、成本高、处理程序较复杂，应用较少，尚需开展更多研究。燃烧中脱硝是指抑制NOx在燃烧过程中的生成量，主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、低过量空气燃烧和低NOx燃烧器。燃烧后脱硝是指把燃烧生成的NOx通过一定方法还原成为氮气，分干法和湿法两种，干法有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、非选择性催化还原(NSCR)、活性炭吸附法、分子筛、联合脱硫脱硝方法及等离子体法等；湿法分别有采用水、酸、碱液吸收法、吸收还原法和氧化吸收法等。燃烧后脱硝由于技术成熟性、投资成本、脱硝效率及运行操作等原因，在火电厂应用较多的是SCR、SNCR技术。
SCR脱硝效率高可达80～90％，SNCR脱硝效率一般≤60％。但是单用SCR或SNCR技术的脱硝存在一定的弊端：SCR脱硝效率虽然高但是工程造价也高，SNCR工程造价低但是脱硝效率差，现有的技术多采用SNCR和SCR联合脱硝方案，目的是结合SNCR工程造价低和SCR脱硝效率高的特点，这种方案中，由于SNCR和SCR脱硝的方式属于燃烧后脱硝，因而未能降低燃烧过程产生的氮氧化物的量，因而会造成SNCR和SCR脱硝过程较大的处理压力，极易造成氨逃逸，从而导致锅炉烟气的脱硝效果差。
发明内容
本申请提供一种锅炉烟气处理系统及工艺，用以解决上述现有脱硝方案中采用SNCR和SCR联合脱硝方案中，处理压力大、易造成氨逃逸，导致锅炉烟气的脱硝效果差的问题。
第一方面，本申请提供一种锅炉烟气处理系统，包括：依次串联的煤粉仓、炉膛、烟道、除尘器、第一风机和烟囱；
炉膛包括炉膛本体以及自炉膛本体四角由下而上分布的一次风口、二次风口和燃尽风口；煤粉仓与一次风口连接，二次风口连接有天然气储罐；
烟道包括与炉膛连接的水平部分和竖直部分，烟道的竖直部分自上而下依次设置有省煤器、SCR脱硝催化床和空预器，省煤器和SCR脱硝催化床之间的烟道内设置有喷氨栅格；
喷氨栅格与尿素热解炉连接，尿素热解炉与尿素溶液储罐连接；尿素热解炉通过热风管道与第二风机连接，热风管道的部分管道盘曲设置于烟道的水平部分内；
除尘器和烟道的出口之间通过管道连接有第三风机的输入口，第三风机的输出口与二次风口连接；
尿素溶液储罐还与设置炉膛侧面的喷枪连接，喷枪设置于燃尽风口和炉膛的折烟角之间，且穿过炉膛的侧壁伸入炉膛内，喷枪设置有多层。
可选地，第一风机和烟囱之间还设置有脱硫装置，脱硫装置还与尿素热解炉连接。
可选地，脱硫装置包括依次串联的硫酸铵储槽、预洗塔、除硫塔和工艺水储槽；
预洗塔下部的进气口与第一风机的输出端连接，预洗塔顶部的出气口与除硫塔下部的进气口连通，除硫塔顶部的出气口与烟囱连通；
除硫塔自上而下依次设置有电除雾器、清水喷淋层和氨水喷淋层；
清水喷淋层与工艺水储槽连接，氨水喷淋层与氨水储槽连接；
预洗塔内部设置有预洗喷淋层，预洗喷淋层与除硫塔下部的排液口连通，预洗塔下部的排液口与硫酸铵储槽连通；
氨水储槽与尿素热解炉连接。
可选地，除尘器和第一风机之间设置有除汞器；除汞器中装填有汞吸收剂，汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
第二方面，本申请提供一种锅炉烟气处理工艺，包括：步骤一，将煤粉仓中的煤粉通过一次风口与一次风一同鼓入炉膛内，进行主燃燃烧；
步骤二，将天然气储罐内的天然气通过二次风口与二次风一同鼓入炉膛内进行再燃燃烧；
步骤三，将空气通过燃尽风口鼓入炉膛内进行燃尽燃烧；
步骤四，将尿素溶液储罐中的尿素溶液通过喷枪喷入炉膛内；
步骤五，将炉膛排出的烟气经过省煤器降温后得到待脱硝烟气，待脱硝烟气与通过尿素热解炉输入烟道的氨气混合后在SCR脱硝催化床上反应脱硝；
