降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法与流程

本发明涉及锅炉的节能减排技术领域，更具体地说，它涉及一种降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法。

背景技术

近年来,氮氧化物(nox)造成的污染日趋严重,它存在的危害有：1、影响人类健康：光化学烟雾对呼吸器官有强烈的刺激和致癌作用；2、影响森林和作物生长：酸雨破坏作物和树根系统的营养循环；3、影响全球气候：破坏臭氧的循环，减少臭氧层厚度，引发温室效应。因此对它采取有效的控制措施已刻不容缓。

现有技术中一般采用sncr技术降低氮氧化物排放量。sncr脱硝技术即选择性非催化还原技术，是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的nox还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为：4nh3+4no+o2→4n2+6h2o（1）然而，当温度过高时，也会发生如下副反应：4nh3+5o2→4no+6h2o（2），sncr烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～80%，

在喷氨点温度达到设计温度＞770℃，其脱硝效率能够使氮氧化物排放达到国家标准，但锅炉在低负荷（＜70t/h)时，其喷氨点的温度基本＜770℃，此时其脱硝效率大幅下降，氮氧化物排放每小时均值达到120-180mg/nm3，平均排放值为130.2mg/nm3，氮氧化物排放超过国家标准。因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，通过同时使用降低氧浓度、减少脱硫剂石灰石投入量及改变二次风配风方法，解决上述技术问题，其具有降低氮氧化物排放量的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，所述锅炉为130t/h的循环流化床锅炉，所述锅炉的烟气出口安装有sncr脱硝系统；

当锅炉负荷小于等于70t/h时，锅炉出口烟气温度小于770℃，关闭sncr脱硝系统的喷氨管，二次风出口挡板开度维持在30%，二次风机频率维持在11hz，锅炉床温控制在850℃，通过降低一次风量控制锅炉含氧量为2.5-3.5%。

通过上述技术方案，通过减少一次风机送风量，减少燃烧的过量空气系数，将燃烧氧量浓度降低，进行氮氧化物排放量数据比对，发现慢慢减少氧浓度后氮氧化物排放值有下降，降低百分比约为8%～13%。

进一步优选为，所述锅炉含氧量优选为3%。

通过上述技术方案，随着含氧量降低氮氧化物排放减少，但含氧量至2.1%时灰渣的可燃物略有升高，综合各因素考虑，锅炉的含氧量优选控制在3%，采用这种方法使锅炉的燃烧效率保持较高水平。

进一步优选为，喷入锅炉内的石灰石的钙硫比降低至4%。

通过上述技术方案，石灰石直接目的是降低二氧化硫的排放量，但根据石灰石的特性可知，过量石灰石作为强催化剂会强化燃料中氮的氧化速度，使no的生成速度增加；另一个是过量的cao和cas作为催化剂会强化co还原no的反应过程。一般情况下，cao对燃料中氮氧化物生成的贡献大于其还原氮氧化物的贡献，从而使得nox排放量增加。经试验发现，发现慢慢减少石灰石投入量后氮氧化物排放值进一步下降。

进一步优选为，石灰石的喷入方式为间歇性喷入。

通过上述技术方案，通过多次试验观察，在其他参数不变前提下间歇性喷入脱硫剂石灰石时，氮氧化物的排放值会减少7～12mg/nm³。

进一步优选为，所述锅炉内助燃的二次风配风方式为：全关下二次风门且全开上二次风门。

通过上述技术方案，锅炉助燃的二次风分为上下两级送入炉膛，因此我们根据氮氧化物生成原理设想能否通过调整二次风送入的方式来减少氮氧化物的生成。经过不断地尝试，发明人发现改变配风方式，将开下关上二次风门改为开上关下二次风门，氮氧化物排放值有明显下降。

进一步优选为，所述一次风量为4700-5200nm³/h。

通过上述技术方案，通过控制风量从而更加准确地控制锅炉含氧量。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）通过减小一次风量和改变二次风配比，降低锅炉含氧量，使锅炉三大风机总的耗电量下降；

