CN206168224U - 一种w火焰锅炉高效脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于W火焰锅炉脱硝技术领域，具体涉及一种W火焰锅炉高效脱硝装置。本实用新型一种W火焰锅炉高效脱硝装置，由还原剂储备及输送单元，SNCR调配计量及混合分配单元，多区域多组合喷射单元，SCR脱除单元，TFC状态检测单元和数据挖掘及全自动控制单元组成；所述的还原剂储备及输送单元包括还原剂储备罐、稀释水储备罐和压缩空气储备罐，在还原剂储备罐中装有还原剂溶液，在稀释水储备罐中装有稀释水，还原剂溶液通过还原剂调节阀输送至SNCR调配计量及混合分配单元，稀释水通过稀释水调节阀也输送至SNCR调配计量及混合分配单元，压缩空气储备罐内装有压缩空气并通过压缩空气调节阀与SNCR调配计量及混合分配单元相连接。
Description
技术领域
本实用新型属于W火焰锅炉脱硝技术领域，具体涉及一种W火焰锅炉高效脱硝装置。
背景技术
W火焰锅炉以燃用无烟煤的燃烧稳定性，较好的解决了利用低挥发份煤发电困难的问题。但由于所燃煤种挥发份低，着火和燃尽困难，炉膛卫燃带多，燃烧温度高，NOx排放浓度高于一般煤粉炉，通常在1300mg/Nm3以上，有些甚至高达1800-2000mg/Nm3。目前大多数电站煤粉锅炉采用选择性催化还原SCR技术进行烟气脱硝，一般的SCR技术可以实现90％的脱硝效率，并且催化剂难以长期保持较高的脱硝活性，对W火焰锅炉来说仅依靠SCR难以实现超低排放。因此，对W火焰炉超低排放改造的关键在于尽可能低的降低炉膛出口，即SCR入口的NOx浓度。部分W火焰炉采用低氮燃烧技术+选择性非催化还原SNCR技术进行炉内改造，但从改造效果来看，炉膛出口处NOx浓度难以低于800mg/Nm3，实现超低排放非常困难。特别是低氮燃烧技术的深度改造与提高锅炉热效率相矛盾，因此提高SNCR的脱硝效率是解决W火焰锅炉超低排放的核心所在。
SNCR技术是指在炉膛850-1050℃温度范围内不使用催化剂利用还原剂进行脱硝，当使用尿素为还原剂时，主要的化学反应方程式为：
2NO+CO(NH2)2+1/202→2N2+CO2+2H2O
有关文献报道，个别煤粉锅炉使用SNCR脱硝的效率也只有20％-30％，并且由于氨氮比较高造成氨逃逸严重，特别是炉后安装有SCR脱硝的系统，氨逃逸引起硫酸氢氨大量生成导致空预器堵塞。影响SNCR脱硝效率及氨逃逸最重要的因素是反应条件和参数控制，特别是指对反应温度和混合程度的控制。
SNCR反应的温度窗口较窄。低温导致反应物活性不够，还原剂反应不完全，不但引起脱硝效率低，同时形成所谓“氨穿透”，增大氨逃逸；而高温导致还原剂氧化，也使脱硝效率下降，发生副反应的化学方程式为：
NH3+O2→NOx+H2O
因此为满足温度要求，喷氨位置与最佳反应温度区域的匹配是SNCR技术的关键，同时也限制SNCR脱硝效率和运行的稳定性。
SNCR本质是一个气相反应过程，反应物的混合程度决定了脱硝效率的大小。当锅炉负荷发生变动时，烟气量变化会引起流场的变化，传统SNCR技术利用出口压力恒定的喷枪，不能够很好的与流场配合。负荷增加时，传统喷枪喷射压力不足引起炉膛中心还原剂浓度小；而负荷降低时，又会出现喷枪对冲，引起炉膛中心局部浓度过大。还原剂与烟气的混合程度不良，一方面降低脱硝效率另一方面带来氨逃逸增大的问题。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种W火焰锅炉高效脱硝装置。
本实用新型为解决上述问题而采取的技术方案为：
一种W火焰锅炉高效脱硝装置，由还原剂储备及输送单元，SNCR调配计量及混合分配单元，多区域多组合喷射单元，SCR脱除单元，TFC状态检测单元和数据挖掘及全自动控制单元组成；所述的还原剂储备及输送单元包括还原剂储备罐、稀释水储备罐和压缩空气储备罐，在还原剂储备罐中装有还原剂溶液，在稀释水储备罐中装有稀释水，还原剂溶液通过还原剂调节阀输送至SNCR调配计量及混合分配单元，稀释水通过稀释水调节阀也输送至SNCR调配计量及混合分配单元，压缩空气储备罐内装有压缩空气并通过压缩空气调节阀与SNCR调配计量及混合分配单元相连接；
