RU2543096C1 - METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN POWER BOILER - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN POWER BOILER Download PDF

Info

Publication number
RU2543096C1
RU2543096C1 RU2013144552/06A RU2013144552A RU2543096C1 RU 2543096 C1 RU2543096 C1 RU 2543096C1 RU 2013144552/06 A RU2013144552/06 A RU 2013144552/06A RU 2013144552 A RU2013144552 A RU 2013144552A RU 2543096 C1 RU2543096 C1 RU 2543096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flue gas
air heater
air
boiler
gas
Prior art date
Application number
RU2013144552/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дэвид ГРИНХАТ
Джон ЭЛСТОН
Майкл МАЦЦОЛЛА
Альфред ЭДВАРДС
Original Assignee
Фостер Уилер Норт Америка Корп.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фостер Уилер Норт Америка Корп. filed Critical Фостер Уилер Норт Америка Корп.
Application granted granted Critical
Publication of RU2543096C1 publication Critical patent/RU2543096C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/24Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
    • F01K3/247Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters one heater being an incinerator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1869Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861
    • F22B1/1876Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861 the hot gas being loaded with particles, e.g. dust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/008Adaptations for flue gas purification in steam generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006Layout of treatment plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • F23L15/045Arrangements of recuperators using intermediate heat-transfer fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2062Ammonia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2067Urea
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20707Titanium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20738Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00Preventing emissions
    • F23J2215/10Nitrogen; Compounds thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00Treatment devices
    • F23J2219/10Catalytic reduction devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: flue gas flow containing NOx leaves a furnace via a flue gas duct to a vent pipe and is cooled down in a heat utilising area containing an economiser section located in the flue gas duct. At least some part of NOx is reduced to N2 on a NOx reducing catalyst contained in the flue gas duct downstream relative to the economiser section. A power boiler includes an additional air heater installed in the flue gas duct downstream relative to the NOx reducing catalyst. The gas air heater and the additional air heater are connected in parallel.
EFFECT: method improvement.
12 cl, 2 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу и системе для селективного каталитического восстановления (СКВ) NOx в использующем твердое или жидкое углеводородное топливо энергетическом котле. Более конкретно, настоящее изобретение относится к регулированию температуры топочного газа, поступающего на катализатор восстановления NOx котла.The present invention relates to a method and system for selective catalytic reduction (SCR) of NO x using a solid or liquid hydrocarbon fuel power boiler. More specifically, the present invention relates to controlling the temperature of the flue gas entering the boiler NO x reduction catalyst.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Оксиды азота, также известные как NOx, способствуют образованию кислотного дождя и смога. В соответствии с положениями об охране окружающей среды, требующими снижения выбросов NOx до приемлемых уровней, восстановление NOx во время и после процесса сгорания представляет собой важную задачу при проектировании и эксплуатации современных электростанций.Nitrogen oxides, also known as NO x , contribute to acid rain and smog. In accordance with the Environmental Protection Act, require the reduction of NO x emissions to acceptable levels, NO x recovery during and after the combustion process is an important objective in the design and operation of modern plants.

Оксиды азота представляют собой побочные продукты сгорания твердого и жидкого углеводородного топлива, такого как порошкообразный уголь или мазут, и присутствуют в двух основных формах. Если азот образуется при сгорании на воздухе, NOx называется «термический NOx». Термический NOx образуется, когда на молекулярный азот (N2) воздействуют температуры, превышающие приблизительно 1500°C, которые заставляют его разлагаться с образованием атомарного азота (N), который может затем соединяться с атомарным или молекулярным кислородом, образуя NO или NO2. Если азот происходит из органически связанного азота в топливе, NOx называется термином «топливный NOx».Nitrogen oxides are by-products of the combustion of solid and liquid hydrocarbon fuels, such as powdered coal or fuel oil, and are present in two main forms. If nitrogen is formed by combustion in air, NO x is called “thermal NO x ”. Thermal NO x is formed when molecular nitrogen (N 2 ) is exposed to temperatures exceeding approximately 1500 ° C, which cause it to decompose to form atomic nitrogen (N), which can then combine with atomic or molecular oxygen to form NO or NO 2 . If nitrogen comes from organically bound nitrogen in a fuel, NO x is called the term “fuel NO x ”.

Разнообразные способы используются для сокращения выбросов оксидов азота. Один способ представляет собой селективное каталитическое восстановление (СКВ), в котором используют катализатор и восстановитель, как правило газообразный аммиак, для восстановления NOx до газообразного азота и воды согласно следующим уравнениям реакций:A variety of methods are used to reduce nitrogen oxide emissions. One method is selective catalytic reduction (SCR), which uses a catalyst and a reducing agent, typically ammonia gas, to reduce NO x to nitrogen gas and water according to the following reaction equations:

4NO+4NH3+O2=>4N2+6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 => 4N 2 + 6H 2 O

2NO2+4NH3+O2=>3N2+6H2O2NO 2 + 4NH 3 + O 2 => 3N 2 + 6H 2 O

Поскольку NOx приблизительно на 95% состоит из NO, первая реакция представляет собой преобладающий процесс. Идеальный температурный интервал для осуществления СКВ обычно составляет от приблизительно 300 до приблизительно 400°C. Когда рабочая температура падает значительно ниже 300°C, увеличивается возможность осаждения бисульфата аммония и триоксида серы на поверхности катализатора. Это может вызывать постепенную потерю активности катализатора. Выше 400°C аммиак может разлагаться, уменьшая эффективность процесса. Если температура превышает приблизительно 450°C, активность катализатора может постепенно снижаться вследствие спекания.Since NO x is approximately 95% composed of NO, the first reaction is the predominant process. The ideal temperature range for the implementation of SLE is usually from about 300 to about 400 ° C. When the operating temperature drops well below 300 ° C, the possibility of depositing ammonium bisulfate and sulfur trioxide on the surface of the catalyst increases. This may cause a gradual loss of catalyst activity. Above 400 ° C, ammonia can decompose, reducing the efficiency of the process. If the temperature exceeds approximately 450 ° C, the activity of the catalyst may gradually decrease due to sintering.

