本实用新型涉及燃烧烟气处理技术，具体地，涉及一种燃煤锅炉的烟气处理装置。
背景技术：
煤在燃烧过程中，会产生大量的污染物，其中氮氧化物(NOX)对环境危害极大，氮氧化物除了形成酸雨破坏生态环境之外，还能形成光化学烟雾危害人类健康。煤炭高温燃烧是NOX的主要来源之一，而我国电站锅炉主要以燃煤为主，因此降低燃煤电站锅炉NOX的排放具有重要的意义。
目前，控制电站煤粉锅炉NOX排放的技术措施可分为低氮燃烧技术和烟气净化技术两类。随着中国环保新标准的公布，对于新建火力发电锅炉NOX排放要低于100mg/Nm3，为了达到国家标准要求，必须综合采用低氮燃烧技术和烟气净化技术，其中比较常见的组合是“低氮燃烧系统结合SCR(选择性催化还原烟气脱硝)”或者“低氮燃烧系统结合SNCR(非选择性催化还原烟气脱硝)和SCR(选择性催化还原烟气脱硝)”。SCR的初投资与运行维护费用昂贵，在进入SCR前进一步降低烟气中的NOX浓度，将会大幅度降低尾部烟气脱硝装置的初投资和运行成本，提升发电企业经济效益，实现更低的污染物排放。
但在日益严格的火电厂大气污染物控制标准要求近零排放要求的当下，现有技术提供的燃烧烟气处理技术不能达到要求，火电厂亟需采取措施进一步脱除烟气中氮氧化物。
技术实现要素：
针对现有技术烟气处理装置脱氮氧化物效果差的缺陷，本实用新型提供一种燃煤锅炉的烟气处理装置，旨在有效脱除燃煤锅炉的烟气中的氮氧化物，进而达到近零排放的要求。
本实用新型的发明人在研究过程中发现现有技术中所采用的四角切圆锅炉尾部烟气动量偏差大，并且处于同一水平面的烟道两侧的烟气温度偏差很大，例如直径为15-30m的烟道，烟道两侧的烟气温度偏差可能达到50-100℃，另外，现有技术中SCR单元内部烟气中氮氧化物与喷入的氨剂反应不完全，使SCR单元出口处氨逃逸量偏大，从而导致空气预热器冷端形成硫酸氢铵与飞灰粘接在蓄热元件之上，堵塞空预器的通流部分增加系统压差，同时还会粘接除尘器芒刺线，导致除尘器效率降低，进而使得SCR单元效率较低。
本实用新型的发明人进一步研究发现，在炉膛中从下至上设置主燃烧单元、还原单元、SOFA燃尽和消旋单元使烟气通过主燃烧单元进行CCOFA部分消旋作用后，经过还原区进行烟气中NOx的有效还原，再经过SOFA燃尽和消旋单元进行未燃尽颗粒的继续燃烧和残余旋转的消除，可以使炉膛出口两侧区域的烟温偏差降低至30℃以内，有效控制过热器和再热器管屏内部介质的热偏差问题，通过在烟道中加装导流板的方式可以使烟气更加平衡地进入SCR单元，以满足SCR单元内部烟气中氮氧化物与喷入的氨剂的充分、完全反应，这能减轻甚至消除以上问题的出现，再通过在SCR单元后设置海水脱硫单元对氮氧化物的协同脱除作用，可以使烟囱出口出烟气中氮氧化物的浓度值低于20mg/Nm3，从而达到氮氧化物近零排放的要求。
基于此，本实用新型提供一种燃煤锅炉的烟气处理装置，其中，该装置包括：
炉膛，所述炉膛内部包括从下至上设置的主燃烧单元、还原单元以及SOFA燃尽和消旋单元，所述主燃烧单元包括主燃烧器和CCOFA消旋单元，风粉混合物在所述主燃烧器中进行燃烧，然后将所述燃烧得到的烟气依次在所述CCOFA消旋单元、还原单元以及SOFA燃尽和消旋单元中分别进行紧凑型燃尽风消旋、NOx还原、未燃尽颗粒的继续燃烧和分离型燃尽风消旋；
SCR单元，用于将源自所述炉膛的SOFA燃尽和消旋单元的烟气进行脱硝处理，所述SCR单元与SOFA燃尽和消旋单元通过弯折烟道连接，所述弯折烟道具有多个弯折拐角且在至少一个弯折拐角处设置有导流板，用于将烟气进行均化处理；
