CN204478025U - 燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置，由生物质气化炉、锅炉、布袋除尘器、主引风机、烟气引风机、混气室、鼓风机、烟囱构成，其中由鼓风机、混气室、烟气引风机、烟气管道组成烟气回燃系统；由生物质气化炉、燃尽风入口、主引风机组成再燃烧系统。本实用新型优点：1.采用本实用新型运行时可以减少环保治理设备投资和运行费用，通过抑制氮氧化物生成、还原已生成的氮氧化物达到减少锅炉烟气排放到大气中的氮氧化物浓度之目的。由于无须改造锅炉结构或更换锅炉达到环保要求，令企业易于接受，使本实用新型具有广阔的推广前景。2.由于实用新型运行时采用生物质气为再燃烧燃料，还可以减少二氧化碳排放量。
Description
技术领域
本实用新型属锅炉烟气脱硝技术，具体是燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置。
背景技术
新的国家标准《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271－2014)将氮氧化物列入燃煤锅炉烟气排放检测限值项目，在用燃煤锅炉(生物质锅炉按燃煤锅炉标准)烟气中氮氧化物浓度限值400mg/m3以下，新建燃煤锅炉(生物质锅炉按燃煤锅炉标准)烟气中氮氧化物浓度限值300mg/m3以下。由于燃煤/生物质锅炉的构造、使用的燃料及燃烧方法及尾气处理方式等原因所制约，氮氧化物浓度一般在500mg/m3以上，要达到标准规定难度很大。国外普遍使用的烟气末端脱硝技术由于设备投资大、运行费用高难以推广。有文献提出利用生物质再燃烧脱硝可还原氮氧化物，生物质是一种含有较低氮和硫成分的可再生能源，用生物质作再燃燃料替代部分化石燃料，可减少NOx、SO2的生成量以及CO2的排放。生物质热解产生大量气态挥发物，主要包括CO、H2、CH4和CMHN、CO2等混合气体，在再燃过程中起到很大的作用。但是由于普通10t/h以下的燃煤/生物质锅炉炉膛空间小，再燃燃料在炉膛内逗留时间短、反应时间不夠等原因，利用生物质燃料再燃烧脱硝效果并不明显，再燃燃料燃烧不充分易从烟道排出降低了再燃燃料的利用率，因此生物质燃料也不是极理想的再燃燃料。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置。
本实用新型的技术原理
降低氮氧化物排放目前有两类比较经济有效的方法：
一是通过改善锅炉的燃烧方法，控制空气含氧量、降低主燃烧区温度来减少氮氧化物的生成量，采用相当于锅炉空气总量20～25％净化后的低氧烟气再循环燃烧方式可减少20％以上氮氧化物的生成量。
二是还原在锅炉燃烧过程生成的氮氧化物以减少氮氧化物的排放，利用燃料分级燃烧方式来达到此目的。燃料再燃消减高温烟气中NOx的生成量是一个复杂的化学反应过程，这个过程包括在微富燃料条件下再燃燃料的部分氧化、碳氢基团与氮氧化物反应以及中间含氮物质的转化。再燃燃料的选择、在炉膛内的反应时间、燃料燃烧需氧量、再燃烧区域烟气含氧量均对氮氧化物的还原率有影响。国外工业应用中的再燃燃料主要是天然气，但由于我国是贫气国家，国内天然气主要集中在中西部地区，应用不方便，且价格较昂贵，所以天然气并不是最适宜的再燃燃料，根据我国国情，利用生物质热解气作为锅炉再燃燃料，是最经济有效的。生物质热解气成份主要含CO(一氧化碳)、H2(氢)、CH4(甲烷)、CmHn(烃)等成份的可燃气体，含焦油的生物质气在900℃以上的高温氛围下裂解生成简单烃类及其相应的自由基，它们的反应活性高于由天然气中的甲烷转化而来的自由基，与氮氧化物产生反应可以提高氮氧化物还原效率，可以达到以天然气为再燃燃料相同的还原效率，但费用可节省一半以上。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置，由生物质气化炉、锅炉、布袋除尘器、主引风机、烟气引风机、混气室、鼓风机、烟囱构成。所述锅炉设有燃尽风入口、生物质气入口、烟气出口、混合烟气入口和锅筒。所述生物质气化炉设有空气入口和生物质气出口。所述混气室设有空气入口a、烟气入口b和混合气出口c。
所述生物质气化炉7的生物质气出口与锅炉的生物质气入口连接；锅炉的烟气出口与布袋除尘器的入口连接，布袋除尘器的出口通过烟气管道分别与主引风机、烟气引风机的入口连接；主引风机的出口与烟囱的入口连接；混气室的空气入口a、烟气入口b和混合气出口c分别与鼓风机的出口、烟气引风机的出口和锅炉的混合烟气入口连接。
本实用新型的有益效果：
1.采用本实用新型运行时可以减少环保治理设备投资和运行费用，通过抑制氮氧化物生成、还原已生成的氮氧化物达到减少锅炉烟气排放到大气中的氮氧化物浓度之目的。由于投资少、运行费用低、锅炉效率提高、无须改造锅炉结构或更换锅炉达到环保要求，令企业易于接受，使本发明方法具有广阔的推广前景。
2.由于实用新型运行时采用生物质气为再燃烧燃料，还可以减少二氧化碳排放量。
附图说明
图1是本实用新型燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置的结构示意图。