Типичный энергетический котел с использованием СКВ в качестве способа восстановления NOx включает печь в гидравлическом соединении с каналом топочного газа. Сгорание углеводородного топлива происходит в печи с образованием горячих топочных газов, которые поднимаются внутри печи, отдавая часть своей энергии для образования пара на испарительных поверхностях стенок печи. Топочные газы затем проходят через теплоутилизационную область (ТУО) канала топочного газа, где они отдают дополнительную энергию для перегрева пара и нагревания питательной воды на поверхностях экономайзера. Топочные газы, выходящие из секции экономайзера, проходят через катализатор восстановления NOx, воздухоподогреватель и возможные системы очистки топочного газа, выходя, наконец, через вытяжную трубу в атмосферу.A typical energy boiler using SCR as a method for reducing NO x includes a furnace in hydraulic connection with a flue gas channel. The combustion of hydrocarbon fuel occurs in the furnace with the formation of hot flue gases, which rise inside the furnace, giving up part of their energy to generate steam on the evaporative surfaces of the furnace walls. The flue gases then pass through the heat recovery region (TUO) of the flue gas channel, where they give off additional energy to superheat the steam and heat the feed water on the economizer surfaces. The flue gases leaving the economizer section pass through a NO x reduction catalyst, an air heater and possible flue gas treatment systems, finally leaving the exhaust pipe through the exhaust pipe.

В типичной системе СКВ в некоторой точке в канале топочного газа выше по потоку относительно секции катализатора реагент, такой как газообразный аммиак или раствор мочевины в воде, поступает и смешивается с потоком топочного газа. Смесь реагента и топочного газа затем поступает в секцию катализатора, в которой происходит каталитическое восстановление NOx в реакции реагента и избытка кислорода в топочном газе.In a typical SCR system, at some point in the flue gas channel upstream of the catalyst section, a reagent, such as ammonia gas or a urea solution in water, enters and mixes with the flue gas stream. The mixture of reagent and flue gas then enters the catalyst section in which the catalytic reduction of NO x occurs in the reaction of the reagent and the excess oxygen in the flue gas.

Катализатор, как правило, включает множество слоев твердого каталитического материала, находящегося на пути потока топочного газа. Наиболее распространенные типы используемого каталитического материала и приблизительные интервалы температуры топочного газа, при которой они являются эффективными в качестве катализаторов, представляют собой следующие: диоксид титана (270-400°C), цеолит (300-430°C), оксид железа (380-430°C) и активированный уголь/кокс (100-150°C).The catalyst, as a rule, includes many layers of solid catalytic material located in the path of the flow of flue gas. The most common types of catalytic material used and the approximate temperature ranges of the flue gas at which they are effective as catalysts are the following: titanium dioxide (270-400 ° C), zeolite (300-430 ° C), iron oxide (380- 430 ° C) and activated carbon / coke (100-150 ° C).

Патент США № 5555849 описывает работающую на ископаемом топливе электростанцию с системой экономайзера выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx, где система экономайзера включает обводную линию на водной стороне для поддержания желательной температуры топочного газа в катализаторе восстановления NOx даже в режиме низкой нагрузки.US Pat. No. 5,555,849 describes a fossil fuel-fired power plant with an economizer system upstream of the NO x reduction catalyst, where the economizer system includes a bypass on the water side to maintain the desired temperature of the flue gas in the NO x recovery catalyst even at low load.

Европейская патентная публикация EP 0753701 A1 описывает котел с катализатором восстановления NOx, находящимся в канале топочного газа между двумя экономайзерами, имеющий обводной канал топочного газа для экономайзера выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx.European Patent Publication EP 0753701 A1 describes a boiler with a NO x reduction catalyst located in a flue gas channel between two economizers, having a bypass flue gas channel for the economizer upstream of the NO x reduction catalyst.

Патент США № 6405791 описывает трубчатый воздухоподогреватель с впускной камерой, которая допускает установку модернизированной системы селективного каталитического восстановления (СКВ) выше по потоку относительно воздухоподогревателя в существующем котле.US patent No. 6405791 describes a tubular air heater with an inlet chamber, which allows the installation of an upgraded system of selective catalytic reduction (SCR) upstream relative to the air heater in an existing boiler.

Помимо проблемы, рассматриваемой в патенте США № 5555849, оказалось, что особенно при установке модернизированной системы катализатора восстановления NOx в существующем энергетическом котле температура топочного газа на катализаторе восстановления NOx может становиться чрезмерно высокой, в частности при высоких нагрузках. Вследствие, например, изменений состава топлива или режима работы котла, или даже неудовлетворительной конструкции котла температура на выпуске экономайзера может превышать 430°C, т.е. находиться выше оптимального температурного интервала существующих катализаторов восстановления NOx.In addition to the problem discussed in US Pat. No. 5,555,849, it turned out that, especially when installing an upgraded NO x reduction catalyst system in an existing power boiler, the temperature of the flue gas on the NO x reduction catalyst can become excessively high, in particular at high loads. Due to, for example, changes in the fuel composition or the operating mode of the boiler, or even the unsatisfactory design of the boiler, the temperature at the outlet of the economizer may exceed 430 ° C, i.e. be above the optimal temperature range of existing catalysts for the reduction of NO x .

Таким образом, при установке СКВ ниже по потоку относительно экономайзера для восстановления NOx может потребоваться использование особого катализатора. Другое решение этой проблемы представляет собой установку дополнительных поверхностей экономайзера в теплоутилизационной области (ТУО) котла. В данном способе, однако, увеличивается температура питательной воды, и если температура повышается и приближается к температуре насыщения барабана парового котла, это производит неблагоприятное воздействие на циркуляцию воды в котле и, в конечном счете, снижает производительность котла.Thus, when installing SCR downstream of the economizer, the use of a special catalyst may be required to reduce NO x . Another solution to this problem is the installation of additional economizer surfaces in the heat recovery area (TUO) of the boiler. In this method, however, the temperature of the feed water increases, and if the temperature rises and approaches the saturation temperature of the drum of the steam boiler, this produces an adverse effect on the circulation of water in the boiler and, ultimately, reduces the productivity of the boiler.