步骤六，通过SCR脱硝催化床脱硝后的烟气再通过空预器后排出，烟道排出的烟气分为循环烟气和排放烟气，循环烟气通过第三风机循环输入到二次风口鼓入炉膛，排放烟气则进入除尘器进行除尘操作得到除尘烟气，除尘烟气通过第一风机从烟囱排放。
可选地，主燃燃烧中，鼓入的煤粉占入炉热量的75～85％，空气过量系数为1.25～1.45；
再燃燃烧中，鼓入的天然气占入炉热量的15～25％；空气过量系数为0.75～0.90；
燃尽燃烧中，空气过量系数为1.00～1.25。
可选地，除尘烟气被排放前还设置有除硫操作，除硫操作包括：
除尘烟气自下而上进入预洗塔得到预洗烟气，预洗烟气从预洗塔排出后，再自下而上进入除硫塔，再从除硫塔顶部排至烟囱；
清水和氨水从除硫塔的顶部喷淋而下与进入除硫塔的预洗烟气接触反应得到吸收液，吸收液从除硫塔输出后，自上而下进入预洗塔与预洗塔中的除尘烟气接触反应，最后再进入硫酸铵储槽中。
可选地，排放烟气在进行除尘操作之前还设置有脱汞操作，脱汞操作包括：
将排放烟气通入装填有汞吸收剂的除汞器中反应即可除掉排放烟气中的汞，汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
可选地，循环烟气与排放烟气的体积比为1∶10～1∶5。
可选地，待脱硝烟气的温度为350～400℃；尿素溶液的浓度为40～55％wt。
本申请提供的锅炉烟气处理系统及工艺，结合燃料分级燃烧、SNCR脱硝、SCR脱硝和烟气再循环的方法，将锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物除掉，提供了一种集多种方法、多方位除掉氮氧化物的系统，避免了SNCR和SCR联合脱硝过程中，未能降低燃煤燃烧过程中产生的氮氧化物，导致SNCR和SCR联合脱硝处理压力大、易造成氨逃逸以及脱硝效果差的问题，且本申请的系统在SCR脱硝过程中，尿素的热解是利用炉膛烟气余热加热空气，无需额外的加热设备，具有充分利用烟气余热以及减少生产成本的有益效果，不仅可节约生产支出，还具有节约场地的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请一实施例提供的锅炉烟气处理系统的示意图；
图2为本申请另一实施例提的供锅炉烟气处理系统的示意图；
图3为本申请一实施例提供的除硫装置的示意图；
图4为本申请又一实施例提供的锅炉烟气处理系统的示意图。
附图标记说明：
1、煤粉仓；
2、炉膛；
201、一次风口；
202、二次风口；
203、燃尽风口；
3、烟道；
31、省煤器；
32、SCR脱硝催化床；
33、空预器；
34、喷氨栅格；
4、除尘器；
5、第一风机；
6、烟囱；
7、天然气储罐；
8、尿素热解炉；
81、热风管道；
82、第二风机；
83、喷枪；
9、尿素溶液储罐；
10、第三风机；
11、脱硫装置；
1101、硫酸铵储槽；
1102、预洗塔；
11021、预洗喷淋层；
1103、除硫塔；
11031、电除雾器；
11032、清水喷淋层；
11033、氨水喷淋层；
1104、工艺水储槽；
1105、氨水储槽；
12、除汞器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，也属于本申请保护的范围。
第一方面，如图1所示，本申请提供一种锅炉烟气处理系统，包括：依次串联的煤粉仓1、炉膛2、烟道3、除尘器4、第一风机5和烟囱6；
炉膛2包括炉膛本体以及自炉膛本体四角由下而上分布的一次风口201、二次风口202和燃尽风口203；
煤粉仓1与一次风口201连接，二次风口202连接有天然气储罐7；