海水脱硫单元，用于将经所述SCR单元脱硝处理后的烟气进行脱氮氧化物处理。
优选地，所述CCOFA消旋单元包括1个或2个CCOFA供风层，用于供应紧凑型燃尽风；所述SOFA燃尽和消旋单元包括4-7个SOFA供风层，用于供应分离型燃尽风。
优选地，所述CCOFA消旋单元包括上下平行排布的2个CCOFA供风层，所述SOFA燃尽和消旋单元包括上下平行排布的4个SOFA供风层。
优选地，所述炉膛为长方体结构，所述CCOFA供风层包括分别位于CCOFA供风层4个角上的4个CCOFA供风喷嘴；所述SOFA供风层包括分别位于SOFA供风层4个角上的4个SOFA供风喷嘴。
优选地，所述还原单元的高度与炉膛高度之比为0.12-0.2：1。
优选地，所述弯折烟道包括5个弯折拐角，且所述5个弯折拐角中包括3个水平方向转竖直方向的拐角以及2个竖直方向转水平方向的拐角。
优选地，所述导流板的数量为两块，且第一级导流板设置在所述弯折烟道的第二个水平方向转竖直方向的拐角处，第二级导流板设置在所述弯折烟道的第二个竖直方向转水平方向的拐角处。
优选地，所述弯折烟道中还设置有过热器和再热器，且所述过热器和再热器位于所述炉膛的SOFA燃尽和消旋单元出口与所述弯折烟道的第一个水平方向转竖直方向的弯折拐角之间。
通过上述技术方案，可以有效脱除烟气中的氮氧化物，优选情况下，能够将烟气中的氮氧化物脱除至低于20mg/Nm3。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型提供的燃煤锅炉的烟气处理装置的炉膛示意图；
图2是本实用新型提供的燃煤锅炉的烟气处理装置的一种实施方式。
附图标记说明
1 炉膛 2 SCR单元
3 海水脱硫单元 41 主燃烧器
42 CCOFA消旋单元 421 CCOFA供风层
422 CCOFA供风喷嘴 5 还原单元
6 SOFA燃尽和消旋单元 61 SOFA供风层
611 SOFA供风喷嘴 7 弯折烟道
81 第一级导流板 82 第二级导流板
9 过热器 10 再热器
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、之间、中间”通常是指参考附图所示的上、下、之间、中间，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
在日益严格的火电厂大气污染物控制标准要求近零排放的当下，现有技术提供的燃烧烟气处理技术不能达到要求，因此，本实用新型的发明人对燃煤锅炉的烟气处理技术进行研究，在研究过程中，本实用新型的发明人发现通过使用炉膛、SCR单元和海水脱硫单元串联连接的装置能够有效协同深度脱除烟气中的氮氧化物。在炉膛中设置CCOFA消旋单元以及SOFA燃尽和消旋单元能够有效解决四角切圆锅炉尾部烟气动量偏差大、烟温偏差、烟气中NOx浓度不均匀的问题，并且通过在SOFA燃尽和消旋单元与SCR单元之间的弯折烟道设置导流板能够使烟气进一步均衡进入SCR单元，以满足SCR单元内部烟气中氮氧化物与喷入氨剂的充分、完全反应。
基于此，如图1和图2所示，本实用新型提供一种燃煤锅炉的烟气处理装置，该装置包括：
炉膛1，所述炉膛1内部包括从下至上设置的主燃烧单元、还原单元5以及SOFA燃尽和消旋单元6，所述主燃烧单元包括主燃烧器41和CCOFA消旋单元42，风粉混合物在所述主燃烧器41中进行燃烧，然后将所述燃烧得到的烟气依次在所述CCOFA消旋单元42、还原单元5以及SOFA燃尽和消旋单元6中分别进行紧凑型燃尽风消旋、NOx还原、未燃尽颗粒的继续燃烧和分离型燃尽风消旋；
