精确实现温度窗追踪的sncr炉内脱硝方法

专利名称：精确实现温度窗追踪的sncr炉内脱硝方法
技术领域：
本发明涉及一种脱硝的方法，特别涉及精确实现温度追踪的SNCR炉内脱硝方法。
背景技术：
大气污染主要来自于工业锅炉烟气排放污染，如钢铁冶金、化工生产、火力发电、都是重污染排放单位。传统技术或现有技术中，对烟气排放的防治主要有重力除尘、离心除尘、布袋除尘、静电除尘、湿式除尘等，都对减少烟气排放中粉尘污染，起到了一定作用。但是对排放出的有毒有害气体，作用十分有限。以往对于脱硝方法来说，分两种，一种是CNR方式，这种结构复杂，适用于大型锅炉，其造价昂贵，另一种方式是SNCR方式，这种方式适用于小型锅炉，其造价低廉，但是效果不佳，当然，本身锅炉的体积小，排放量不一定很大，这也是用户选择这一方式原因；而近年来，由于对环境排放量要求越来越高，通常的固定方式已经满足不了环境部门的要求。现行的SNCR方式面临着严峻的考验，由于SNCR是直接将还原剂，因此存在两大问题，一是炉火温度不定，二，在喷射量不定。氮氧化物NOX生成途径一般有三种，〈1〉热力型、在高温下氧化生成NOX。〈2〉燃料型、指燃料中含有氮化物与氧结合，在高温下生成NOX。〈3〉快速型、指低温火焰下，由于含碳自由基存在生成的NOX占比不到5%。当燃烧温度低于1300度时，几乎没有热力型NOX产生。对常规锅炉而言NOX主要通过燃料型生成途径产生。控制NOX排放技术措施一是降低燃烧温度，减少NOX生成量。二是将已生成的NOX在炉内或烟道中脱除。用氨作为还原剂与烟气中NOX混合反应，SNCR就是选择性非催化还原技术简称。喷氨法还原NOX对工作环境温度要求较高，仅在850-1050度这一狭窄温度范围内进行。为此对喷射器安装位置、喷射角度、喷射流量的选择与控制显得十分重要。

发明内容
本发明的发明目的是提供一种可以实时根据炉温变化、炉火燃烧状态、燃烧阶段，来相应调节炉内喷射还原剂量，来准确实现喷射的目的。为解决上述技术问题，本发明是这样实现的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于，根据炉内原有温度感应设备得出的温度曲线，确定喷射点，在炉内需要喷射点的周边安装温度感应探测器；
(1)在喷射时，首先由炉内原有温度感应设备判断锅炉的处理哪种工作状态分别为开炉状态，正常工作状态，关炉状态；
(2)确定状态后，提取相应喷射点周边的温度；对温度进行计算，按不同工作状态的变化曲线，得出喷射时，炉内相应点的温度；
(3)根据温度计算喷射量，由总控发出命令，按量喷射。本方案主要是利用炉内燃烧的规律，首先确定大喷射点的位，进一步将分为三个不同工作状态；在不同的工作状态下，适用不同的喷射点与喷射量；所述喷射点的迸发与喷射量的大小，均由总控按事定设好的程序进行，总控可以根据相应点炉温的变化，得出锅炉所处的状态，根据状态和炉火曲线，判定喷射时的温度，根据喷射温度来设定喷射量及喷射比例。对上述技术方案作进一步的细化所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的上下；其上下分别安装两个，其最上端的一个，距离最下端的一个的距离为喷射液所达到上下距离。对于温度的探测，我们不能只了解某一点或两点的温度，因为炉内环境复杂，某一点或两点的温度不能代表喷射点周边的温度，另外喷射也是有一定范围，而且测试的温度与喷射时温度有部分延迟，因此，在检测温度时，我们要尽量的检测到大的范围。另外，本方案采用的上下方式，是为了适用于通常情况，一情来说，温度的变化，只会产生上下差异。因为火高或火低等只会影响温度的高度；而对于周边不会影响。因此，我们将检测点安放在喷射点的上下。对上述技术方案作进一步的细化，所述的喷射点从炉底至烟道口成抛物线形式排列。对于炉内温度检测，现有技术中有人会检测底部温度，而对于现在有技术中的SCNR系统来说，到没有人会在炉底设置喷点，主要有两点原因，一是认为在这时不会有硝的出现，或者说含量不多，因此没有必要，二这里不能用喷射，因为怕对于启时的温度产生影响，炉火升温会受理影响。