一种氮氧化物超低排放的余热锅炉的制作方法

本实用新型涉及高温废烟气余热回收及净化技术领域，尤其涉及一种用于对600～900℃的含氮氧化物废烟气进行处理且能够实现氮氧化物超低排放的余热锅炉。

背景技术：

氮氧化物是大气中的主要污染物，是衡量大气是否遭到污染的重要指标。氮氧化物对人体及动物有致毒作用；对植物有损害作用；另外氮氧化物与碳氢化合物形成光化学烟雾，亦参与臭氧层的破坏。近年来，我国加大了对工业污染，尤其是氮氧化物等大气污染物的排放控制，其排放标准越来越严格。

600～900℃的含氮氧化物废烟气不具备非催化还原+催化还原联合脱硝的技术条件。如单纯采用催化还原，由于催化剂的温度窗口及结构形式特征，往往存在脱硝过程与余热温度不匹配，导致烟气中氮氧化物不能充分脱除的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种氮氧化物超低排放的余热锅炉，将余热资源梯度回收的同时，在不同温度区间内利用不同温度区间的脱硝催化剂选择还原氮氧化物进行烟气脱硝，充分发挥换热面混匀作用，最终将烟气中的氮氧化物浓度降至30mg/Nm³以下，满足对氮氧化物超低排放的要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种氮氧化物超低排放的余热锅炉，包括炉体及设于炉体内的汽包、过热器和蒸发器；所述炉体由水冷壁隔板分隔为三个区域，并形成“S”形烟气流道，“S”形烟气流道一端的炉体上设烟气进口，另一端的炉体上设烟气出口；烟气进口至烟气出口之间的“S”形烟气流道内依次设过热器、喷氨装置、第一蒸发器、高温脱硝催化剂、汽包、第二蒸发器、中温脱硝催化剂、第三蒸发器及低温脱硝催化剂；烟气出口连接预热器。

所述烟气进口位于一侧炉体的下方，烟气出口位于另一侧炉体的中部。

所述喷氨装置为喷氨枪，喷氨枪的尾部延伸于炉体之外，并分别与外供压缩空气管道、外供氨水管道连接。

所述烟气出口设CEMS烟气在线检测装置，CEMS烟气在线检测与外供氨水管道上的氨水流量控制阀分别连接PLC系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)来自前道工序的含氮氧化物高温热废气进入所述余热锅炉内，经过热器换热后，再依次经过喷氨区域、第一蒸发器、高温催化剂、第二蒸发器、中温催化剂、第三蒸发器、低温催化剂和预热器，将余热资源梯度回收的同时，在烟气温度降至400～230℃的区域内，利用不同温度区间的脱硝催化剂选择还原氮氧化物进行烟气脱硝；充分发挥脱硝催化剂的作用，提高脱硝效率；

2)烟气在余热锅炉内流动过程中，烟气与还原剂(氨水)的混合气体利用蒸发器管束不停的混合、扩散，使得还原剂(氨水)与烟气中的氮氧化物充分混匀，保证混合气体与催化剂最大限度进行接触反应，解决现有脱硝结构形式因烟气混合不均匀影响脱硝效率的问题，进一步保证脱硝效率；

3)所述余热锅炉设置一套喷氨装置；通过烟气排放终端设置的CEMS烟气在线检测装置对外排净烟气中的氮氧化物实时监测，利用氨水总量控制的原则实时调控，优化喷氨工艺的同时降低氨逃逸机率；

4)余热锅炉、喷氨装置及脱硝催化剂采用一体化结构形式，大大节约了建设占地和投资成本。

附图说明

图1是本实用新型所述一种氮氧化物超低排放的余热锅炉的结构示意图。

图中：1.汽包 2.炉体 3.过热器 4.喷氨装置 5.高温脱硝催化剂 6.第二蒸发器 7.中温脱硝催化剂 8.第三蒸发器 9.第一蒸发器 10.低温脱硝催化剂 11.预执器

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一种氮氧化物超低排放的余热锅炉，包括炉体2及设于炉体2内的汽包1、过热器3和蒸发器；所述炉体2由水冷壁隔板分隔为三个区域，并形成“S”形烟气流道，“S”形烟气流道一端的炉体2上设烟气进口，另一端的炉体2上设烟气出口；烟气进口至烟气出口之间的“S”形烟气流道内依次设过热器3、喷氨装置4、第一蒸发器9、高温脱硝催化剂5、汽包1、第二蒸发器6、中温脱硝催化剂7、第三蒸发器8及低温脱硝催化剂10；烟气出口连接预热器11。

所述烟气进口位于一侧炉体2的下方，烟气出口位于另一侧炉体2的中部。

所述喷氨装置4为喷氨枪，喷氨枪的尾部延伸于炉体2之外，并分别与外供压缩空气管道、外供氨水管道连接。

所述烟气出口设CEMS烟气在线检测装置，CEMS烟气在线检测与外供氨水管道上的氨水流量控制阀分别连接PLC系统。

本实用新型所述一种氮氧化物超低排放余热锅炉的工作过程如下：

1)600～900℃的烟气进入余热锅炉后，先经过过热器3，在过热器3内进行热交换将余热锅炉产生的蒸汽进行加热，然后进入脱硝喷氨区域；由供氨系统外供氨水管道输送的氨水在压缩空气作用下，在喷氨装置4中雾化后喷入脱硝喷氨区域的炉体2内与烟气进行初步混合。

2)与雾化后氨水初步混合后的烟气进入第一蒸发器9，进行热交换产生蒸汽的同时进行混匀，温度降至400℃的混合烟气经过高温脱硝催化剂5，在高温脱硝催化剂5的作用下，烟气中的氮氧化物进行一次脱除；其反应式为：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O；

3)一次脱除氮氧化物后的烟气经过第二蒸发器6，进行热交换产生蒸汽的同时进一步混匀，温度降至300℃的混合烟气经过中温脱硝催化剂7，烟气中的氮氧化物进行二次脱除。其反应式为：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O；

4)二次脱除氮氧化物后的烟气经过第三蒸发器8，进行热交换产生蒸汽的同时再一步混匀，温度降至230℃的混合烟气进入低温脱硝催化剂10，烟气中的氮氧化物进行三次脱除。其反应式为：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O；

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O；

5)三次脱除氮氧化物后的烟气自余热锅炉流出，进入预热器11，与余热锅炉给水进行热交换，温度降至140℃，降低露点腐蚀风险的同时最大限度回收烟气热量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。