烟道3包括与炉膛2连接的水平部分和竖直部分，烟道3的竖直部分自上而下依次设置有省煤器31、SCR脱硝催化床32和空预器33，省煤器31和SCR脱硝催化床32之间的烟道3内设置有喷氨栅格34；
喷氨栅格34与尿素热解炉8连接，尿素热解炉8与尿素溶液储罐9连接；尿素热解炉8通过热风管道81与第二风机82连接，热风管道81的部分管道盘曲设置于烟道3的水平部分内；
除尘器4和烟道3的出口之间通过管道连接有第三风机10的输入口，第三风机10的输出口与二次风口202连接；
尿素溶液储罐9还与设置炉膛2侧面的喷枪83连接，喷枪83设置于燃尽风口203和炉膛2的折烟角之间，且穿过炉膛2的侧壁伸入炉膛内，喷枪83设置有多层。
本申请中，将煤粉仓1与一次风口201连接，用于向炉膛2内供给煤粉，在使用时，将占入炉热量的75～85％的煤粉鼓入炉膛，并控制进风量使得空气过量系数为1.25～1.45，在此过程中，煤粉进行富氧燃烧产生较大量的氮氧化物；二次风口202连接有天然气储罐7，在使用时，将占入炉热量15～25％的天然气连同二次风一同鼓入炉膛，控制进风量使得空气过量系数为0.75～0.90，在此过程中，天然气不完全燃烧产生较大量还原性气体如一氧化碳，还原性气体和天然气与煤粉燃烧中产生的氮氧化物反应，并将氮氧化物还原成氮气，本申请中对燃料进行分级燃烧，从而实现低氮排放，能减少SCR脱硝过程中的处理压力；最后在通过燃尽风口203鼓入燃尽风，控制空气过量系数为1.00～1.25，保证未燃尽的天然气及其生成的还原性含碳燃料燃烧完全。
本申请中，尿素溶液储罐9中储有浓度为40～55％wt的尿素溶液，为避免尿素溶液结晶，尿素溶液储罐9内设置有加热装置，比如电加热器等，使得尿素溶液储罐9内的尿素溶液温度维持在55～60℃；喷枪83用于将尿素溶液喷入炉膛。
本申请中，喷氨栅格34与尿素热解炉8连接，尿素热解炉8与尿素溶液储罐9连接；尿素热解炉8通过热风管道81与第二风机82连接，热风管道81的部分管道盘曲设置于烟道3的水平部分内；利用炉膛排出的高温烟气将热风管道81内的空气加热，作为尿素热解炉8的热源，在此过程中，利用锅炉烟气余热为尿素热解供给能量，无需额外的加热设备，具有充分利用烟气余热以及减少生产成本的有益效果，且无需额外加热设备，不仅可节约生产支出，还具有节约场地的作用。
本申请中，除尘器4和烟道3的出口之间通过管道连接有第三风机10的输入口，第三风机10的输出口与二次风口202连接，利用第三风机10将排出的部分烟气循环入炉膛2内，这能使得炉膛内氧气浓度降低，同时由于烟气温度较低，可吸收部分燃烧产生的热量使炉膛温度降低，从而使得天然气的不完全燃烧能产生更多的还原性物质，从而与煤粉燃烧产生的的氮氧化物反应，减少NOx排放量，还能减少降低氨逃逸的程度。
本申请的系统在实际使用中，将煤粉仓1中的煤粉通过一次风口201与一次风一同鼓入炉膛2内，再将天然气储罐7内的天然气通过二次风口202与二次风一同鼓入炉膛2内进行再燃燃烧；将空气通过燃尽风口203鼓入炉膛2内进行燃尽燃烧；再通过喷枪83喷入尿素溶液(浓度为40～55％wt)在此处(燃尽风口203和折烟角之间的温度为900～1150℃，为SNCR脱硝的最佳温度)尿素分解成氨气并于氮氧化物反应生成氮气将烟气中的氮氧化物初步除去；未反应完的氨气混同燃料燃烧产生的烟气进入烟道，经过省煤器31降温后与通过尿素热解炉8输入烟道3的氨气混合后在SCR脱硝催化床32上反应脱硝；通过SCR脱硝催化床32脱硝后的烟气再通过空预器33后换热后排出，烟道3排出的烟气一部分通过第三风机10循环输入到二次风口201鼓入炉膛，另一部分则进入除尘器4进行除尘后再通过第一风机5从烟囱6排放。