（2）采用本发明的方法后，彻底解决了锅炉低负荷时极难控制氮氧化物排放的难题，使氮氧化物排放均值从130.2mg/nm3有效降低到71.1mg/nm3，彻底解决了低负荷时氮氧化物超标的现象，每年约20%左右的时间为低负荷运行，降低了废气排污费；

（3）在锅炉负荷＜70t/h时，采用本发明的方法降低了氮氧化物排放值，且使sncr脱硝系统氨逃逸率有效控制在设计值8mg/nm3以内，避免了采取过量喷催化剂和氨水的方法来控制氮氧化物而造成氨逃逸超标的情况，氨逃逸率超标会引起尾部烟道特别是空预器的积灰腐蚀，因此，可以节约清灰和维护费用，降低锅炉维修成本。

附图说明

图1是循环流化床锅炉的结构示意图。

附图标记：1、炉膛；2、给煤仓；3、石灰石仓；4、一次风管；5、一次风机；6、上二次风门；7、下二次风门；8、二次风管；9、二次风机；10、旋风分离器；11、喷氨管；12、尾部烟道；13、返料管道；14、省煤器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明中的循环流化床锅炉的型号为ng-130/9.8-m4，循环流化床锅炉包括炉膛1，炉膛1的周侧设置有与其连通的给煤仓2和石灰石仓3，炉膛1的底部连通有用于送风的一次风管4，一次风管4远离炉膛1的一端安装有一次风机5，炉膛1的周侧还设置有二次送风的上二次风门6和下二次风门7，上二次风门6和下二次风门7均与二次风管8连通，二次风管8远离炉膛1的一端安装有二次风机9。

炉膛1的排烟口安装有旋风分离器10，炉膛1的排烟口与旋风分离器10的入口连通，炉膛1的排烟口设置有sncr脱硝系统的喷氨管11，旋风分离器10的出口连通有尾部烟道12，旋风分离器10的排料口通过返料管道13与炉膛1底部连通，尾部烟道12安装有省煤器14。

实施例1：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，当锅炉负荷小于等于70t/h时，锅炉出口烟气温度小于770℃，此时，关闭sncr脱硝系统的喷氨管11。二次风出口挡板开度维持在30%，二次风机9频率维持在11hz，锅炉床温控制在850℃，通过降低一次风量至5200nm³/h，控制锅炉含氧量为3.5%，喷入锅炉内的石灰石的钙硫比为4.5%，脱硫剂石灰石的喷入方式为连续喷入，锅炉内助燃的二次风配风方式为：全开下二次风门7且全关上二次风门6，氮氧化物的排放均值为112mg/nm³。

实施例2：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，将喷入锅炉内的石灰石的钙硫比从4.5%降低至4%，脱硫剂石灰石的喷入方式改为间歇性喷入后，氮氧化物的排放均值为101.6mg/nm³。

实施例3：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例2的不同之处在于，锅炉内助燃的二次风配风方式改为：全关下二次风门7且全开上二次风门6，氮氧化物的排放均值为78.7mg/nm³。

实施例4：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，通过降低一次风量至49500nm³/h，控制锅炉含氧量为3%，氮氧化物的排放均值为109mg/nm³。

实施例5：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，通过降低一次风量至47000nm³/h，控制锅炉含氧量为2.5%，氮氧化物的排放均值为108.5mg/nm³。

对照例1：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，通过降低一次风量至55000nm³/h，控制锅炉含氧量为5%，氮氧化物的排放均值为119.6mg/nm³。

对照例2：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，通过降低一次风量至60000nm³/h，控制锅炉含氧量为7%，氮氧化物的排放均值为130mg/nm³。

对照例3：降低锅炉低负荷下氮氧化物排放量的方法，与实施例1的不同之处在于，通过降低一次风量至45000nm³/h，控制锅炉含氧量为2.1%，氮氧化物的排放均值为108mg/nm³，但是灰渣的可燃物略有升高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。