而由于人们的要求的增加，对于锅炉的启动阶段，我们仍然要进行处理。而于我在则在底部安装了喷射点，通过温度的变化，判断工作状态，再根据温度，对喷射量进行精确计算；从而在不影响启动和升温的前提下脱硝。随着温度的长升高，炉底边沿，在特殊的情况下还是可喷射的，只要持续对其进行监测，在合适的场合下，还原剂还是可以喷射的，另外温度的升高使得喷射点的升高，在正常工作时，由抛物线上部平滑区进行完成；此时，在炉内火最高的情况下，工作喷射点又转移至烟道口处，此处的烟气温度已经达到了喷射温度，此时的喷射不再是针对于火源，而是针对烟气进行。在关闭火炉时，便再走一个返回过程。该设计便相当完善，不会产生喷射时间点的死角。对上述技术方案作进一步的改进，所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的左右；其左右分别安装两个，其最左端的一个，距离最右端的一个的距离为喷射液所达到左右距离。本方案是为了更加减少空间的死角而设定，在复杂的炉内，有可能出现一些拐角处，而这些拐角，由于特殊性的存，他们可能会是长时间的喷射点；因此，在一些特别的炉堂，我们设计喷射点左右的检测温度；以此来增加喷射点；在此也要说明的是，本方案中所介绍的喷射点除了可以固定喷射外，也可以调节方向，而且可以智能的，随温度指向的定点喷射。对上技术方案作进一步的改进，它还包括一个烟气排放探测器；将出口的烟气含量信息传至控制中心，由控制中心根据单时间内的烟气量，所含Co、02烟气流量，以及炉内的温度，计算后设定喷出量。由于炉堂内的燃烧情况复杂，除了根据传统分析调定以外，我们还设定了排量探测，实现时时动检测，动态安排喷射量；从而更加减少逃逸现象。对上述方案我们得出一个总结性的完善性方案所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的上下；其上下分别安装两个，其最上端的一个，距离最下端的一个的距离为喷射液所达到上下距离；所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的左右；其左右分别安装两个，其最左端的一个，距离最右端的一个的距离为喷射液所达到左右距离；所述的喷射点从炉底至烟道口成抛物线形式排列；它包括一个烟气排放探测器；将出口的烟气含量信息传至控制中心，由控制中心根据单时间内的烟气量，所含CO、02烟气流量，以及炉内的温度，计算后设定喷出量；
在送风口处设有风量检测设备，通过获得送风量的大小，将信息发送至控制中心，由由控制中心根据单时间内的送风量与温度之间的关系，根据公式测算出喷射量。总之，本专利是根据现有锅炉燃烧温度历史记录，和现场多点温度实测参数及锅炉CFD分析结果，同时根据锅炉运行风量，综合对比反应温度和反应停留时间两个参数，最优化选择开孔位置。按照程序自动控制还原剂喷量，根据烟气实测数据NOX、NH 3逃逸，C0、02烟气流量，系统通过计算确定还原剂喷射流量。不同燃烧阶段，采用不同还原剂配方比例实现精确追踪
在不同运行方式的不同燃烧阶段，首先以温度是否符合，工作环境条件需要，确定是否需要喷射及喷射角度位置，利用喷射配方来控制喷射，同时采用在线检测NO X排放和氨逃逸的参数来确定喷射量。同时还采用在线检测NOX排放及NH3逃逸的参数来确定喷射量。所述不同燃烧情况，指的是锅炉在不同负荷时运行的燃烧情况。如锅炉在轻负荷运行状态下，给煤量减少、风量关小，此时烟气流量的减少，流速减慢，总体排烟量小于满负荷运行时的排烟量，相对而言，NOX排放数据就会降低。此时喷射量在PLC控制下会自动减少。轻负荷运行时给煤量减少、风量关小，炉膛燃烧温度和排烟温度也会降低，由于SNCR炉内脱硝方法，工作温度限定为850-1050度，当燃烧温度低于850度时，喷射器可以停止喷氨。总之，锅炉的运行方式从冷炉启动到带负荷至满负荷，再由满负荷至轻负荷到停炉，整个运行的过程，温度、风量、烟气排放量，都呈现为一个逐渐上升或一个逐渐下降的曲线趋势。不同运行方式的不同阶段对炉内给煤量的变化，会带来温度、风量、烟气排量的变化，而上述要素的变化，又决定了喷射器喷氨量的变化。