Патентные документы, в том числе японская патентная публикация JP 550700328 A, европейские патентные публикации EP 1956293 A1, EP 1959192 A1 и патент США 5078973 A, описывают котлы с воздухоподогревателем в канале топочного газа выше по потоку относительно денитрационного устройства. Японская патентная публикация JP 7208701 A описывает трубчатый воздухоподогреватель выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx и воздухоподогреватель ниже по потоку относительно катализатора восстановления NOx.Patent documents, including Japanese patent publication JP 550700328 A, European patent publications EP 1956293 A1, EP 1959192 A1 and US patent 5078973 A, describe boilers with an air heater in the flue gas channel upstream relative to the denitration device. Japanese Patent Publication JP 7208701 A describes a tubular air heater upstream of a NO x reduction catalyst and an air heater downstream of a NO x reduction catalyst.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ селективного каталитического восстановления NOx в энергетическом котле, посредством которого можно свести до минимума описанные выше проблемы предшествующего уровня техники.An object of the present invention is to provide a method for the selective catalytic reduction of NO x in a power boiler, by which the problems of the prior art described above can be minimized.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для селективного каталитического восстановления NOx в энергетическом котле, посредством которого можно свести до минимума описанные выше проблемы предшествующего уровня техники.Another objective of the present invention is to provide a device for the selective catalytic reduction of NO x in a power boiler, by which it is possible to minimize the above-described problems of the prior art.

Согласно одному аспекту, настоящее изобретение предлагает способ селективного каталитического восстановления NOx в энергетическом котле, причем данный способ включает следующие стадии: (a) сгорание топлива в печи котла и образование потока топочного газа, который содержит NOx, (b) прохождение потока топочного газа из печи по каналу топочного газа в вытяжную трубу, (c) охлаждение потока топочного газа в теплоутилизационной области, включающей секцию экономайзера, установленную в канале топочного газа, (d) восстановление, по меньшей мере, части NOx до N2 в катализаторе восстановления NOx, находящемся в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера, и (e) дополнительное охлаждение топочного газа и образование нагретого воздуха в газовом воздухоподогревателе, установленном в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера и выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx.According to one aspect, the present invention provides a method for the selective catalytic reduction of NO x in an energy boiler, the method comprising the following steps: (a) burning fuel in a furnace of a boiler and generating a flue gas stream that contains NO x , (b) passing a flue gas stream from the furnace through the flue gas channel into the exhaust pipe, (c) cooling the flue gas stream in a heat recovery area including an economizer section installed in the flue gas channel, (d) recovering at least frequently NO x to N 2 in the NO x reduction catalyst is located in the flue gas channel downstream of the economizer section, and (e) further cooling the flue gas and the formation of the heated air in the gas air heater installed in the channel of the flue gas downstream of the economizer section and upstream of the NO x reduction catalyst.

Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение предлагает энергетический котел с селективным каталитическим восстановлением NOx, причем данный котел включает: (a) топочную камеру для сгорания топлива в печи котла и получения в результате этого потока топочного газа, содержащего NOx, (b) канал топочного газа для прохождения потока топочного газа из печи в вытяжную трубу, (c) теплоутилизационную область, включающую секцию экономайзера, установленную в канале топочного газа для охлаждения потока топочного газа, (d) катализатор восстановления NOx, находящийся в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера, для восстановления, по меньшей мере, части NOx до N2; и (e) газовый воздухоподогреватель, установленный в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера и выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx, для дополнительного охлаждения топочного газа и образования нагретого воздуха.According to yet another aspect, the present invention provides an energy boiler with selective catalytic reduction of NO x , the boiler including: (a) a combustion chamber for burning fuel in a furnace of a boiler and thereby producing a flue gas stream containing NO x , (b) a channel flue gas for passing the flow of flue gas from the furnace to the exhaust pipe, (c) a heat recovery area including an economizer section installed in the flue gas channel to cool the flue gas stream, (d) the catalyst is recovered NO x located in the flue gas channel downstream of the economizer section to recover at least a portion of NO x to N 2 ; and (e) a gas air heater installed in the flue gas channel downstream of the economizer section and upstream of the NO x reduction catalyst, to further cool the flue gas and generate heated air.

Настоящее изобретение, т.е. установка газового воздухоподогревателя выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx для охлаждения топочного газа, предоставляет преимущество возможной установки традиционного катализатора восстановления NOx с использованием стандартного каталитического материала. Газовый воздухоподогреватель предпочтительно представляет собой трубчатый воздухоподогреватель, но в некоторых случаях он может представлять собой теплообменники других типов, которые переносят тепло от топочного газа к воздуху, поступающему для сгорания в котле. Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, газовый воздухоподогреватель представляет собой теплообменник с рециркулирующим теплоносителем. В некоторых случаях газовый воздухоподогреватель может, в качестве альтернативы, представлять собой еще один подходящий тип, например тепловую трубу.The present invention, i.e. the installation of a gas air heater upstream of the NO x reduction catalyst for cooling the flue gas provides the advantage of the possible installation of a traditional NO x reduction catalyst using standard catalytic material. The gas air heater is preferably a tubular air heater, but in some cases it may be other types of heat exchangers that transfer heat from the flue gas to the air supplied for combustion in the boiler. According to another preferred embodiment of the present invention, the gas air heater is a recirculating heat exchanger heat exchanger. In some cases, the gas air heater may, alternatively, be another suitable type, for example a heat pipe.

Преимущественно энергетический котел включает горелку или, на практике, комплект горелок для сжигания топлива, направляемого в горелки потоком первичного воздуха. Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, предназначенный для сжигания воздух, нагреваемый в газовом воздухоподогревателе, поступает в горелки в качестве вторичного воздуха. Вследствие использования вторичного воздуха в качестве охлаждающей среды в данном способе отсутствует риск перегрева охлаждающей среды, который может иметь место при использовании питательной воды в качестве охлаждающей среды. Кроме того, поскольку тепло, передаваемое вторичному воздуху, можно полностью использовать в котле, данный способ не влияет на работу или эффективность существующего котла. В качестве альтернативы, предназначенный для сжигания воздух, нагреваемый в газовом воздухоподогревателе, может также представлять собой другие типы предназначенного для сжигания воздуха, например первичный воздух, который поступает в печь.Advantageously, the energy boiler includes a burner or, in practice, a set of burners for burning fuel sent to the burners by a stream of primary air. According to a first embodiment of the present invention, combustion air heated in a gas air heater enters the burners as secondary air. Due to the use of secondary air as a cooling medium in this method there is no risk of overheating of the cooling medium, which may occur when using feed water as a cooling medium. In addition, since the heat transferred to the secondary air can be fully used in the boiler, this method does not affect the operation or efficiency of the existing boiler. Alternatively, the combustion air heated in the gas air heater may also be other types of combustion air, for example the primary air that enters the furnace.