SCR单元2，用于将源自所述炉膛1的SOFA燃尽和消旋单元6的烟气进行脱硝处理，所述SCR单元2与SOFA燃尽和消旋单元6通过弯折烟道7连接，所述弯折烟道7具有多个弯折拐角且在至少一个弯折拐角处设置有导流板，用于将烟气进行均化处理；
海水脱硫单元3，用于将经所述SCR单元2脱硝处理后的烟气进行脱氮氧化物处理。
风粉混合物燃烧得到的烟气通过CCOFA消旋单元42的部分消旋作用，既可以减轻尾部烟道入口处的残余旋转动量，还能使炉内的辐射换热量适度减少并减少燃烧火焰刷墙，有利于提升尾部区域的对流换热量，可以有效提高负荷及改善快速变负荷工况下再热汽温低的情况，达到提升锅炉燃烧安全性和经济性的作用；经过CCOFA消旋单元42的部分消旋作用后的烟气经过还原单元5进行烟气的有效还原，将烟气中的NOx还原为N2，之后再经过SOFA燃尽和消旋单元6再度进行残余旋转的消除，并且未燃尽颗粒继续燃烧，使炉膛出口两侧区域的烟温偏差降低至30℃以内，有效控制过热器和再热器管屏内部介质的热偏差问题；通过在SOFA燃尽和消旋单元6与SCR单元2之间的弯折烟道7内设置导流板能够使烟气进一步均衡进入SCR单元2，以满足SCR单元2内部烟气中氮氧化物与喷入氨剂的充分、完全反应，可以提高SCR单元2的效率，减少氨逃逸，从而降低空预器堵塞的风险；再通过海水脱硫单元3的协同脱除作用，进一步降低出口处烟气中氮氧化物的浓度。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，所述CCOFA消旋单元42包括1个或2个CCOFA供风层421，用于供应紧凑型燃尽风；所述SOFA燃尽和消旋单元6包括4-7个SOFA供风层61，用于供应分离型燃尽风。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，如图1所示，所述CCOFA消旋单元42包括上下平行排布的2个CCOFA供风层421，所述SOFA燃尽和消旋单元6包括上下平行排布的4个SOFA供风层61(图1中仅示出2个SOFA供风层61)。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，所述炉膛1内部包括从下至上依次设置的主燃烧器41、上下平行排布的2个CCOFA供风层421、还原单元5和上下平行排布的4个SOFA供风层61。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，所述炉膛1为长方体结构，所述CCOFA供风层421包括分别位于CCOFA供风层4个角上的4个CCOFA供风喷嘴422；所述SOFA供风层61包括分别位于SOFA供风层4个角上的4个SOFA供风喷嘴611。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，所述还原单元5的高度与炉膛1高度之比为0.12-0.2：1。采用该种优选方式，还原性区域较长，能够使得烟气进行有效的还原。此外，所述还原单元5的作用是为了使得烟气中的NOx被还原为N2，其中，所述还原单元5为中空反应区域，烟气中的NOx在高温欠氧条件下被HCN等强还原性气体还原为N2。
本实用新型对所述弯折烟道7的具体形状没有特别的限定，可以按照本领域常规技术手段进行设置，优选所述弯折烟道7包括5个弯折拐角，且所述5个弯折拐角中包括3个水平方向转竖直方向的拐角以及2个竖直方向转水平方向的拐角。