所述多区域多组合喷射单元由分层布置在锅炉炉膛前后墙上的喷枪组成，在W火焰炉炉膛的前墙和后墙上位于燃烧器的上方分别分成两个区域，在W火焰炉炉膛的前墙上的每个区域内分3～4层不等间距布置喷枪；在W火焰炉炉膛的后墙上的每个区域内分2-3层不等间距布置喷枪，喷枪分别与还原剂溶液、稀释水和压缩空气相连接以实现喷枪的喷射；
所述的TFC状态检测单元与数据挖掘及全自动控制单元相连接以将TFC状态检测单元检测的数据传送给数据挖掘及全自动控制单元，数据挖掘及全自动控制单元接收数据后经处理与SNCR调配计量及混合分配单元相连接以向SNCR调配计量及混合分配单元发送指令，SNCR调配计量及混合分配单元接收指令后与还原剂储备及输送单元和多区域多组合喷射单元相连接控制以实现喷枪的喷射，喷枪的喷射的还原剂溶液在SCR脱除单元中完成化学反应。
本实用新型的有益效果为：
1、精确测量，精准控制：利用数据挖掘系统，对详细大量的运行数据进行分析处理，并通过控制单元反馈到相应单元，实现脱硝的最优状态，从根本上解决了传统SNCR技术脱硝效率低的问题；
2、脱硝效率高，氨逃逸少：尿素溶液在SNCR反应的最佳温度场、流场和浓度场内喷射，在氨氮比不超过1.2时，脱硝效率达到50％以上；在多目标优化条件下，合理调整SNCR与SCR的脱硝比例，保证NOx排放浓度低于50mg/Nm3，满足超低排放；SNCR中过喷的尿素溶液在到达SCR催化剂时已充分混合，可高效脱除NOx，减少SCR还原剂的喷入，确保氨逃逸不超过2.5mg/Nm3；
3、脱硝稳定性好：通过检测和控制系统寻求最佳的SNCR/SCR脱除效率优化系数，实时调整控制尿素溶液的喷射浓度、流量，从而调整SNCR的脱除效率，以维持稳定的整体脱硝效率；喷枪采用任意组合单支可控的精确控制方式，实现了良好的雾化混合效果，稳定了脱硝效率；
4、自动化程度高：该高效脱硝系统内多项功能如泵送、混合分配等均集成模块化，其温度/浓度测量、喷射等功能单元都能实现全自动控制，其全自动自适应控制单元具有很强的自调节能力。投产后，整个系统能高度自动化平稳运行。
5、投运成本低：设备占地小，系统集成在小的控制柜中；无需改造锅炉，且对现有的SCR系统不需进行改造，施工简单；采用尿素为还原剂，原料安全易得。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种W火焰锅炉高效脱硝装置，其特征是由还原剂储备及输送单元1，SNCR调配计量及混合分配单元2，多区域多组合喷射单元3，SCR脱除单元4，TFC状态检测单元5和数据挖掘及全自动控制单元6组成；所述的还原剂储备及输送单元1包括还原剂储备罐7、稀释水储备罐8和压缩空气储备罐14，在还原剂储备罐7中装有还原剂溶液9，在稀释水储备罐8中装有稀释水10，还原剂溶液9通过还原剂调节阀11输送至SNCR调配计量及混合分配单元2，稀释水10通过稀释水调节阀12也输送至SNCR调配计量及混合分配单元2，压缩空气储备罐14内装有压缩空气并通过压缩空气调节阀15与SNCR调配计量及混合分配单元2相连接；
所述多区域多组合喷射单元由分层布置在锅炉炉膛前后墙上的喷枪13组成，在W火焰炉炉膛的前墙和后墙上位于燃烧器的上方分别分成两个区域，在W火焰炉炉膛的前墙上的每个区域内分3～4层不等间距布置喷枪13；在W火焰炉炉膛的后墙上的每个区域内分2-3层不等间距布置喷枪13，喷枪13分别与还原剂溶液9、稀释水10和压缩空气相连接以实现喷枪13的喷射；
所述的TFC状态检测单元5与数据挖掘及全自动控制单元6相连接以将TFC状态检测单元5检测的数据传送给数据挖掘及全自动控制单元6，数据挖掘及全自动控制单元6接收数据后经处理与SNCR调配计量及混合分配单元2相连接以向SNCR调配计量及混合分配单元2发送指令，SNCR调配计量及混合分配单元2接收指令后与还原剂储备及输送单元1和多区域多组合喷射单元3相连接控制以实现喷枪13的喷射，喷枪13的喷射的还原剂溶液在SCR脱除单元4中完成化学反应。
