专利名称：一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构的制作方法
技术领域：
一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构技术领域[0001]本实用新型涉及一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，属于燃煤锅炉高效脱硝技术 领域。
背景技术：
[0002]在一般无催化的脱硝方案中，利用通过在800-1100°C烟气处理工艺中加入脱硝剂 如液氨、氨气或尿素溶液来降低氮氧化物(NOX)的排放量,该方法一定程度上可将氮氧化 物(NOX)还原成N2，但其脱硝效率难以超过50%，尤其对于大型锅炉。主要原因是脱硝效率 受以下因素影响1)氮氧化物和脱硝剂在燃烧室得不到充分的混合；2)脱硝反应区域的烟 气温度分布不均匀；3)脱硝区域的氮氧化物和脱硝剂浓度之比不匹配。因此，很多传统的 SNCR方法已不能满足如今对燃煤锅炉氮氧化物排放量的严格要求。[0003]在70和80年代出现一种新方法，即在300-400°C左右低温区域，利用催化物质促 进以氨脱除氮氧化物的反应。目前许多燃煤电厂在锅炉烟道后部的省煤器和空气预热器之 间设置选择性催化反应器(SCR)，该处烟温降至300-400°C之间。这种脱硝剂，大都为无水 氨、液氨或尿素，在省煤器出口处喷入烟气中，并随即进入选择性催化反应器(SCR)中。但 是，选择性催化反应器的效率和性能对多种过程因素很敏感，而且有许多缺点，总结如下[0004]1.催化物质寿命过短。催化物质寿命长短取决于烟气中的飞灰浓度及其被污染物 堵塞程度。煤燃烧产生大量飞灰会导致加快堵塞催化层，并在运行5000个小时后会大幅降 低催化物质活性。每两年更换一次催化层是经常有的事。[0005]2.高投资和高运行成本。SCR系统建设和运行费用昂贵。主要昂贵运行成本之一 是与常更换催化物的材料有关。[0006]3.良好的催化床设计是非常关键的因素，好的设计可减缓烟气中飞灰在催化物的 堆积及其孔隙的堵塞所弓I起的活性降低。[0007]4.良好的SCR设计是很重要，尤其对因素如烟温，含尘量，氮氧化物和脱硝剂在烟 气中的浓度比值。在进入SCR催化器之前这些因素必须均匀分布。欠佳的SCR设计将使 脱硝效率降低，缩短催化物质的寿命和形成大量硫酸氨的潜在可能——一种粘性物质会堵 塞催化物质气隙并且阻塞烟气流通。发明内容[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种煤粉锅炉外置式脱硝装置 结构，它是针对煤粉锅炉外置脱硝装置而设计的，烟气从锅炉出来后分成两路，经两种不同 的布置方式进入外置脱硝装置，形成两股相反或同向涡流形式；同时通过一些脱硝剂喷嘴 的独特位置，使脱硝反应效果得到显著改善，能够增加烟气中NOX与脱硝剂的混合和接触， 以达到高效脱硝效果。这种旋风反应器中烟气布置方式和脱硝剂喷嘴的独特位置，强化了 脱硝剂和烟气中氮氧化物的混合速度，促进了烟气中氮氧化物的还原，显著降低了烟气的 氮氧化物含量。从而使煤粉锅炉的脱硝装置结构简单、成本低廉，脱硝效率高。[0009]本实用新型的技术方案是一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，它主要包括一个 煤粉锅炉、锅炉排烟道、竖井烟道以及旋风脱硝反应器；其特征是在所述锅炉排烟道的一 侧设置一个旋风脱硝反应器，锅炉排烟道通过外接烟道与旋风脱硝反应器的入口连接，竖 井烟道通过出口连接管道与位于旋风脱硝反应器底部的出口连接，锅炉排烟道与竖井烟道 之间设置隔板；所述旋风脱硝反应器包括一个V型烟气分流器和旋风形成区，在V型烟气 分流器的两侧各设有一个与旋风形成区成切向连接的进烟口，在旋风形成区内设有圆滑过 渡弧形板和中间隔板；在所述进烟口处至少设置一个喷射脱硝剂的第一脱硝剂喷嘴，在所 述旋风形成区的顶部至少设置一个喷射脱硝剂的第二脱硝剂喷嘴，一个脱硝剂供给泵经脱 硝剂管道与第一脱硝剂喷嘴和第二脱硝剂喷嘴连接。[0010]所述外接烟道其中之一连接位于旋风脱硝反应器一端上部的第一烟气切向进口， 另一个连接位于旋风脱硝反应器另一端下部的第二烟气切向进口。[0011]所述外接烟道其中之一连接位于旋风脱硝反应器一端上部的第一烟气切向进口， 另一个连接位于旋风脱硝反应器另一端上部的第三烟气切向进口。