При использовании способа согласно настоящему изобретению, в различных режимах нагрузки котла поток воздуха через газовый воздухоподогреватель можно регулировать или останавливать, чтобы обеспечивать желательную температуру топочного газа, поступающего на катализатор. Таким образом, поток воздуха можно преимущественно регулировать непосредственно в зависимости от режима нагрузки котла или в зависимости от измеренной температуры топочного газа, поступающего на катализатор восстановления NOx. Таким образом, настоящее изобретение предлагает простой способ обеспечения оптимизированной работы катализатора в различных режимах нагрузки, например, без необходимости обеспечивать экономайзер обводным потоком топочного газа или обводным потоком на водной стороне для работы в режиме низкой нагрузки. Настоящее изобретение, таким образом, предлагает регулирование температуры в широком интервале без необходимости какого-либо изменения контура топочного газа или пара/воды в котле. Настоящее изобретение, таким образом, является особенно полезным для проведения модернизации установки, но его можно также использовать в новых энергоблоках, например, чтобы регулировать температуру топочного газа, поступающего на катализатор восстановления NOx.When using the method according to the present invention, in various load conditions of the boiler, the air flow through the gas air heater can be controlled or stopped to provide the desired temperature of the flue gas entering the catalyst. Thus, the air flow can advantageously be controlled directly depending on the load condition of the boiler or depending on the measured temperature of the flue gas entering the NO x reduction catalyst. Thus, the present invention provides a simple method for providing optimized catalyst operation under various load conditions, for example, without having to provide an economizer with a by-pass flue gas stream or a by-stream on the water side for low-load operation. The present invention thus provides temperature control over a wide range without the need for any change in the flue gas or steam / water circuit in the boiler. The present invention, therefore, is particularly useful for modernizing the installation, but it can also be used in new power units, for example, to control the temperature of the flue gas supplied to the NO x reduction catalyst.

Представленное выше краткое описание, а также дополнительные задачи, отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после ознакомления со следующим подробным описанием предпочтительных в настоящее время, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматриваемых в сочетании с сопровождающими чертежами.The above brief description, as well as additional objectives, features and advantages of the present invention, will become clearer after reading the following detailed description of the currently preferred, but nonetheless illustrative embodiments of the present invention, considered in conjunction with the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет схематическое изображение примерного энергетического котла согласно настоящему изобретению.Figure 1 is a schematic illustration of an exemplary energy boiler according to the present invention.

Фиг.2 представляет часть канала топочного газа энергетического котла согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 2 represents a portion of the flue gas channel of an energy boiler according to another embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Фиг.1 представляет схематическое изображение сжигающему порошкообразный уголь энергетического котла 10 согласно настоящему изобретению. Котел включает печь 12 с горелкой для введения в печь смеси порошкообразного угля 16 и первичного воздуха 18 из угольной мельницы 20. Как правило, энергетический котел включает множество горелок, но для простоты на фиг.1 представлена только одна горелка. Топливо сжигают в печи, используя первичный воздух и вторичный воздух 22, поступающий в печь через дутьевой короб 24 вблизи горелки, и образуется горячий топочный газ. Сгорание можно на практике осуществлять полностью, используя третичный воздух и/или двухступенчатое сжигание топлива с введением воздуха в печь ниже по потоку относительно горелок, но для простоты на фиг.1 не представлено введение третичного воздуха и/или воздуха для двухступенчатого сжигания топлива. Образующиеся горячие топочные газы поднимаются внутри печи, отдавая часть своей энергии испарительным поверхностям 30 на стенках печи для испарения питательной воды 26 и получения пара 28. Топочный газ выходит из печи по каналу топочного газа 32, присоединенному к верхней части печи.Figure 1 is a schematic illustration of a coal-fired powder coal-fired power boiler 10 according to the present invention. The boiler includes a furnace 12 with a burner for introducing into the furnace a mixture of powdered coal 16 and primary air 18 from a coal mill 20. Typically, an energy boiler includes many burners, but for simplicity, only one burner is shown in FIG. The fuel is burned in a furnace using primary air and secondary air 22 entering the furnace through a blow box 24 near the burner, and hot flue gas is generated. Combustion can be practiced in practice completely using tertiary air and / or two-stage combustion of fuel with the introduction of air into the furnace downstream of the burners, but for simplicity, the introduction of tertiary air and / or air for two-stage combustion of fuel is not shown in Fig. 1. The resulting hot flue gases rise inside the furnace, giving part of their energy to the evaporating surfaces 30 on the walls of the furnace to evaporate the feed water 26 and produce steam 28. The flue gas leaves the furnace through a flue gas channel 32 connected to the top of the furnace.

Топочные газы затем проходят через теплоутилизационную область (ТУО) 34 канала топочного газа, где они отдают дополнительную энергию поверхностям нагрева пароперегревателя 36 для перегрева образующегося пара и поверхностям экономайзера 38 для подогрева питательной воды, поступающей на испарительные поверхности. Как правило ТУО включает множество перегревающих и подогревающих поверхностей, но поскольку это не имеет решающего значения для настоящего изобретения, на фиг.1 представлен только один пароперегреватель 36.The flue gases then pass through the heat recovery region (TUO) 34 of the flue gas channel, where they give off additional energy to the heating surfaces of the superheater 36 to overheat the generated steam and to the economizer 38 surfaces to heat the feed water to the evaporator surfaces. As a rule, TUO includes many overheating and heating surfaces, but since this is not critical for the present invention, only one superheater 36 is shown in FIG.

