本发明涉及一种热电行业中脱销系统，具体是一种应用于全负荷烟气脱硝的自催化还原脱硝系统。
背景技术：
nox作为热电行业、陶瓷玻璃行业、炼焦行业、水泥行业等工业生产中的有害气体出现，对正常的大气环境有较大的危害，它能直接引起酸雨、毒性雾霾。因此生产装置中对烟气气体中的nox有较大限制，脱销就显得尤为重要。近年来，热电行业、炼焦行业、水泥行业、陶瓷玻璃行业使用的传统脱除nox方式有sncr、scr等方法。这些方法都需要形影的脱硝还原剂。
脱硝还原剂的选择一般从其物理性质、经济性和安全性方面综合考虑，目前主要有液氨、氨水和尿素三种。由于液氨是危险化学品，随着国家对安全的日益重视，以及一系列相关限制措施的逐渐出台，使得电厂使用液氨时在审批、工期、占地等诸多方面受到了越来越多的制约，投运后通过环保验收的程序也较为繁琐;而氨水因其氨含量低、体积大、运输不便、运行成本高而受到应用的局限。
多年来，因使用不当，由液氨造成的伤亡损失十分惨重。火电厂脱硝若采用液氨为原料，其使用量非常巨大，以一座中型火电厂为例，每天大约需要消耗液氨10吨。全国有数千座火电厂，如全部使用液氨，仅此一项相当于每天有几千台10吨的液氨罐车奔跑于全国各地，用于运输原料，安全隐患不容忽视。尿素可以分解制氨的特性，用尿素分解或水解来代替液氨用作脱销，但因技术不成熟，国外垄断等原，装置投资很大，300-350kg/h产氨能力的尿素水解和尿素热解投资在3000-7000万，自动化程度低，需要定期手动配置大量尿素溶液储存起来供生产使用；电耗、水耗、蒸汽消耗较高，配置溶液过程中氨泄露较重，溶液配置室氨味很重，操作环境差。
目前在国内scr(selectivecatalyticreduction，选择性催化还原法)，使用问题越来越突出，scr工艺需要的反应温度为300～450℃，催化反应区域固定。当锅炉在低于20～50%超低负荷条件下运行时，催化反应区难以达到所需温度，烟气温度到300℃以下时，催化剂活性严重下降，同时因还原剂氨的影响，生成铵盐堵塞催化剂微孔，使催化剂失活大幅度降低了使用寿命，同时还原剂氨的存在也带来的氨逃逸，因氨严重的起雾特性，影响环境质量。
因此急需一种无危险，化学性质稳定，便于运输和储存的脱销还原剂代替氨，脱硝。
针对这种现状因此国内外先后发现并利用了臭氧或双氧水氧化法，但是该法投资较大，改造工作量较大，且运行费用较高，适用性不高。还有无氨的三聚氰酸、生物钙溶液等还原剂新型脱硝工艺，作为无危险的脱销还原剂，生物钙溶液具有远优于液氨的脱硝性能，并且因其水溶液稳定的化学性质，便于运输和储存。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种应用于全负荷烟气脱硝的自催化还原脱硝系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用于全负荷烟气脱硝的自催化还原脱硝系统，包括锅炉本体、脱硝反应器和控制系统，所述锅炉本体顶端内按从左到右顺序依次设有大屏、后屏、中温再热器、高温再热器和高温过热器，所述锅炉本体上侧分别设有生物钙基还原剂低温区输送管和生物钙基还原剂高温区输送管，所述生物钙基还原剂低温区输送管和生物钙基还原剂高温区输送管一端分别设有低温区分布喷射装置和高温区分布喷射装置，另一端均与生物钙基还原剂输送泵连接，所述生物钙基还原剂输送泵一侧设有新型生物钙基还原剂储槽，所述新型生物钙基还原剂储槽与生物钙基还原剂输送泵通过管道连接，所述生物钙基还原剂低温区输送管和生物钙基还原剂高温区输送管左端均与高压气体连接，所述生物钙基还原剂低温区输送管和生物钙基还原剂高温区输送管的水平烟道内分别设有低温区还原剂调节阀和高温区还原剂调节阀，所述高温区分布喷射装置设置在后屏与中温再热器之间，所述高温区分布喷射装置下侧设有高温区温度测量点，所述低温区分布喷射装置设置在中温再热器和高温再热器之间，所述低温区分