不论那一种运行方式，上述要素中的给煤量、风量、温度、烟气排量，都呈现为一个渐升或渐降过程。为了实现精确温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，结合上述各要素变化特点，将锅炉运行几种固有方式，在不同阶段下的给煤量、风量、温度、烟气排量等运行参数，设置固定并编制输入程序，通过PLC自动控制系统实现精确追踪目标。取样、跟踪、控制系统建立以后，剩下的就是如何利用氨溶液配方比例来实现精确追踪。所述利用喷射配方来控制喷射，指的是在氨溶液中加入一定比例的软化水，使氨溶液的浓度按照我们设置的，不同运行方式的，不同阶段的，取样、跟踪、控制的需要，设定并编制输入程序。这样就可以在PLC的控制下，实现炉内脱硝啧氨量及浓度比例，按锅炉运行方式及运行参数变化，达到精确追踪目标。


图1为本发明的设计流程图。图2为本发明的炉堂内部喷射点部置图。
具体实施例方式为了更进一步的了解本发明的特点，下面结合附图对本发明作进一步的说明一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，先是要根据炉堂1内原有温度感应
设备5得出的温度曲线，确定喷射点2的位置，当然，对于特殊的炉堂1内还会对一些特别的拐角处单独设定温感器，单独监测，经过长期感应后得出其温度的变化曲线，从而确定是否安装喷射点，在炉内需要喷射点的周边安装温度感应探测器。对喷射的点的设计，我们抛开以往设计思路，以往都设计在风口 7处，或尽量让喷出来的液体与风平行，而对于本专利的设计，由于喷射时，本身液体有压缩气体，因此，至于喷射距离不用担心，二，我们在本专利中主要考虑两方面，其一是温度，其二是与烟气的接触；因此采用了让喷射口 2跟着火焰走，设计成抛物线形式。以此来满足温度的要求，与烟气接触问题，我们是用压缩空气带动还原剂进行喷射，尽量击穿风口 7吹进的风，从而达到与烟气充分接触的目的。另一方面是让喷射的喷枪带有旋转角度，这样可以加大与烟气的接触。在拐角处，与烟道3较近的位置，由于该处的特殊性，因其温度明显少低于堂内温度，所以在正常燃烧的情况下，该处根据情况，可以基本保持持续喷射，因此我们在此也设置了一个拐角喷射点6。氮氧化物NOX生成途径一般有三种，〈1〉热力型、在高温下氧化生成NOX。〈2〉燃料型、指燃料中含有氮化物与氧结合，在高温下生成NOX。〈3〉快速型、指低温火焰下，由于含碳自由基存在生成的NOX占比不到5%。当燃烧温度低于1300度时，几乎没有热力型NOX产生。对常规锅炉而言NOX主要通过燃料型生成途径产生。控制NOX排放技术措施一是降低燃烧温度，减少NOX生成量。二是将已生成的NOX在炉内或烟道中脱除。用氨作为还原剂与烟气中NOX混合反应，SNCR就是选择性非催化还原技术简称。喷氨法还原NOX对工作环境温度要求较高，仅在850-1050度这一狭窄温度范围内进行。为此对喷射器安装位置、喷射角度、喷射流量的选择与控制显得十分重要。在喷射时，首先由炉内原有温度感应设备判断锅炉的处理哪种工作状态分别为开炉状态，正常工作状态，关炉状态；在不同的工作状态下，适用不同的喷射点与喷射量；所述喷射点的迸发与喷射量的大小，均由总控按事定设好的程序进行，总控可以根据相应点炉温的变化，得出锅炉所处的状态，根据状态和炉火曲线，判定喷射时的温度，根据喷射温度来设定喷射量及喷射比例。确定状态后，提取相应喷射点周边的温度；对温度进行计算，按不同工作状态的变化曲线，得出一下喷射时，炉内相应点的温度。由于我们得到温度与喷射进的温度其实是有微小的差别的，尽管目前的技术很发达，可以在短时间内作出反应，但是，如果没有状态的支持，在临界点时，我们的喷射很可能会产生对环境的破坏，为此，我们要先了解状态，然后根据温度在该状态下的运行曲线来配置喷射量。为了更加准备、更加适当的了解时时排放量，在烟道的出口，增设了烟气排放探测器4，根据烟气含量的排放成分，单位排放量等相关指标，在确定状态后，得到上述信息对于一下步的分析排放量，排放曲线都是相当重要的，当然，同时还要吧在进风口设置监测，进风量进行监测，同样得到相应的风量的大小与温度之间的关系曲线。由上述得出下一喷射时的温度，再根据温度计算喷射量，由总控发出命令，按量喷射。这样得出的喷射配方，喷射量，等相关信息准确，进而提高了脱硝工艺水平。