在此过程中，第二风机82从外界抽吸空气，空气在热风管道81内的盘曲段被加热(温度为800～1000℃)，再通过热风管道81输送给尿素热解炉8中，充当尿素溶液储罐9中的热源，尿素溶液进入尿素热解炉8中，利用热风管道81供给的高温热风将尿素分解成氨气，氨气输至喷氨栅格34，与烟气反应将烟气中的NOx还原成氮气。
本申请中，通过在一次风口201和二次风口202鼓入不同的燃料对燃料进行分级燃烧，降低燃烧过程中产生的氮氧化物实现低氮燃烧，在炉膛2内又设置喷枪83向炉膛2喷洒尿素溶液，在炉膛2内进行SNCR脱硝，进而又设置SCR脱硝催化床，将烟气中的氮氧化物利用氨气还原反应除掉，进一步将排放的烟气中的氮氧化物的含量降低，最后又将排出的部分烟气循环入炉膛内，提升低氮燃烧的效率，本申请的系统，结合燃料分级燃烧、SNCR脱硝、SCR脱硝和烟气再循环的方法，将锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物除掉，提供了一种集多种方法、多方位除掉氮氧化物的系统，避免了SNCR和SCR联合脱硝过程中，未能降低燃煤燃烧过程中产生的氮氧化物，导致SNCR和SCR联合脱硝处理压力大、易造成氨逃逸以及脱硝效果差的问题，且本申请的系统在SCR脱硝过程中，尿素的热解是利用炉膛烟气余热加热空气，无需额外的加热设备，具有充分利用烟气余热以及减少生产成本的有益效果，不仅可节约生产支出，还具有节约场地的作用。
如图2所示，可选地，第一风机5和烟囱6之间还设置有脱硫装置11，脱硫装置11还与尿素热解炉8连接。
本申请中，烟气中的硫主要是二氧化硫，在脱硫装置11中，将烟气中的硫除去。
如图3所示，可选地，脱硫装置11包括依次串联的硫酸铵储槽1101、预洗塔1102、除硫塔1103和工艺水储槽1104；
预洗塔1102下部的进气口与第一风机5的输出端连接，预洗塔1102顶部的出气口与除硫塔1103下部的进气口连通，除硫塔1103顶部的出气口与烟囱6连通；
除硫塔1103自上而下依次设置有电除雾器11031、清水喷淋层11032和氨水喷淋层11033；
清水喷淋层11032与工艺水储槽1104连接，氨水喷淋层11033与氨水储槽1105连接；
预洗塔1102内部设置有预洗喷淋层11021，预洗喷淋层11021与除硫塔1103下部的排液口连通，预洗塔1102下部的排液口与硫酸铵储槽1101连通；
氨水储槽1105与尿素热解炉8连接。
本申请中，烟气中的硫主要是二氧化硫，在脱硫装置11中，烟气和水(以及氨水)通过逆流洗涤的方式接触，将烟气中的硫除去，逆流洗涤的方式可节约洗涤液。
本申请中，预洗塔1102的作用是对烟气降温并兼对烟气中的二氧化硫进行吸收。清水喷淋层11032的目的是，将氨水喷淋层11033未能吸收的二氧化硫和氨水喷淋层11033喷出的氨水进行吸收；电除雾器11031是将除硫塔1103中因喷淋氨水和清水产生的水雾除去。本申请中，氨水储槽1105中氨水的浓度为5～10％wt。
再对烟气除硫后可得到硫酸铵溶液，可用作化工原料，企业可将其富集干燥后以成品售卖，为企业创收。
如图4所示，可选地，除尘器4和第一风机5之间设置有除汞器12；除汞器12中装填有汞吸收剂，汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
本申请中，粉煤灰是由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1～100μm之间，又称粉煤灰或烟灰，如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。粉煤灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，粉煤灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。以粉煤灰为原料制备汞吸收剂可实现废物利用，具有节约资源和生产成本的作用。