Claims (1)
1.一种W火焰锅炉高效脱硝装置，其特征是由还原剂储备及输送单元(1)，SNCR调配计量及混合分配单元(2)，多区域多组合喷射单元(3)，SCR脱除单元(4)，TFC状态检测单元(5)和数据挖掘及全自动控制单元(6)组成；所述的还原剂储备及输送单元(1)包括还原剂储备罐(7)、稀释水储备罐(8)和压缩空气储备罐(14)，在还原剂储备罐(7)中装有还原剂溶液(9)，在稀释水储备罐(8)中装有稀释水(10)，还原剂溶液(9)通过还原剂调节阀(11)输送至SNCR调配计量及混合分配单元(2)，稀释水(10)通过稀释水调节阀(12)也输送至SNCR调配计量及混合分配单元(2)，压缩空气储备罐(14)内装有压缩空气并通过压缩空气调节阀(15)与SNCR调配计量及混合分配单元(2)相连接；
所述多区域多组合喷射单元由分层布置在锅炉炉膛前后墙上的喷枪(13)组成，在W火焰炉炉膛的前墙和后墙上位于燃烧器的上方分别分成两个区域，在W火焰炉炉膛的前墙上的每个区域内分3～4层不等间距布置喷枪(13)；在W火焰炉炉膛的后墙上的每个区域内分2-3层不等间距布置喷枪(13)，喷枪(13)分别与还原剂溶液(9)、稀释水(10)和压缩空气相连接以实现喷枪(13)的喷射；
所述的TFC状态检测单元(5)与数据挖掘及全自动控制单元(6)相连接以将TFC状态检测单元(5)检测的数据传送给数据挖掘及全自动控制单元(6)，数据挖掘及全自动控制单元(6)接收数据后经处理与SNCR调配计量及混合分配单元(2)相连接以向SNCR调配计量及混合分配单元(2)发送指令，SNCR调配计量及混合分配单元(2)接收指令后与还原剂储备及输送单元(1)和多区域多组合喷射单元(3)相连接控制以实现喷枪(13)的喷射，喷枪(13)的喷射的还原剂溶液在SCR脱除单元(4)中完成化学反应。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN107559858A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-09 | 哈尔滨工业大学 | 带有内直外旋喷氨装置的旋流燃烧器w火焰锅炉 |
| CN108479362A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-09-04 | 江苏华本环境科技有限公司 | 一种sncr脱硝系统 |
| CN109603493A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-12 | 山西华仁通电力科技有限公司 | 一种cfb锅炉高效sncr脱硝系统 |
| CN112535950A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-23 | 西安西热锅炉环保工程有限公司 | 一种scr和sncr联合脱硝决策分配系统 |
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2016
- 2016-11-09 CN CN201621256197.6U patent/CN206168224U/zh active Active
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| CN112535950B (zh) * | 2020-11-16 | 2023-03-10 | 西安西热锅炉环保工程有限公司 | 一种scr和sncr联合脱硝决策分配系统 |
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