基于臭氧脱硝的大型燃煤锅炉高效低氮减排系统的制作方法

本实用新型涉及大型燃煤锅炉节能及低氮减排技术领域，特别是一种锅炉减排系统。

背景技术：

随着环保治理的逐渐深入，臭氧在锅炉烟气环保脱硝的应用逐渐增多，臭氧作为一种强氧化剂，可以容易的将NO氧化成可溶于水生成HNO2和HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，然后采用反应器进行吸收。臭氧制备过程中需要以纯氧为原料，这需要依靠制氧机来制备纯氧，而制氧机的出力无法根据锅炉来调整，这导致低负荷下臭氧需求量减少时，大量富余的纯氧只能浪费掉，而制氧机的耗电量非常大，这导致环保设备节能效果非常差，运行成本高，因此如何将富余的纯氧合理利用，进一步提升经济效益成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种基于臭氧脱硝系统的大型燃煤锅炉高效低氮减排系统，解决臭氧脱硝运行成本高的同时，提高燃煤锅炉低负荷灵活性以及锅炉在低氮燃烧配风情况下的锅炉效率，实现臭氧脱硝系统和锅炉燃烧系统的有机结合。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

基于臭氧脱硝的大型燃煤锅炉高效低氮减排系统，包括制备氧气的制氧机、锅炉和烟囱，所述制氧机和烟囱之间并列设置有两条燃烧氧气的第一支路和第二支路，所述第一支路包括通过管道依次连接的纯氧分配装置一、臭氧发生器和臭氧喷射系统，其中纯氧分配装置一的输入端通过管道连通制氧机的输出端，臭氧喷射系统的输出端通过管道连通烟囱；所述第二支路包括液氧储罐、纯氧分配装置二、三次送风装置和富氧燃烧器，其中液氧储罐的输入端通过管道连通纯氧分配装置一，液氧储罐的输出端通过管道纯氧分配装置二的输入端，纯氧分配装置二的输出端分别与三次送风装置和富氧燃烧器的输入端连通，三次送风装置和富氧燃烧器的输出端连通锅炉的输入端，锅炉的输出端通过连通烟囱；所述纯氧分配装置一和纯氧分配装置二的受控端分别与控制其工作状态的控制器输出端连接，控制器的输入端通过数据线与锅炉的负荷采集端口连接。

上述基于臭氧脱硝的大型燃煤锅炉高效低氮减排系统，所述纯氧分配装置一还通过旁路管道直接与纯氧分配装置二连通。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型能够同时兼顾锅炉烟气氮氧化物减排和锅炉的经济性，在降低排放的同时，进一步提升锅炉燃烧效率和低负荷稳燃效果，实现臭氧脱硝系统和锅炉燃烧系统的有机结合，从而提高火电机组的竞争性。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

其中：1.制氧机，2.纯氧分配装置一，3.臭氧发生器，4.臭氧喷射系统，5.液氧储罐，6.纯氧分配装置二，7.三次送风装置，8.富氧燃烧器，9.锅炉，10.烟囱。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种基于臭氧脱硝的大型燃煤锅炉高效低氮减排系统，其结构如图1所示，包括制氧机1、锅炉9、烟囱10和控制器，制氧机1和烟囱10之间并列设置有两条燃烧氧气的第一支路和第二支路。锅炉正常运行时，制氧机随锅炉启动而启动，控制器根据锅炉负荷的变化来调整第一支路和第二支路的运行状态，以合理控制纯氧配比，来达到同时实现氮氧化物减排和锅炉稳燃提效的目的。

第一支路包括通过管道依次连接的纯氧分配装置一2、臭氧发生器3和臭氧喷射系统4，其中纯氧分配装置一2的输入端通过管道连通制氧机的输出端，臭氧喷射系统4的输出端通过管道连通烟囱；第二支路包括液氧储罐5、纯氧分配装置二6、三次送风装置7和富氧燃烧器8，其中液氧储罐5的输入端通过管道连通纯氧分配装置一2，液氧储罐5的输出端通过管道纯氧分配装置二6的输入端，纯氧分配装置二6的输出端分别与三次送风装置7和富氧燃烧器8的输入端连通，三次送风装置7和富氧燃烧器8的输出端连通锅炉的输入端，锅炉的输出端通过连通烟囱10；本实用新型中，纯氧分配装置一2还通过旁路管道直接与纯氧分配装置二6连通。

上述纯氧分配装置一2和纯氧分配装置二6的受控端分别与控制其工作状态的控制器输出端连接，控制器的输入端通过数据线与锅炉的负荷采集端口连接，控制器根据锅炉负荷状态来控制纯氧分配装置一2和纯氧分配装置二6的工作状态。

本实用新型中，制氧机制备的部分纯氧通过纯氧分配装置一分别同时供给臭氧发生器和液氧储罐，也可以通过旁路绕开液氧储罐经过纯氧分配装置二进行分配，直接供给富氧燃烧器和三次送风装置。当锅炉处于高负荷工况时，纯氧主要分配给臭氧发生器和三次送风装置；当锅炉处于低负荷工况下，纯氧主要分配给液氧储罐，并通过液氧储罐经过纯氧分配装置二供给富氧燃烧器及三次送风装置。在锅炉高负荷时，将大量纯氧供给臭氧发生器用于减排；在锅炉低负荷时，将部分纯氧用于减排的同时，按照给定的规律将富余的纯氧用于富氧燃烧器和三次送风装置，保障低负荷稳燃和提高燃烧效率，达到提升安全性和经济性的效果。

纯氧分配装置一的调节规律为，液氧储罐进气量/臭氧发生器进气量=（1-锅炉负荷率）/锅炉负荷率；纯氧分配装置二的调节规律为，当锅炉负荷大于50%，富氧燃烧器进气量取0，当锅炉负荷小于50%时，其调节规律为，富氧燃烧器进气量/三次送风装置系统进气量=（1-锅炉负荷率）/锅炉负荷率。

在本实施例中，设定制氧机出力为500Nm³/h，那么，当锅炉负荷为80%时，根据调节规律，输送给臭氧发生器的纯氧量为400Nm³/h，输送给三次送风装置的纯氧量为100Nm³/h，而富氧燃烧器则不工作；当锅炉负荷为40%时，根据调节规律，输送给臭氧发生器的纯氧量为200Nm³/h，输送给三次送风装置的纯氧量为120Nm³/h，输送给富氧燃烧器的纯氧量为180Nm³/h。

本实用新型可以在实现减排和保障低负荷稳燃的前提下，提高锅炉燃烧效率，实现整套系统环保效益和经济效益的最大化。