布喷射装置下侧设有低温区温度测量点，所述锅炉本体右端设有后竖井，所述后竖井内按从上到下顺序依次设有低温过热器和多个省煤器，所述低温过热器上侧设有后竖井温度测量点，所述后屏下侧设有一级进口nox取样点，所述锅炉本体一侧设有空气预热器，所述空气预热器分别设置在进风口和出风口上，所述进风口与锅炉本体底端通过风机连接，所述出风口与后竖井底端连接，后竖井与空气预热器之间设有脱硝反应器，所述脱硝反应器上侧设有反应器进口温度测量点，脱硝反应器与省煤器之间设有二级进口nox取样点，脱硝反应器与空气预热器之间设有二级出口nox取样点，所述脱硝反应器内从上到下依次设有第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层，所述锅炉本体一侧设有控制系统，所述控制系统分别与高温区还原剂调节阀、低温区还原剂调节阀、高温区温度测量点、低温区温度测量点、一级进口nox取样点、二级进口nox取样点、二级出口nox取样点、锅炉负荷取样点、烟道各点温度取样点电连接。
作为本发明进一步的方案：一级生物基还原剂使用新型生物钙基还原剂，其有效脱销温度区间为600-1000℃，二级自催化还原剂使用新型活性炭基自催化还原剂，其有效区间为160-400℃，两级脱销配合，温度涵盖范围160-1000℃。
作为本发明再进一步的方案：所述新型生物钙基还原剂的脱销温度区间700-900℃。
作为本发明再进一步的方案：所述低温区分布喷射装置和高温区分布喷射装置均采用多口喷头和上下双层布置，控制还原剂分布。
作为本发明再进一步的方案：所述低温区分布喷射装置和高温区分布喷射装置设有压缩空气或低压蒸汽套管，出口混合，进行辅助喷射雾化。
作为本发明再进一步的方案：所述新型活性生物钙基还原剂储槽内设有远传液位计和报警装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用适应不同温度范围且前后配合的两级无氨脱销模式替代传统的液氨scr模式，利用其较宽的有效温区，保证了各个负荷温度下还原剂都能有较好活性；通过二级自催化还原剂的设置，进一步拓宽应用负荷区间，保证了脱硝效率，通过控制生物基还原剂流量，增强了系统可调特性。
本发明还具有以下优点：
1、本发明与sncr相比，本专利效率90-95%，温度160-1000℃范围的烟气脱硝即时可调。
2、本发明与传统scr法相比，无需氨还原剂,运行更加安全环保。
3、本发明应用于600mw机组，投资仅仅500万左右，远低于传统scr脱硝3000-5000万。
4、装置改造投资小，操作简单，因配套设备数量少，自动化程度高，操作相对传统配液要简单。
附图说明
图1为应用于全负荷烟气脱硝的自催化还原脱硝系统的结构示意图。
图中：1-锅炉本体，2-大屏，3-后屏，4-中温再热器，5-高温再热器，6-高温过热器，7-后竖井，8-低温过热器，9-省煤器，10-脱硝反应器，11-空气预热器，12-风机，13-新型生物钙基还原剂储槽，14-生物钙基还原剂输送泵，15-生物钙基还原剂低温区输送管，16-生物钙基还原剂高温区输送管，17-高温区还原剂调节阀，18-低温区还原剂调节阀，19-高温区分布喷射装置，20-低温区分布喷射装置，21-高压气体，22-第一催化剂层，23-第二催化剂层，24-第三催化剂层，25-高温区温度测量点，26-低温区温度测量点，27-后竖井温度测量点，28-反应器进口温度测量点，29-一级进口nox取样点，30-二级进口nox取样点，31-二级出口nox取样点，32-锅炉负荷取样点，33-烟道各点温度取样点，34-控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种应用于全负荷烟气脱硝的自催化还原脱硝系统，包括锅炉本体1、脱硝反应器10和控制系统34，所述锅炉本体1顶端内按从左到右顺序依次设有大屏2、后屏3、中