Топочные газы, выходящие из экономайзера 38, проходят через катализатор 40 восстановления NOx, воздухоподогреватель 42, очищающую топочный газ систему 44 и вытяжную трубу 46 в атмосферу. Канал топочного газа 32 также включает инжектор 48 для введения восстановителя NOx, такого как аммиак, выше по потоку относительно катализатора 40. Катализатор 40 предпочтительно включает традиционный каталитический материал, такой как диоксид титана или оксид железа. Как правило, очищающая топочный газ система включает несколько очищающих топочный газ блоков, таких как пылеуловитель и десульфуратор, но поскольку это не имеет решающего значения для настоящего изобретения, на фиг.1 схематически представлена только одна очищающая газ система 44.The flue gases leaving the economizer 38 pass through a NO x reduction catalyst 40, an air heater 42, a flue gas cleaning system 44, and an exhaust pipe 46 into the atmosphere. The flue gas channel 32 also includes an injector 48 for introducing an NO x reducing agent, such as ammonia, upstream of the catalyst 40. The catalyst 40 preferably includes a conventional catalytic material such as titanium dioxide or iron oxide. Typically, the flue gas cleaning system includes several flue gas cleaning units, such as a dust collector and desulfurizer, but since this is not critical to the present invention, only one cleaning gas system 44 is shown schematically.

Согласно настоящему изобретению, канал топочного газа включает газовый воздухоподогреватель, в данном случае трубчатый воздухоподогреватель 50, установленный выше по потоку относительно катализатора 40 восстановления NOx. Используя трубчатый воздухоподогреватель, можно охлаждать топочный газ, насколько это желательно, до оптимального температурного интервала для катализатора, например до температуры, составляющей менее чем приблизительно 400°C.According to the present invention, the flue gas channel includes a gas air heater, in this case a tubular air heater 50, installed upstream of the NO x reduction catalyst 40. Using a tubular air heater, it is possible to cool the flue gas, as much as desired, to the optimum temperature range for the catalyst, for example, to a temperature of less than about 400 ° C.

Трубчатый воздухоподогреватель 50 преимущественно присоединен таким образом, чтобы обеспечивать возможное дополнительное нагревание вторичного воздуха 22. В некоторых вариантах осуществления можно также использовать трубчатый воздухоподогреватель для нагревания первичного воздуха 18 или третичного воздуха и/или воздуха для двухступенчатого сжигания топлива, который не представлен на фиг.1. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, трубчатый воздухоподогреватель 50 соединен параллельно с воздухоподогревателем 42, который здесь также называется термином «второй воздухоподогреватель» и который установлен в канале топочного газа 32 ниже по потоку относительно катализатора 40 восстановления NOx. Таким образом, поток вторичного воздуха из вторичной воздуходувки 52 можно разделять, используя регулирующие устройства, такие как регулирующие клапаны 54, 54', между трубчатым воздухоподогревателем 50 и воздухоподогревателем 42 ниже по потоку относительно катализатора 40.The tubular air heater 50 is advantageously connected so as to provide possible additional heating of the secondary air 22. In some embodiments, the tubular air heater can also be used to heat the primary air 18 or tertiary air and / or air for two-stage combustion of fuel, which is not shown in FIG. 1 . According to a preferred embodiment of the present invention, the tubular air heater 50 is connected in parallel with the air heater 42, which is also referred to herein as the “second air heater” and which is installed in the flue gas channel 32 downstream of the NO x reduction catalyst 40. Thus, the secondary air flow from the secondary blower 52 can be separated using control devices, such as control valves 54, 54 ', between the tubular air heater 50 and the air heater 42 downstream of the catalyst 40.

Соотношение воздушных потоков через трубчатый воздухоподогреватель 50 и воздухоподогреватель 42 ниже по потоку относительно катализатора 40 можно преимущественно устанавливать в зависимости от нагрузки котла или в зависимости от температуры топочного газа выше по потоку относительно катализатора, которую измеряют определяющим температуру устройством, таким как термометр 56. Таким образом, система преимущественно включает регулятор 58 для управления регулирующими клапанами 54, 54' в зависимости от измеренной температуры.The ratio of the air flows through the tubular air heater 50 and the air heater 42 downstream of the catalyst 40 can advantageously be set depending on the load of the boiler or depending on the temperature of the flue gas upstream of the catalyst, which is measured by a temperature-determining device, such as a thermometer 56. Thus , the system preferably includes a controller 58 for controlling the control valves 54, 54 'depending on the measured temperature.

Как правило, при высоких нагрузках, когда температура топочного газа выше по потоку относительно катализатора склонна увеличиваться и превышать оптимальную рабочую температуру катализатора, основную часть вторичного воздуха пропускают через трубчатый воздухоподогреватель 50 путем, по меньшей мере, частичного закрытого клапана 54', установленного на разветвлении линии вторичного воздуха, проходящей через воздухоподогреватель 42, установленный ниже по потоку относительно катализатора 40. Соответственно, при низких нагрузках меньшую часть вторичного воздуха пропускают через трубчатый воздухоподогреватель путем, по меньшей мере, частичного закрытия клапана 54, установленного на разветвлении питающей вторичным воздухом линии, проходящей через трубчатый воздухоподогреватель 50. Таким образом, путем регулирования разделения воздушного потока между трубчатым воздухоподогревателем 50 и воздухоподогревателем 42 ниже по потоку относительно катализатора 40 восстановления NOx можно оптимизировать температуру топочного газа, поступающего на катализатор восстановления NOx при различных режимах нагрузки.As a rule, at high loads, when the temperature of the flue gas upstream relative to the catalyst tends to increase and exceed the optimum operating temperature of the catalyst, the main part of the secondary air is passed through a tubular air heater 50 by at least a partially closed valve 54 'installed on the branch of the line secondary air passing through the air heater 42, installed downstream relative to the catalyst 40. Accordingly, at low loads, less frequent l secondary air is passed through the tubular air heater by at least partially closing the valve 54 mounted on a branching of the secondary air supply line passing through the tubular air heater 50. Thus, by controlling the separation of the air flow between the tubular air heater 50 and the air heater 42 downstream 40 with respect to NO x catalyst recovery is possible to optimize the flue gas temperature at the catalyst inlet NO x regeneration when pa personal load conditions.