在本实用新型中，为了进一步均化烟气，优选所述导流板的数量为两块，且第一级导流板81设置在所述弯折烟道7的第二个水平方向转竖直方向的拐角处，第二级导流板82设置在所述弯折烟道7的第二个竖直方向转水平方向的拐角处，第一级导流板81和第二级导流板82的设置均是为了均化烟气。
根据本实用新型的烟气处理装置，所述SCR单元2的作用是通过将烟气与喷入氨剂进行反应脱硝处理，其具体结构可以与现有技术相同，对此本领域技术人员公知，在此不作赘述。
根据本实用新型的烟气处理装置，所述海水脱硫单元3的作用是将烟气进行协同脱氮氧化物处理。所述海水脱硫单元3包括曝气池和混合装置，通过将NOx与海水形成盐类以实现对烟气进行氮氧化物的协同脱除处理。
根据本实用新型的烟气处理装置，优选地，所述弯折烟道7中还设置有过热器9和再热器10，且所述过热器9和再热器10位于所述炉膛1的SOFA燃尽和消旋单元6出口与所述弯折烟道7的第一个水平方向转竖直方向的弯折拐角之间。
为了更好地理解本实用新型所述的烟气处理装置，以下结合图1和图2详细说明本实用新型提供的烟气处理装置。需要说明的是，图1中，炉膛1中CCOFA供风层421的层数为2层；SOFA供风层61的层数为4层，图中仅给出SOFA供风层的最上层和最下层，中间的两层没有给出。
如图1所示，风粉混合物在主燃烧器41中燃烧产生的烟气首先依次通过2个CCOFA供风层421，CCOFA供风喷嘴422提供的紧凑型燃尽风(CCOFA)起到部分消旋作用，减轻了烟道入口处的残余旋转动量，经CCOFA消旋后的烟气通过较长的还原性区域(还原单元5的高度与炉膛高度的比为0.2：1)进行烟气的有效还原，再经过4个SOFA供风层61，未燃尽颗粒在SOFA供风层61进行继续燃烧，SOFA供风喷嘴611提供的分离型燃尽风(SOFA)对烟气进行残余旋转的消除，使得炉膛1出口两侧区域的烟温偏差降低至30℃以内。如图2所示，炉膛1出口烟气进入弯折烟道7，弯折烟道7中还设置有过热器9和再热器10，烟气通过上述CCOFA消旋、还原和SOFA消旋处理后，有效控制过热器9和再热器10管屏内部介质的热偏差问题，与过热器9和再热器10接触后的烟气经过弯折烟道7的第一个水平方向转竖直方向的拐角竖直向下流动然后经过第一个竖直方向转水平方向的拐角水平流动到达弯折烟道7的第二个水平方向转竖直方向的拐角，该拐角处设置有第一级导流板81，然后烟气竖直向上流动到达弯折烟道7的第二个竖直方向转水平方向的拐角，该拐角处设置有第二级导流板82，然后烟气水平流动至第三个水平方向转竖直方向的拐角，竖直流动至SCR单元2的入口，第一级导流板81和第二级导流板82使得烟气进一步均衡进入SCR单元2，满足SCR单元2内部烟气中氮氧化物与喷入氨剂的完全反应。上述炉膛1、弯折烟道7和SCR单元2的设置既可防止烟道内部热量交换不均与动量偏差，提升蒸汽参数品质，还可提高SCR单元2的效率、减少氨逃逸，从而降低空预器堵塞的风险。经过SCR单元2脱硝处理的烟气进入海水脱硫单元3进一步进行氮氧化物脱除处理，经过海水脱硫单元3处理后的烟气中氮氧化物的浓度值低于20mg/Nm3，达到了氮氧化物近零排放的要求。
由此可见，本实用新型通过对炉膛1的结构进行改造并将SCR单元2与海水脱硫单元3配合使用，将烟气中氮氧化物有效脱除，成功地达到了氮氧化物近零排放的要求。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。