[0012]所述烟气进入旋风脱硝反应器的温度要高于820 V[0013]所述烟气进入旋风脱硝反应器后会形成两道反向或同向涡流，并在反应器出口处 有强烈的混合。[0014]所述脱硝剂采用液氨、氨气或尿素溶液。[0015]所述脱硝剂喷入旋风脱硝反应器采用第一脱硝剂喷嘴喷射、第二脱硝剂喷嘴喷射 或第一脱硝剂喷嘴和第二脱硝剂喷嘴同时喷射。[0016]采用上述的技术方案，烟气从锅炉出来后分成两路，经两种不同的布置方式进入 外置脱硝装置，形成两股相反或同向涡流形式。第一种布置方式为烟气进入外置的旋风脱 硝反应器后，其中一股烟气从反应器的第一烟气切向进口进入，在其对角线位置，另一股烟 气从第二烟气切向进口进入。烟气进入各自反应器区域后，将形成两股反向旋转的气流。两 股气流混合后，一起从位于反应器底部的出口流出反应器。第二种布置方式为烟气从第一 烟气切向进口和第三烟气切向进口的位置进入各自反应器区域，然后形成两股方向相似的 旋转气流。混合后从反应器中间出口处一起流出反应器。因从锅炉燃烧室出来的烟气温度 在800-110(TC之间，烟气从炉膛经锅炉烟道和过热器沿外接烟道进入旋风脱硝反应器，并 沿V型板切线方向分别进入旋风脱硝反应器内部。进入旋风反应器的烟气被分成两路，形 成两股相反或同向涡流形式，使脱硝反应效果得到显著改善，能够增加烟气中NOx与脱硝剂 的混合和接触，以达到高效脱硝效果。这种烟气布置方式强化了脱硝剂和烟气中氮氧化物 的混合速度，促进了烟气中氮氧化物的还原，显著降低了烟气的氮氧化物含量。从而使煤粉 锅炉的脱硝装置结构简单、成本低廉，脱硝效率高。[0017]本发明的有益效果是这种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，它是针对煤粉锅炉外 置脱硝装置而设计的，从锅炉出来的烟气分成两路，经两种不同的布置方式进入外置脱硝 装置，形成两股相反或同向涡流形式；同时通过一些脱硝剂喷嘴的独特位置，使脱硝反应效 果得到显著改善，能够增加烟气中NOx与脱硝剂的混合和接触，以达到高效脱硝效果。这种 旋风反应器中烟气的布置方式和脱硝剂喷嘴的独特位置，强化了脱硝剂和烟气中氮氧化物 的混合速度，促进了烟气中氮氧化物的还原，显著降低了烟气的氮氧化物含量。从而使煤粉 锅炉的脱硝装置结构简单、成本低廉，脱硝效率高。
[0018]图1是一种煤粉锅炉外置式脱硝装置工作原理图；[0019]图2是锅炉排烟道与脱硝装置切向连接示意图[0020]图3是脱硝装置一种烟气入口布置示意图。[0021]图4是脱硝装置另一种烟气入口布置示意图。[0022]图中1、煤粉锅炉，2、锅炉烟气，2a、旋风形成区，3、第二过热器，4、锅炉排烟道， 4a、进烟口，5、外接烟道，5a、第一烟气切向进口，5b、第二烟气切向进口，5c、第三烟气切向 进口，6、旋风脱硝反应器，6a、圆滑过渡弧形板，6b、中间隔板，7、V型烟气分流器，8、第一脱 硝剂喷嘴，9、第二脱硝剂喷嘴，10、出口连接管道，11、隔板，12、竖井烟道，13、再热器，14、第 一过热器，15、经济器，16、脱硝剂管道，17、脱硝剂供给泵。
具体实施方式
[0023]图1、2、3、4 了一种煤粉锅炉外置式脱硝装置工作原理图。图中，脱硝装置采用一 个置于烟道外侧的旋风脱硝反应器6，旋风脱硝反应器6包括V型烟气分流器7和旋风形 成区2a，在旋风形成区2a内设有4个圆滑过渡弧形板6a和一个中间隔板6b，该旋风脱硝 反应器6与煤粉锅炉I的锅炉排烟道4通过外接烟道5相连接，竖井烟道12通过出口连接 管道10与旋风脱硝反应器6底部的出口连接，锅炉排烟道4与竖井烟道12之间设置隔板 11，因此两者是不能直接相通的。该旋风脱硝反应器6 —般设置在锅炉排烟道4的顶部或 侧面。在旋风脱硝反应器6的V型烟气分流器7入口处，进烟口 4a的侧面设置多个向进烟 口 4a内喷射脱硝剂的第一脱硝剂喷嘴8。在旋风形成区2a顶部设置数个喷射脱硝剂的第 二脱硝剂喷嘴9。脱硝剂采用液氨、氨气或尿素溶液。[0024]第一脱硝剂喷嘴8和第二脱硝剂喷嘴9通过脱硝剂管道16与脱硝剂供给泵17连 接。在煤粉锅炉I工作时，烟气从锅炉出来后分成两路，经两种不同的布置方式进入外置 脱硝装置，形成两股相反或同向涡流形式。第一种布置方式为烟气进入外置的脱硝反应器 6后，其中一股烟气从反应器的第一烟气切向进口 5a进入，在其对角线位置，另一股烟气从 第二烟气切向进口 5b进入。烟气进入各自旋风形成区2a后，将形成两股反向旋转的气流。 