Фиг.2 представляет часть канала топочного газа 32 энергетического котла согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Газовый воздухоподогреватель 50' установлен в канале топочного газа выше по потоку относительно секции катализатора 40, и традиционный воздухоподогреватель 42 установлен ниже по потоку относительно секции катализатора 40. Согласно данному варианту осуществления, газовый воздухоподогреватель 50' включает охладитель 60 топочного газа в канале топочного газа 32 и отдельный воздухоподогреватель 62 на разветвлении 64 подающей воздух линии 66. Охладитель 60 топочного газа и воздухоподогреватель 62 соединены с помощью трубы 68 для циркуляции теплоносителя посредством насоса 70.Figure 2 represents a part of the flue gas channel 32 of an energy boiler according to another embodiment of the present invention. A gas air heater 50 ′ is installed in the flue gas channel upstream with respect to the catalyst section 40, and a conventional air heater 42 is installed downstream with respect to the catalyst section 40. According to this embodiment, the gas air heater 50 ′ includes a flue gas cooler 60 in the flue gas channel 32 and a separate air heater 62 at the junction 64 of the air supply line 66. The flue gas cooler 60 and the air heater 62 are connected via a pipe 68 for heat transfer ator means of a pump 70.

Хотя настоящее изобретение описано в данном документе посредством примеров в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но предназначено для распространения на разнообразные сочетания или модификации своих отличительных особенностей и некоторые другие приложения, включенные в объем настоящего изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения.Although the present invention is described herein by way of examples in connection with what is currently considered the most preferred embodiments, it should be understood that the present invention is not limited to the described embodiments, but is intended to extend to various combinations or modifications of its distinctive features and some other applications included in the scope of the present invention, which are defined in the attached claims.

Claims (12)

1. Способ селективного каталитического восстановления NOx в энергетическом котле (10), причем данный способ включает следующие стадии:
(a) сгорание топлива в печи (12) котла и образование потока топочного газа, который содержит NOx;
(b) прохождение потока топочного газа из печи по каналу (32) топочного газа в вытяжную трубу (46);
(c) охлаждение потока топочного газа в теплоутилизационной области (34), включающей секцию экономайзера (38), которая расположена в канале топочного газа;
(d) восстановление, по меньшей мере, части NOx до N2 на катализаторе (40) восстановления NOx, находящемся в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера; и
(e) дополнительное охлаждение топочного газа и образование нагретого воздуха в газовом воздухоподогревателе (50), установленном в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера и выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx,
причем энергетический котел включает дополнительный воздухоподогреватель (42), установленный в канале топочного газа ниже по потоку относительно катализатора восстановления NOx, и данный способ отличается тем, что газовый воздухоподогреватель и дополнительный воздухоподогреватель соединены параллельно
относительно воздушного потока.
1. A method for the selective catalytic reduction of NO x in an energy boiler (10), the method comprising the following steps:
(a) burning fuel in the furnace (12) of the boiler and generating a flue gas stream that contains NO x ;
(b) the passage of the flow of flue gas from the furnace through the channel (32) of the flue gas into the exhaust pipe (46);
(c) cooling the flue gas stream in a heat recovery region (34) including an economizer section (38) that is located in the flue gas channel;
(d) recovering at least a portion of NO x to N 2 on a NO x reduction catalyst (40) located in the flue gas channel downstream of the economizer section; and
(e) additional cooling of the flue gas and the formation of heated air in a gas air heater (50) installed in the flue gas channel downstream of the economizer section and upstream of the NO x reduction catalyst,
moreover, the energy boiler includes an additional air heater (42) installed in the flue gas channel downstream relative to the NO x reduction catalyst, and this method is characterized in that the gas air heater and the additional air heater are connected in parallel
relative to air flow.
2. Способ по п.1, в котором газовый воздухоподогреватель (50) присоединен к воздушному потоку для получения нагретого воздуха, поступающего в качестве вторичного воздуха в горелку (14), расположенную в печи.2. The method according to claim 1, in which the gas air heater (50) is connected to the air stream to produce heated air entering as secondary air into the burner (14) located in the furnace. 3. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию регулирования потока воздуха, поступающего в газовый воздухоподогреватель (50), в зависимости от режима нагрузки энергетического котла.3. The method according to claim 1, further comprising the step of controlling the flow of air entering the gas air heater (50), depending on the load mode of the energy boiler. 4. Способ по п.1, дополнительно включающий стадии измерения температуры топочного газа, поступающего на катализатор (40) восстановления NOx, и регулирования потока воздуха, поступающего в газовый воздухоподогреватель (50), в зависимости от измеренной температуры.4. The method according to claim 1, further comprising the steps of measuring the temperature of the flue gas entering the NO x reduction catalyst (40) and controlling the flow of air entering the gas air heater (50), depending on the measured temperature. 5. Способ по п.1, в котором газовый воздухоподогреватель (40) представляет собой трубчатый воздухоподогреватель.5. The method according to claim 1, in which the gas air heater (40) is a tubular air heater. 6. Способ по п.1, в котором газовый воздухоподогреватель представляет собой теплообменник (50') с рециркулирующим теплоносителем.6. The method according to claim 1, in which the gas air heater is a heat exchanger (50 ') with a recirculating coolant. 7. Энергетический котел (10) с селективным каталитическим восстановлением NOx, причем данный котел включает:
(a) топочную камеру для сжигания топлива в печи (12) котла и получения в результате этого потока топочного газа, содержащего NOx;
(b) канал (32) топочного газа для прохождения потока топочного газа из печи в вытяжную трубу (46);
(с) теплоутилизационную область (34), включающую секцию экономайзера (38), установленную в канале топочного газа для охлаждения потока топочного газа;
(d) катализатор (40) восстановления NOx, находящийся в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера, для восстановления, по меньшей мере, части NOx до N2; и
(e) газовый воздухоподогреватель (50), установленный в канале топочного газа ниже по потоку относительно секции экономайзера и выше по потоку относительно катализатора восстановления NOx, для дополнительного охлаждения топочного газа и получения нагретого воздуха,
причем энергетический котел включает дополнительный воздухоподогреватель (42), установленный в канале топочного газа ниже по потоку относительно катализатора восстановления NOx, и отличается тем, что газовый воздухоподогреватель и дополнительный воздухоподогреватель соединены параллельно относительно воздушного потока.
7. Energy boiler (10) with selective catalytic reduction of NO x , and this boiler includes:
(a) a combustion chamber for burning fuel in the furnace (12) of the boiler and thereby producing a flue gas stream containing NO x ;
(b) a flue gas channel (32) for passing a flue gas stream from the furnace to a chimney (46);
(c) a heat recovery region (34) including an economizer section (38) installed in the flue gas channel to cool the flue gas stream;
(d) a NO x reduction catalyst (40) located in the flue gas channel downstream of the economizer section to recover at least a portion of the NO x to N 2 ; and
(e) a gas air heater (50) installed in the flue gas channel downstream of the economizer section and upstream of the NO x reduction catalyst, to further cool the flue gas and produce heated air,
moreover, the energy boiler includes an additional air heater (42) installed in the flue gas channel downstream relative to the NO x reduction catalyst, and characterized in that the gas air heater and the additional air heater are connected in parallel with respect to the air flow.
8. Энергетический котел по п.7, в котором топочная камера для сжигания топлива включает горелку (14), и газовый воздухоподогреватель (50) присоединен к воздушному каналу для прохождения нагретого воздуха в печь в качестве вторичного воздуха вблизи горелки.8. The energy boiler according to claim 7, in which the combustion chamber for burning fuel includes a burner (14), and a gas air heater (50) is connected to the air channel for the passage of heated air into the furnace as secondary air near the burner. 9. Энергетический котел по п.7, дополнительно включающий регулятор (58) для регулирования потока воздуха, поступающего в газовый воздухоподогреватель (50), в зависимости от режима нагрузки энергетического котла.9. The energy boiler according to claim 7, further comprising a regulator (58) for regulating the flow of air entering the gas air heater (50), depending on the load mode of the energy boiler. 10. Энергетический котел по п.7, дополнительно включающий
термометр (56) для измерения температуры топочного газа, поступающего на катализатор (40) восстановления NOx, и регулятор (58) для регулирования потока воздуха, поступающего в газовый воздухоподогреватель (50), в зависимости от измеренной температуры.
10. The energy boiler according to claim 7, further comprising
a thermometer (56) for measuring the temperature of the flue gas entering the NO x reduction catalyst (40), and a regulator (58) for regulating the flow of air entering the gas air heater (50), depending on the measured temperature.
11. Энергетический котел по п.7, в котором газовый воздухоподогреватель (50) представляет собой трубчатый воздухоподогреватель.11. The energy boiler according to claim 7, in which the gas air heater (50) is a tubular air heater. 12. Энергетический котел по п.7, в котором газовый воздухоподогреватель (50') представляет собой теплообменник с рециркулирующим теплоносителем. 12. The energy boiler according to claim 7, in which the gas air heater (50 ') is a heat exchanger with a recirculating coolant.
RU2013144552/06A 2011-03-04 2012-03-02 METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN POWER BOILER RU2543096C1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/040,666 US20120222591A1 (en) 2011-03-04 2011-03-04 Method of and Apparatus for Selective Catalytic NOx Reduction in a Power Boiler
US13/040,666 2011-03-04
US13/182,763 US20120160142A1 (en) 2011-03-04 2011-07-14 Method of and Apparatus for Selective Catalytic NOx Reduction in a Power Boiler
US13/182,763 2011-07-14
PCT/IB2012/050988 WO2012120417A1 (en) 2011-03-04 2012-03-02 Method of and apparatus for selective catalytic nox reduction in a power boiler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2543096C1 true RU2543096C1 (en) 2015-02-27