温再热器4、高温再热器5和高温过热器6，所述锅炉本体1上侧分别设有生物钙基还原剂低温区输送管15和生物钙基还原剂高温区输送管16，所述生物钙基还原剂低温区输送管15和生物钙基还原剂高温区输送管16一端分别设有低温区分布喷射装置20和高温区分布喷射装置19，另一端均与生物钙基还原剂输送泵14连接，所述生物钙基还原剂输送泵14一侧设有新型生物钙基还原剂储槽13，所述新型生物钙基还原剂储槽13与生物钙基还原剂输送泵14通过管道连接，所述生物钙基还原剂低温区输送管15和生物钙基还原剂高温区输送管16左端均与高压气体21连接，所述生物钙基还原剂低温区输送管15和生物钙基还原剂高温区输送管16的水平烟道内分别设有低温区还原剂调节阀18和高温区还原剂调节阀17，所述高温区分布喷射装置19设置在后屏3与中温再热器4之间，所述高温区分布喷射装置19下侧设有高温区温度测量点25，所述低温区分布喷射装置20设置在中温再热器4和高温再热器5之间，所述低温区分布喷射装置20下侧设有低温区温度测量点26，所述锅炉本体1右端设有后竖井7，所述后竖井7内按从上到下顺序依次设有低温过热器8和多个省煤器9，所述低温过热器8上侧设有后竖井温度测量点27，所述后屏3下侧设有一级进口nox取样点29，所述锅炉本体1一侧设有空气预热器11，所述空气预热器11分别设置在进风口和出风口上，所述进风口与锅炉本体1底端通过风机12连接，所述出风口与后竖井7底端连接，后竖井7与空气预热器11之间设有脱硝反应器10，所述脱硝反应器10上侧设有反应器进口温度测量点28，脱硝反应器10与省煤器9之间设有二级进口nox取样点30，脱硝反应器10与空气预热器11之间设有二级出口nox取样点31，所述脱硝反应器10内从上到下依次设有第一催化剂层22、第二催化剂层23和第三催化剂层24，所述锅炉本体1一侧设有控制系统34，所述控制系统34分别与高温区还原剂调节阀17、低温区还原剂调节阀18、高温区温度测量点25、低温区温度测量点26、一级进口nox取样点29、二级进口nox取样点30、二级出口nox取样点31、锅炉负荷取样点32、烟道各点温度取样点33电连接。
为了适应全负荷脱销，一级生物基还原剂使用新型生物钙基还原剂，其有效脱销温度区间为600-1000℃，最佳脱销温度区间700-900℃，生物钙基还原剂本身开始活化产生自由基温度区间400-1000℃。二级自催化还原剂使用新型活性炭基自催化还原剂，其有效区间为160-400℃，两级脱销配合，温度涵盖范围160-1000℃，因此本发明的方案在各个负荷温度下都能有很好活性。
所述低温区分布喷射装置20和高温区分布喷射装置19均采用多口喷头和上下双层布置，控制还原剂分布，并设有压缩空气或低压蒸汽套管，出口混合，进行辅助喷射雾化，所述新型活性生物钙基还原剂储槽13内设有远传液位计和报警装置。
本发明的工作原理是：生物钙基溶液储存在新型生物钙基还原剂储槽13中，根据锅炉负荷取样点32和烟道各点温度取样点33分别测出的锅炉负荷和烟道各点温度，在控制系统34控制下，通过生物钙基还原剂输送泵14、生物钙基还原剂低温区输送管15和生物钙基还原剂高温区输送管16分别输送到低温区分布喷射装置20和高温区分布喷射装置19中，在出口处同压缩气体混合喷入烟道中，然后迅速雾化同烟气接触反应，在烟道内先活化为自由基，然后自由基与nox反应生成co2、h2o和n2，因烟气高流速和扰动原因来不及反应的自由基，到后面的脱硝反应器10内，在第一催化剂层22、第二催化剂层23和第三催化剂层24催化作用下，160-400℃即可进一步与nox反应生成co2、h2o和n2，当自由基因nox含量波动、烟气高流速和扰动造成不足时，活性炭基自催化还原剂中的c与nox反应生成co2和n2。进一步保证了脱硝整体转化率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。