烟气中的汞的主要成分是二价的氯化汞和单质汞，粉煤灰的主要成分是二氧化硅和氧化铝，以及锰、铁等元素，粉煤灰表面有多个微孔可吸附氯化汞，石灰的成分是氧化钙，石灰可与烟气中的二价汞反应并将其吸附在石灰上，高锰酸钾作为氧化剂可将烟气中的单质汞氧化成二价汞，从而将汞除掉。本申请的汞吸收剂可制成粉状或颗粒状。
第二方面，本申请提供一种锅炉烟气处理工艺，用于上述第一方面的锅炉烟气处理系统包括：
步骤一，将煤粉仓1中的煤粉通过一次风口201与一次风一同鼓入炉膛2内，进行主燃燃烧；
步骤二，将天然气储罐7内的天然气通过二次风口202与二次风一同鼓入炉膛2内进行再燃燃烧；
步骤三，将空气通过燃尽风口203鼓入炉膛2内进行燃尽燃烧；
步骤四，将尿素溶液储罐9中的尿素溶液通过喷枪83喷入炉膛2内；
步骤五，将炉膛2排出的烟气经过省煤器31降温后得到待脱硝烟气，待脱硝烟气与通过尿素热解炉8输入烟道3的氨气混合后在SCR脱硝催化床32上反应脱硝；
步骤六，通过SCR脱硝催化床32脱硝后的烟气再通过空预器33后排出，烟道3排出的烟气分为循环烟气和排放烟气，循环烟气通过第三风机10循环输入到二次风口201鼓入炉膛，排放烟气则进入除尘器4进行除尘操作得到除尘烟气，除尘烟气通过第一风机5从烟囱6排放。
本申请中，第三风机10将外排的烟气再循环入炉膛的二次风口，这能使得炉膛内氧气浓度降低，同时由于烟气温度较低，可吸收部分燃烧产生的热量使炉膛温度降低，从而使得再燃燃烧能产生更多的还原性物质，与主燃燃烧产生的NOx，反应减少NOx排放量。
可选地，主燃燃烧中，鼓入的煤粉占入炉热量的75～85％，空气过量系数为1.25～1.45；
再燃燃烧中，鼓入的天然气占入炉热量的15～25％；空气过量系数为0.75～0.90；
燃尽燃烧中，空气过量系数为1.00～1.25。
本申请中，在主燃燃烧中设置空气过量系数为1.25～1.45，可使煤粉进行富氧燃烧产生较大量的氮氧化物；再燃燃烧中空气过量系数为0.75～0.90，使得燃料天然气进行缺氧燃烧，便可产生大量的还原性的一氧化碳，且燃料为天然气，天然气的主要成分为碳氢化物，再燃燃烧产生的还原性一氧化碳以及天然气中的碳氢化物，与主燃燃烧中产生的氮氧化物在炉膛内反应将氮氧化物还原实现低氮燃烧。燃尽燃烧中空气过量系数为1.00～1.25目的是使再燃燃烧过程中未完全燃烧的含碳燃料燃烧完全。
可选地，除尘烟气被排放前还设置有除硫操作，除硫操作包括：
除尘烟气自下而上进入预洗塔1102得到预洗烟气，预洗烟气从预洗塔1102排出后，再自下而上进入除硫塔1103，再从除硫塔1103顶部排至烟囱6；
清水和氨水从除硫塔1103的顶部喷淋而下与进入除硫塔1103的预洗烟气接触反应得到吸收液，吸收液从除硫塔1103输出后，自上而下进入预洗塔1102与预洗塔1102中的除尘烟气接触反应，最后再进入硫酸铵储槽1101中。
氨水储槽1105中储有5～10％wt的氨水，
可选地，排放烟气在进行除尘操作之前还设置有脱汞操作，脱汞操作包括：
将排放烟气通入装填有汞吸收剂的除汞器12中反应即可除掉排放烟气中的汞，汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
可选地，循环烟气与排放烟气的体积比为1∶10～1∶5。
可选地，待脱硝烟气的温度为350～400℃；尿素溶液的浓度为40～55％wt。
本申请中，SCR脱硝中，脱硝反应是在催化剂表面进行的，催化剂一般是以二氧化钛为载体的五氧化二钒催化剂，其催化反应的最佳温度为350～400℃。
实施例1
一种锅炉烟气处理工艺其操作步骤如下：