Family

ID=46315155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013144552/06A RU2543096C1 (en) 2011-03-04 2012-03-02 METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN POWER BOILER

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20120222591A1 (en)
EP (1) EP2686524A1 (en)
JP (1) JP2014514134A (en)
KR (1) KR20130114747A (en)
CN (1) CN103443405A (en)
RU (1) RU2543096C1 (en)
WO (1) WO2012120417A1 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482127B2 (en) * 2012-09-11 2016-11-01 General Electric Technology Gmbh Booster air heater for high moisture fuels
WO2014063249A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Maralto Environmental Technologies Ltd. Heat exchanger and method for heating a fracturing fluid
JP5624646B1 (en) * 2013-05-23 2014-11-12 電源開発株式会社 Thermal power plant and operation method of thermal power plant.
EP2851616A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-25 Alstom Technology Ltd Flue gas heat recovery integration
CN103877856B (en) * 2014-03-27 2016-01-06 中冶焦耐工程技术有限公司 A kind of method of coke oven flue waste gas heat utilization and purification
DE102014004778A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Linde Aktiengesellschaft Oxygen / air-fuel burning system and method for preheating combustion components
CN104190253A (en) * 2014-08-25 2014-12-10 上海宝钢节能环保技术有限公司 Coke oven flue gas SCR denitration system
US20170363288A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Fired heater with heat pipe preheater
CN107152672A (en) * 2017-05-05 2017-09-12 张家港格林沙洲锅炉有限公司 Low NOXDouble drum gas fired-boilers
CN109114582B (en) * 2018-08-28 2019-07-19 北京华通兴远供热节能技术有限公司 Gas fired-boiler fume afterheat, which is utilized, removes system and method with white haze
CN110686266B (en) * 2019-09-18 2021-09-21 国能龙源环保有限公司 Flue gas temperature raising system capable of realizing low-load operation of SCR (Selective catalytic reduction) denitration system and method thereof
CN111043620A (en) * 2019-11-19 2020-04-21 华电电力科学研究院有限公司 System and method for realizing SCR full-time denitration of coal-fired thermal power generating unit
WO2021121575A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Sumitomo SHI FW Energia Oy Arrangement and method for operating a steam boiler system
CN111636934B (en) * 2020-05-24 2021-03-16 西安交通大学 Efficient and clean coal-fired power generation system with high variable load rate and operation method
CN111928292A (en) * 2020-07-30 2020-11-13 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 Horizontal tubular air preheater for small gas boiler
CN115374632B (en) * 2022-08-19 2024-01-26 南方电网电力科技股份有限公司 Calculation method and related device for outlet flue gas in SNCR (selective non-catalytic reduction) denitration system
US20240093867A1 (en) 2022-09-08 2024-03-21 Lummus Technology Llc Selective catalytic reduction catalyst module support system and installation method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078973A (en) * 1985-01-30 1992-01-07 Babcoco-Hitachi Kabushiki Kaisha Apparatus for treating flue gas
SU1726898A1 (en) * 1989-11-20 1992-04-15 Проектный И Научно-Исследовательский Институт Мосгазниипроект Method and heat-using plant for fuel combustion
RU2003000C1 (en) * 1991-05-22 1993-11-15 АО СП "Подольский машиностроительный завод" Boiler plant
RU2179281C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-10 Специализированная организация по проектированию, монтажу и наладке газоиспользующего и котельного оборудования (ООО "Промэнергогаз-2") Operational process and design of thermal power plant with complex system of deep recovery of heat and reduced amount of harmful effluents into atmosphere