权利要求
1.一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于，根据炉内原有温度感应设备得出的温度曲线，确定喷射点，在炉内需要喷射点的周边安装温度感应探测器；(1)在喷射时，首先由炉内原有温度感应设备判断锅炉的处理哪种工作状态分别为开炉状态，正常工作状态，关炉状态；(2)确定状态后，提取相应喷射点周边的温度；对温度进行计算，按不同工作状态的变化曲线，得出下次喷射时，炉内相应点的温度；(3)根据温度计算喷射量，由总控发出命令，按量喷射。
2.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的上下；其上下分别安装两个，其最上端的一个，距离最下端的一个的距离为喷射液所达到上下距离。
3.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于所述的喷射点从炉底至烟道口成抛物线形式排列。
4.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的左右；其左右分别安装两个，其最左端的一个，距离最右端的一个的距离为喷射液所达到左右距离。
5.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于它还包括一个烟气排放探测器；将出口的烟气含量信息传至控制中心，由控制中心根据单时间内的烟气量，所含Co、02烟气流量，以及炉内的温度，计算后设定喷出量。
6.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于在送风口处设有风量检测设备，通过获得送风量的大小，将信息发送至控制中心，由控制中心根据单时间内的送风量与温度之间的关系，根据公式测算出喷射量。
7.根据权利要求1所述的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，其特征在于所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的上下；其上下分别安装两个，其最上端的一个，距离最下端的一个的距离为喷射液所达到上下距离；所述的喷射点的周边安装温度感应探测器，具体是指在喷射点的左右；其左右分别安装两个，其最左端的一个，距离最右端的一个的距离为喷射液所达到左右距离；所述的喷射点从炉底至烟道口成抛物线形式排列；它包括一个烟气排放探测器；将出口的烟气含量信息传至控制中心，由控制中心根据单时间内的烟气量，所含Co、02烟气流量，以及炉内的温度，计算后设定喷出量；在送风口处设有风量检测设备，通过获得送风量的大小，将信息发送至控制中心，由由控制中心根据单时间内的送风量与温度之间的关系，根据公式测算出喷射量。
全文摘要
本发明涉及精确实现温度追踪的SNCR炉内脱硝方法。发明目的是提供一种可以实时根据炉温变化、炉火燃烧状态、燃烧阶段，来相应调节炉内喷射还原剂量，来准确实现喷射的目的。为达目的一种精确实现温度窗追踪的SNCR炉内脱硝方法，根据炉内原有温度感应设备得出的温度曲线，确定喷射点，在炉内需要喷射点的周边安装温度感应探测器。(1)在喷射时，首先由炉内原有温度感应设备判断锅炉的处理哪种工作状态分别为开炉状态，正常工作状态，关炉状态；(2)确定状态后，提取相应喷射点周边的温度；对温度进行计算，按不同工作状态的变化曲线，得出下次喷射时，炉内相应点的温度；(3)根据温度计算喷射量，由总控发出命令，按量喷射。
文档编号B01D53/79GK102553421SQ20121001842
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者徐文辉, 秦昂, 邹贞 申请人:上海泰欣环保设备成套有限公司