S101、将煤粉仓1中的占燃烧热量80％的煤粉通过一次风口201与一次风一同鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为1.25，进行主燃燃烧；
S102、将天然气储罐7内占燃烧热量20％的天然气通过二次风口202与二次风一同鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为0.75，进行再燃燃烧；
S103、将空气通过燃尽风口203鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为1.25进行燃尽燃烧；
S104、将尿素溶液储罐9中的尿素溶液通过喷枪83喷入炉膛2内；
S105、将炉膛2排出的烟气经过省煤器31降温后得到待脱硝烟气温度为360℃，待脱硝烟气与通过尿素热解炉8输入烟道3的氨气混合后在SCR脱硝催化床32上反应脱硝；
S106、通过SCR脱硝催化床32脱硝后的烟气再通过空预器33后排出，烟道3排出的烟气分为循环烟气和排放烟气，其中，循环烟气与排放烟气的体积比为1：5，循环烟气通过第三风机10循环输入到二次风口201鼓入炉膛，排放烟气则进入除尘器4进行除尘操作得到除尘烟气，除尘烟气通过第一风机5从烟囱6排放。
实施例2
一种锅炉烟气处理工艺其操作步骤如下：
与实施例1所不同的是，除尘烟气被排放前还设置有除硫操作，其过程如下：
除尘烟气自下而上进入预洗塔1102中来自除硫塔1103中的吸收液接触反应，初步吸收除尘烟气中的二氧化硫，并对除尘尾气降温，得到预洗烟气，预洗烟气从预洗塔1102排出后，再自下而上进入除硫塔1103中，先利用氨水喷淋层11033喷淋浓度为5％wt的氨水除掉烟气中的二氧化硫，烟气继续上行，利用除硫塔1103中的清水喷淋层喷淋清水，对烟气进行进一步的洗涤并吸收烟气中混有的氨水水汽，最后利用电除雾器11031将烟气中的水雾除掉，烟气从除硫塔1103顶部排至烟囱6再被排放；
清水和氨水(浓度为5％)从除硫塔1103的顶部喷淋而下与进入除硫塔1103的预洗烟气接触反应得到吸收液，吸收液从除硫塔1103输出后，进入预洗塔1102的预洗喷淋层11021，喷淋而下，与预洗塔1102中的除尘烟气接触反应，最后再进入硫酸铵储槽1101中。
实施例3
一种锅炉烟气处理工艺其操作步骤如下：
与实施例1所不同的是，排放烟气在进行除尘操作之前还设置有脱汞操作，其过程如下：
将排放烟气通入装填有汞吸收剂的除汞器12中反应即可除掉排放烟气中的汞，汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取150份粉煤灰、450份石灰和50份高锰酸钾混合，加入50份水搅拌成膏状，于90℃搅拌反应7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
对比例1
一种锅炉烟气处理工艺其操作步骤如下：
S201、将煤粉仓1中的占燃烧热量100％的煤粉通过一次风口201与一次风一同鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为1.25，进行主燃燃烧；
S202、将二次风一同鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为0.75，进行再燃燃烧；
S203、将空气通过燃尽风口203鼓入炉膛2内，设置空气过量系数为1.25进行燃尽燃烧；
S204、将尿素溶液储罐9中的尿素溶液通过喷枪83喷入炉膛2内；
S205、将炉膛2排出的烟气经过省煤器31降温后得到待脱硝烟气温度为360℃，待脱硝烟气与通过尿素热解炉8输入烟道3的氨气混合后在SCR脱硝催化床32上反应脱硝；