图中：燃尽风入口1、锅炉2、烟气出口3、布袋除尘器4、烟囱5、空气入口6、生物质气化炉7、鼓风机8、混气室9、烟气引风机10、烟气管道11、主引风机12、锅筒13、生物质气入口14、混合烟气入口15。
具体实施方式
下面结合附图和具体使用对本实用新型作进一步描述。
1.本实用新型燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置的结构如图1所示，燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置由生物质气化炉7、锅炉2、布袋除尘器4、主引风机12、烟气引风机10、混气室9、鼓风机8、烟囱5构成。所述锅炉2设有燃尽风入口1、生物质气入口14、烟气出口3、混合烟气入口15和锅筒13。所述生物质气化炉7设有空气入口6和回燃烟气出口。所述混气室9设有空气入口a、烟气入口b和混合气出口c。
所述生物质气化炉7的回燃烟气出口与锅炉2的回燃烟气入口14相连接；锅炉6的烟气出口3与布袋除尘器4的入口相连接，布袋除尘器4的出口通过烟气管道11分别与主引风机12、烟气引风机10的入口连接；主引风机12的出口与烟囱5的入口连接；混气室9的空气入口a、烟气入口b和混合气出口c分别与鼓风机8的出口、烟气引风机10的出口和锅炉2的混合烟气入口15连接。
2.燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置用于燃煤锅炉烟气二段法脱硝的方法的步骤如下：
2.1)第一段：锅炉烟气循环回燃减少氮氧化物生成
烟气引风机10抽取经布袋除尘器4净化后的烟气进入混气室9，与鼓风机8送来的自然空气混合，经锅炉混合烟气入口15送入锅炉2内助燃，由于布袋除尘器4净化后的烟气中的氧含量一般在13％以内，自然空气中的氧含量21％，混合后的助燃气体氧含量19％左右，过量空气系数α＞1,因此可使主燃烧区在微富氧工况下燃烧而温度降低，从而减少氮氧化物的生成。
第一段目的为控制氮氧化物生成量，主要由鼓风机8、混气室9、烟气引风机10、烟气管道11组成烟气回燃系统。锅炉总风量不变，助燃空气以布袋除尘器4净化后的烟气量20～25％加自然空气75～80％构成，主燃烧区温度控制在750℃～850℃时可减少氮氧化物生成量20～30％，主燃烧区燃料燃烧后的烟气中的氧含量小于3％，有利于在第二段的生物质气再燃烧过程中加速还原主燃烧区生成的氮氧化物。
2.2)第二段：生物质气再燃烧还原已生成的氮氧化物
生物质气化炉7产生的未经净化的含焦油生物质气经锅炉2的了生物质气入口14喷入锅炉炉膛，喷入位置紧贴主燃烧区上方、锅炉炉膛中部形成再燃烧区，生物质气进入炉膛后立即被引燃。生物质气的高位发热量在15MJ/m 3燃烧时的理论空气量为3.65m3/m3、焦油含量10～15％，在再燃烧区过量空气系数α＜1工况下燃烧时耗氧量大，形成欠氧还原气氛逼使氮氧化物还原为氮分子，烟气中的氧含量小于3％时氮氧化物的还原效率极高。此时生物质气为不完全燃烧，燃烧温度800℃～900℃；在主引风机12负压作用下设在锅炉炉膛上部的燃尽风入口涌入自然空气形成燃尽区，过量空气系数α＞1使燃料在富氧工况下完全燃烧并产生1100～1300℃高温，在高温氛围下生物质气内的焦油因裂解而产生激烈反应，继续还原氮氧化物。烟气从锅炉2的烟气出口3排出，经布袋除尘器4除尘后进入主引风机12入口，通过引风机12出口经烟囱5排入大气。由于锅炉燃烧时的总风量没有改变，排出烟气中的氧含量仍可控制在13％以内。
第二段目的为还原氮氧化物，由生物质气化炉7、燃尽风入口1、主引风机12组成再燃烧系统，锅炉总热量不变。热量以生物质气化炉7产生的生物质气热量20～25％和锅炉燃料热量75～80％构成，燃尽区温度1100℃～1300℃时可减少氮氧化物浓度30～40％，由于锅炉总热量没有改变，燃尽区温度较高使热交换率提高、燃料充分燃烧，分段燃烧后的锅炉效率比采用原燃烧方式的锅炉效率高。
Claims (1)
1.燃煤锅炉烟气二段法脱硝装置，其特征在于，由生物质气化炉(7)、锅炉(2)、布袋除尘器(4)、主引风机(12)、烟气引风机(10)、混气室(9)、鼓风机(8)、烟囱(5)构成，所述锅炉(2)设有燃尽风入口(1)、生物质气入口(14)、烟气出口(3)、混合烟气入口(15)和锅筒(13)；所述生物质气化炉(7)设有空气入口(6)和生物质气出口；所述混气室(9)设有空气入口a、烟气入口b和混合气出口c；
所述生物质气化炉(7)的生物质气出口与锅炉(2)的生物质气入口(14)相连接；锅炉(2)的烟气出口(3)与布袋除尘器(4)的入口连接，布袋除尘器(4)的出口通过烟气管道分别与主引风机(12)、烟气引风机(10)的入口连接；主引风机(12)的出口与烟囱(5)的入口连接；混气室(9)的空气入口a、烟气入口b和混合气出口c分别与鼓风机(8)的出口、烟气引风机(10)的出口和锅炉(2)的混合烟气入口(15)连接。
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