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5570328A (en) * 1978-11-22 1980-05-27 Babcock Hitachi Kk Operation of denitrifier
JPS6060418A (en) * 1983-09-14 1985-04-08 Hitachi Ltd Controller for coal firing boiler
DE3346691A1 (en) * 1983-12-23 1985-06-27 Davy McKee AG, 6000 Frankfurt Process for cooling a flue gas before desulphurisation at low temperature
JPS61128002A (en) * 1984-11-28 1986-06-16 バブコツク日立株式会社 Boiler device
JPS61134521A (en) * 1984-11-30 1986-06-21 ジンメリング―グラッツ―パウカー アクチェンゲゼルシャフト Method and device for thermally treating flue gas and combustion air from boiler furnace
JPS6298981U (en) * 1985-12-04 1987-06-24
JPH04122933U (en) * 1991-04-02 1992-11-05 石川島播磨重工業株式会社 boiler equipment
JPH07208701A (en) * 1994-01-17 1995-08-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Temperature controller for inlet gas of denitrating device for boiler
JPH07213867A (en) * 1994-02-08 1995-08-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Boiler waste gas treating device
US5555849A (en) 1994-12-22 1996-09-17 Combustion Engineering, Inc. Gas temperature control system for catalytic reduction of nitrogen oxide emissions
JPH0926105A (en) 1995-07-12 1997-01-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Boiler
US5603909A (en) * 1995-08-03 1997-02-18 The Babcock & Wilcox Company Selective catalytic reduction reactor integrated with condensing heat exchanger for multiple pollutant capture/removal
JP3589529B2 (en) * 1995-08-08 2004-11-17 株式会社荏原製作所 Method and apparatus for treating flue gas
US6405791B1 (en) * 1999-07-22 2002-06-18 Paul James Lieb Air heater gas inlet plenum
US7021248B2 (en) * 2002-09-06 2006-04-04 The Babcock & Wilcox Company Passive system for optimal NOx reduction via selective catalytic reduction with variable boiler load
US7118721B2 (en) * 2002-11-26 2006-10-10 Alstom Technology Ltd Method for treating emissions
US6979430B2 (en) * 2002-12-18 2005-12-27 Foster Wheeler Energy Corporation System and method for controlling NOx emissions from boilers combusting carbonaceous fuels without using external reagent
US7588440B2 (en) * 2005-04-13 2009-09-15 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Carrier air heating system for SCR
JP4731293B2 (en) * 2005-11-28 2011-07-20 電源開発株式会社 Combustion control method and apparatus for oxyfuel boiler
JP2007147161A (en) * 2005-11-28 2007-06-14 Electric Power Dev Co Ltd Exhaust gas disposal method and device for combustion apparatus
DE102006060472B4 (en) * 2006-12-19 2015-07-16 Alstom Technology Ltd. Method for operating a steam power plant with a coal-fired steam generator and a steam power plant
US8475573B2 (en) * 2009-08-25 2013-07-02 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. System and method for protection of SCR catalyst
US9598742B2 (en) * 2009-09-25 2017-03-21 Arvos Inc. Exhaust processing and heat recovery system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078973A (en) * 1985-01-30 1992-01-07 Babcoco-Hitachi Kabushiki Kaisha Apparatus for treating flue gas
SU1726898A1 (en) * 1989-11-20 1992-04-15 Проектный И Научно-Исследовательский Институт Мосгазниипроект Method and heat-using plant for fuel combustion
RU2003000C1 (en) * 1991-05-22 1993-11-15 АО СП "Подольский машиностроительный завод" Boiler plant
RU2179281C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-10 Специализированная организация по проектированию, монтажу и наладке газоиспользующего и котельного оборудования (ООО "Промэнергогаз-2") Operational process and design of thermal power plant with complex system of deep recovery of heat and reduced amount of harmful effluents into atmosphere

Also Published As

Publication number Publication date
US20120160142A1 (en) 2012-06-28
KR20130114747A (en) 2013-10-17
US20120222591A1 (en) 2012-09-06
EP2686524A1 (en) 2014-01-22
CN103443405A (en) 2013-12-11
WO2012120417A1 (en) 2012-09-13
JP2014514134A (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2543096C1 (en) METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN POWER BOILER
KR100366873B1 (en) Reheating Flue Gas for Selective Catalytic Systems
US8220274B2 (en) Emission reduction method for use with a heat recovery steam generation system
KR0158763B1 (en) A method for optimizing the operating efficiency of a fossil-fired power generation system
US8211391B2 (en) Biomass boiler SCR NOx and CO reduction system
CA1144079A (en) Apparatus for removing nox and for providing better plant efficiency in combined cycle plants
CN203944290U (en) A kind of SCR flue gas denitrification system
GB2082085A (en) Apparatus for removing nox and for providing better plant efficiency in simple cycle combustion turbine plants
CA2715625A1 (en) Coal-fired power station and method for operating the coal-fired power station
US5555849A (en) Gas temperature control system for catalytic reduction of nitrogen oxide emissions
JP6632198B2 (en) Heat exchanger and heat exchanger control method
CN103041703A (en) SCR (Selective Catalytic Reduction) flue gas denitration system for burning lignite
JP7420941B2 (en) Arrangement and method for operating a steam boiler system
CN111495175A (en) Exhaust gas treatment device
JP2013189883A (en) Thermal power generation plant
EP3232022B1 (en) System and method for improving the performance of a heat recovery steam generator
CN105889899A (en) Superheated steam temperature adjusting system and method suitable for SCR low-load operation
JP2000065313A (en) Boiler apparatus and boiler starting operation method
CN105889895A (en) Economizer increasing fume temperature at SCR inlet by changing areas and flowing modes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160303