S206、通过SCR脱硝催化床32脱硝后的烟气再通过空预器33后排出，进入除尘器4进行除尘操作得到除尘烟气，除尘烟气通过第一风机5从烟囱6排放。
实验例1
将上述实施例1～实施例3和对比例1中排至烟囱6排放的烟气取样，按照《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-4中的方法对其中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的浓度，并按照DL/T1286—3《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》中的装置和方法测定实施例1～实施例3和对比例1中的氨逃逸度，上述每个实施例和对比例设置5个平行，结果取其平均值。结果如表1所示：
表1
由表1中实施例1～实施例3的数据可见，排放的烟气中氮氧化物的含量小于20mg/m3，而对比例中氮氧化物的含量则为50mg/m3，可见本申请的系统及工艺的脱硝效果佳，且实施例1～实施例3中，氨逃逸浓度小于0.9mg/m3，远低于对比例中5.2mg/m3的数值，由此可见本申请的系统及工艺氨逃逸度低。更进一步地，实施例2中二氧化硫的排放量≤5mg/m3，实施例3中汞及其化合物的排放量为0.004mg/m3。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种锅炉烟气处理系统，其特征在于，包括依次串联的煤粉仓(1)、炉膛(2)、烟道(3)、除尘器(4)、第一风机(5)和烟囱(6)；
所述炉膛(2)包括炉膛本体以及自炉膛本体四角由下而上分布的一次风口(201)、二次风口(202)和燃尽风口(203)；
所述煤粉仓(1)与所述一次风口(201)连接，所述二次风口(202)连接有天然气储罐(7)；
所述烟道(3)包括与所述炉膛(2)连接的水平部分和竖直部分，所述烟道(3)的竖直部分自上而下依次设置有省煤器(31)、SCR脱硝催化床(32)和空预器(33)，所述省煤器(31)和所述SCR脱硝催化床(32)之间的烟道(3)内设置有喷氨栅格(34)；
所述喷氨栅格(34)与尿素热解炉(8)连接，所述尿素热解炉(8)与尿素溶液储罐(9)连接；所述尿素热解炉(8)通过热风管道(81)与第二风机(82)连接，所述热风管道(81)的部分管道盘曲设置于所述烟道(3)的水平部分内；
所述除尘器(4)和烟道(3)的出口之间通过管道连接有第三风机(10)的输入口，所述第三风机(10)的输出口与二次风口(202)连接；
所述尿素溶液储罐(9)还与设置炉膛(2)侧面的喷枪(83)连接，所述喷枪(83)设置于所述燃尽风口(203)和炉膛(2)的折烟角之间，且穿过所述炉膛(2)的侧壁伸入炉膛内，所述喷枪(83)设置有多层；
所述除尘器(4)和所述第一风机(5)之间设置有除汞器(12)；所述除汞器(12)中装填有汞吸收剂，所述汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂；
所述第三风机(10)将烟道(3)中的排放烟气引入二次风口(202)中形成循环烟气，第三风机(10)所引入的循环烟气体积与烟道(3)中排放烟气的体积比为1∶10～1∶5。
2.根据权利要求1所述的锅炉烟气处理系统，其特征在于，所述第一风机(5)和所述烟囱(6)之间还设置有脱硫装置(11)，所述脱硫装置(11)还与尿素热解炉(8)连接。
3.根据权利要求2所述的锅炉烟气处理系统，其特征在于，所述脱硫装置(11)包括依次串联的硫酸铵储槽(1101)、预洗塔(1102)、除硫塔(1103)和工艺水储槽(1104)；