在第一脱硝剂喷嘴8向进烟口 4a侧面喷入脱硝剂时，或在第二脱硝剂喷嘴9向旋风形成区 2a内喷入脱硝剂时，或在上述二处同时喷入脱硝剂时，脱硝剂在高温烟气中受加热蒸发，并 在旋流作用下，迅速与氮氧化物充分混合及进行还原反应。反应后的气流，一起从位于反应 器底部的出口 10流出反应器。第二种布置方式为烟气从第一烟气切向进口 5a和第三烟气 切向进口 5c的位置进入各自旋风形成区域2a，然后形成两股方向相似的旋转气流。在第一 脱硝剂喷嘴8向进烟口 4a侧面喷入脱硝剂时，或在第二脱硝剂喷嘴9向旋风形成区2a内 喷入脱硝剂时，或在上述二处同时喷入脱硝剂时，脱硝剂在高温烟气中受加热蒸发，并在旋 流作用下，迅速与氮氧化物充分混合及进行还原反应。混合后从反应器中间出口 10处一起 流出反应器。[0025]这种旋风反应器中烟气的布置方式和脱硝剂喷嘴的独特位置，使脱硝剂在 800-1100°C高温烟气中被加热、蒸发、扩散，并在强烈的旋流作用下，脱硝剂在旋风脱硝反 应器的内腔形成气雾柱，烟气中的氮氧化物与脱硝剂气雾柱能充分接触和混合。烟气中的脱硝剂会快 速与氮氧化物反应，促使NOx还原成氮气，从而提高脱硝效率。
权利要求1.一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，它主要包括一个煤粉锅炉(I)、锅炉排烟道(4)、竖井烟道(12)以及旋风脱硝反应器(6);其特征是所述旋风脱硝反应器(6)采用圆柱形结构，设置在锅炉排烟道(4)的一侧，锅炉排烟道(4)通过二个外接烟道(5)与旋风脱硝反应器(6)的入口连接，竖井烟道(12)通过出口连接管道(10)与位于旋风脱硝反应器(6)底部的出口连接，锅炉排烟道(4)与竖井烟道(12)之间设置隔板(11);所述旋风脱硝反应器(6)包括一个V型烟气分流器(7)和旋风形成区(2a)，在V型烟气分流器(7)的两侧各设有一个与旋风形成区(2a)成切向连接的进烟口(4a)，在旋风形成区(2a)内设有圆滑过渡弧形板(6a)和中间隔板^b);在所述进烟口(4a)处至少设置一个喷射脱硝剂的第一脱硝剂喷嘴(8)，在所述旋风形成区(2a)的顶部至少设置一个喷射脱硝剂的第二脱硝剂喷嘴(9)，一个脱硝剂供给泵(17)经脱硝剂管道(16)与第一脱硝剂喷嘴(8)和第二脱硝剂喷嘴(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，其特征是所述外接烟道(5)其中之一连接位于旋风脱硝反应器(6) —端上部的第一烟气切向进口(5a)，另一个连接位于旋风脱硝反应器(6)另一端下部的第二烟气切向进口(5b)。
3.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，其特征是所述外接烟道(5)其中之一连接位于旋风脱硝反应器(6) —端上部的第一烟气切向进口(5a)，另一个连接位于旋风脱硝反应器(6)另一端上部的第三烟气切向进口(5c)。
4.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，其特征是所述脱硝剂采用液氨、氨气或尿素溶液。
5.据权利要求1所述的一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，其特征是所述脱硝剂喷入旋风脱硝反应器(6)采用第一脱硝剂喷嘴(8)喷射、第二脱硝剂喷嘴(9)喷射或第一脱硝剂喷嘴(8)和第二脱硝剂喷嘴(9)同时喷射。
专利摘要一种煤粉锅炉外置式脱硝装置结构，属于燃煤锅炉高效脱硝技术领域。该脱硝装置通过外接烟道，使烟气从锅炉出来后分成两路，经两种不同的布置方式进入外置脱硝装置，形成两股反向或同向涡流，混合后的气流一起从位于反应器底部的出口流出反应器。在第一脱硝剂喷嘴向进烟口侧面喷入脱硝剂时，或在第二脱硝剂喷嘴向旋风形成区内喷入脱硝剂时，或在上述二处同时喷入脱硝剂时，脱硝剂在高温烟气中受加热蒸发，并在旋流作用下，迅速与氮氧化物充分混合及进行还原反应。该脱硝装置强化了脱硝剂和烟气中氮氧化物的混合速度，促进了烟气中氮氧化物的还原，显著降低了烟气的氮氧化物含量。从而使煤粉锅炉的脱硝装置结构简单、成本低廉，脱硝效率高。
文档编号F23J15/04GK202860397SQ20122045436
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者唐遵义 申请人:中能东讯新能源科技(大连)有限公司, 迅泰有限公司