所述预洗塔(1102)下部的进气口与第一风机(5)的输出端连接，所述预洗塔(1102)顶部的出气口与所述除硫塔(1103)下部的进气口连通，所述除硫塔(1103)顶部的出气口与所述烟囱(6)连通；
所述除硫塔(1103)自上而下依次设置有电除雾器(11031)、清水喷淋层(11032)和氨水喷淋层(11033)；
所述清水喷淋层(11032)与工艺水储槽(1104)连接，所述氨水喷淋层(11033)与氨水储槽(1105)连接；
所述预洗塔(1102)内部设置有预洗喷淋层(11021)，所述预洗喷淋层(11021)与除硫塔(1103)下部的排液口连通，所述预洗塔(1102)下部的排液口与所述硫酸铵储槽(1101)连通；
所述氨水储槽(1105)与所述尿素热解炉(8)连接。
4.一种锅炉烟气处理工艺，应用于上述权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，包括：
步骤一，将煤粉仓(1)中的煤粉通过一次风口(201)与一次风一同鼓入炉膛(2)内，进行主燃燃烧；
步骤二，将天然气储罐(7)内的天然气通过二次风口(202)与二次风一同鼓入炉膛(2)内进行再燃燃烧；
步骤三，将空气通过燃尽风口(203)鼓入炉膛(2)内进行燃尽燃烧；
步骤四，将尿素溶液储罐(9)中的尿素溶液通过喷枪(83)喷入炉膛(2)内；
步骤五，将炉膛(2)排出的烟气经过省煤器(31)降温后得到待脱硝烟气，待脱硝烟气与通过尿素热解炉(8)输入烟道(3)的氨气混合后在SCR脱硝催化床(32)上反应脱硝；
步骤六，通过SCR脱硝催化床(32)脱硝后的烟气再通过空预器(33)后排出，烟道(3)排出的烟气分为循环烟气和排放烟气，循环烟气通过第三风机(10)循环输入到二次风口(201)鼓入炉膛，排放烟气则进入除尘器(4)进行除尘操作得到除尘烟气，除尘烟气通过第一风机(5)从烟囱(6)排放。
5.根据权利要求4所述的一种锅炉烟气处理工艺，其特征在于，所述主燃燃烧中，鼓入的煤粉占入炉热量的75～85％，空气过量系数为1.25～1.45；
所述再燃燃烧中，鼓入的天然气占入炉热量的15～25％；空气过量系数为0.75～0.90；
所述燃尽燃烧中，空气过量系数为1.00～1.25。
6.根据权利要求4所述的锅炉烟气处理工艺，其特征在于，所述除尘烟气被排放前还设置有除硫操作，所述除硫操作包括：
除尘烟气自下而上进入预洗塔(1102)得到预洗烟气，预洗烟气从预洗塔(1102)排出后，再自下而上进入除硫塔(1103)，再从除硫塔(1103)顶部排至烟囱(6)；
清水和氨水从除硫塔(1103)的顶部喷淋而下与进入除硫塔(1103)的预洗烟气接触反应得到吸收液，吸收液从除硫塔(1103)输出后，自上而下进入预洗塔(1102)与预洗塔(1102)中的除尘烟气接触反应，最后再进入硫酸铵储槽(1101)中。
7.根据权利要求4或6所述的锅炉烟气处理工艺，其特征在于，所述排放烟气在进行除尘操作之前还设置有脱汞操作，所述脱汞操作包括：
将所述排放烟气通入装填有汞吸收剂的除汞器(12)中反应即可除掉排放烟气中的汞，所述汞吸收剂按照如下方法制得：
按重量份取100～150份粉煤灰、300～450份石灰和30～50份高锰酸钾混合，加入50～75份水搅拌成膏状，于85～90℃搅拌反应6～7h，再烘干研磨后过300～400目筛，即可制得汞吸收剂。
8.根据权利要求4所述的锅炉烟气处理工艺，其特征在于，所述循环烟气与所述排放烟气的体积比为1∶10～1∶5。
9.根据权利要求4所述的锅炉烟气处理工艺，其特征在于，所述待脱硝烟气的温度为350～400℃；
所述尿素溶液的浓度为40～55％wt。
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