一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置制造方法
【专利摘要】一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，属于燃煤锅炉脱硝【技术领域】。该两段脱硝装置采用脱硝剂供给泵、控制阀门和计量系统连接脱硝剂喷嘴，在循环流化床锅炉低负荷运行时烟气温度不低于850℃的区域（稀相区），设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴，在旋风分离器顶部设置一组或多组第二脱硝剂喷嘴。自动控制装置经脱硝剂供给泵和计量系统控制第一脱硝剂喷嘴、第二脱硝剂喷嘴喷射脱硝剂的时间和数量。两段脱硝装置可以根据循环流化床锅炉运行负荷和旋风分离器内的烟气温度变化情况，自动控制分别启闭两段脱硝装置，在满足烟气氮氧化物排放标准的同时，尽可能降低脱硝运行成本。
【专利说明】一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，属于燃煤锅炉脱硝【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的脱硝方案是选择性非催化还原脱硝技术SNCR。该技术通过在850-1150°C烟气中加入脱硝剂如液氨或尿素溶液来还原氮氧化物，从而降低氮氧化物(NOx)的排放量。但其脱硝效率难以达到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锅炉燃烧室内得不到充分的混合；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，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1970-1980年间，欧美等发达国家研发了一种新的脱硝方法，即在300-400°C左右的低温区域，利用催化物来促进氨和烟气中的氮氧化物反应，从而达到脱除氮氧化物的目的。目前，多数大型燃煤电厂均采用此方法脱硝。即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。采用无水氨、液氨或尿素等物质作为脱硝剂，通过省煤器出口喷入烟气中，并随即进入选择性催化反应器。但选择性催化反应器的效率和性能受多种过程因素制约:1)催化物质寿命和反应效率。催化物质寿命长短取决于烟气中的飞灰浓度、反应副产品硫酸氢铵是否及时清除。硫酸氢铵具有较强的粘性和腐蚀性，其与烟气中其他飞灰等物质混合后极易堵塞催化剂。实践经验表明，在脱硝装置运行5000小时后，即使采用最佳的清除方法，催化剂的活性将下降且呈加速趋势；2)装置建设成本非常高，增设了引出和引入烟道，而且烟气还需通过一层、二层甚至三层的催化剂，烟阻增大，用电增加超过2%-3%，还需要2-3年更换一次昂贵的催化剂；3)良好的SCR设计可以使烟温、含尘量、氮氧化物和脱硝剂在烟气中的浓度比例，在进入SCR催化器时均匀分布；相反，欠佳的SCR设计未能达到均匀分布的效果，也将降低脱硝效率，且易于形成大量的硫酸氢铵，大大降低催化剂使用寿命。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，根据旋风分离器内的烟气温度和烟气NOx排放要求，智能开启脱硝系统，通过脱硝剂喷嘴的独特位置、防磨设计以及旋风分离器内强劲的涡流，使脱硝反应效果得到显著改善，增加烟气中NOx与脱硝剂的混合和接触，以达到理想的脱硝效果。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，包括脱硝剂储存区、脱硝剂输送计量系统和自动控制装置，还包括第一段脱硝装置和第二段脱硝装置，所述脱硝剂储存区采用脱硝剂储罐与脱硝剂稀释装置串联连接，所述脱硝剂输送计量系统采用脱硝剂供给泵、控制阀门和计量系统连接第一脱硝剂喷嘴和第二脱硝剂喷嘴，所述第一段脱硝装置是在循环流化床锅炉低负荷运行时烟气温度不低于(高于或等于)850°C的区域(稀相区)，设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴，第二段脱硝装置是在旋风分离器顶部设置一组或多组第二脱硝剂喷嘴；所述自动控制装置经脱硝剂供给泵和计量系统控制第一脱硝剂喷嘴、第二脱硝剂喷嘴喷射脱硝剂的时间和数量。
[0006]所述自动控制装置根据旋风分离器内烟气温度变化或脱硝效率的要求，自动控制启闭第一段脱硝装置(第一脱硝剂喷嘴)、第二段脱硝装置(第二脱硝剂喷嘴)或同时开启两段脱硝装置(第一脱硝剂喷嘴和第二脱硝剂喷嘴)。
[0007]所述脱硝剂采用液氨、氨气或尿素。
[0008]采用上述技术方案，当锅炉处于BMCR，旋风分离器内的烟气温度高于830°C时，第一段脱硝装置停止运行，只运行第二段脱硝装置，利用烟气进入旋风分离器后形成的强烈旋流，与脱硝剂充分混合，脱硝效率可达到60%以上；如果锅炉处于低负荷运行，旋风分离器内的烟气温度低于830°C，则停用第二段脱硝装置，启用第一段脱硝装置。第一段脱硝装置脱硝效率一般不超过50%，但由于此时锅炉内温度较低，NOx生成相应较少，第一段脱硝基本可以满足烟气排放标准。当脱硝率要求达到更高时，或氮氧化物浓度较高时(此时通常烟气温度高，处于高负荷或BMCR运行)，可在启用第二段脱硝装置运行的同时，部分或全部启用第一段脱硝装置。
[0009]本实用新型的有益效果是:这种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置采用脱硝剂供给泵、控制阀门和计量系统连接第一脱硝剂喷嘴和第二脱硝剂喷嘴，第一段脱硝装置是在循环流化床锅炉低负荷运行时烟气温度不低于(高于或等于)850°C的区域(稀相区)，设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴，第二段脱硝装置是在旋风分离器顶部设置一组或多组第二脱硝剂喷嘴。自动控制装置经脱硝剂供给泵和计量系统控制第一脱硝剂喷嘴、第二脱硝剂喷嘴喷射脱硝剂的时间和数量。两段脱硝装置可以根据循环流化床锅炉运行负荷和旋风分离器内的烟气温度变化情况，自动控制分别启闭两段脱硝装置，在满足烟气氮氧化物排放标准的同时，尽可能降低脱硝运行成本。该装置的改造成本与传统的SNCR相当，但脱硝效率和脱硝成本的综合性价比，较传统SNCR高。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝工作原理图。
[0011]图中:1、脱硝剂储存区，la、脱硝剂储罐，lb、脱硝剂稀释装置，2、脱硝剂供给泵，
3、循环流化床锅炉，4、脱硝剂管路，5a、5b、5c、5d、控制阀门，6a、6b、6c、6d、计量系统，7、第一脱硝剂喷嘴，8、第二脱硝剂喷嘴，9、旋风分离器，9a、中心筒，％、出烟道，10、回料管道，
11、自动控制装置。
【具体实施方式】
[0012]图1示出了一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝工作原理图。图中，循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置包括脱硝剂储存区1、脱硝剂输送计量系统和自动控制装置11，还包括第一段脱硝装置和第二段脱硝装置，脱硝剂储存区I采用脱硝剂储罐Ia与脱硝剂稀释装置Ib串联连接，脱硝剂输送计量系统采用脱硝剂供给泵2、控制阀门和计量系统连接第一脱硝剂喷嘴7和第二脱硝剂喷嘴8，所述第一段脱硝装置是在循环流化床锅炉3低负荷运行时烟气温度不低于(高于或等于)850°C的区域，设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴7，第二段脱硝装置是在旋风分离器9顶部设置一组或多组第二脱硝剂喷嘴8。自动控制装置11经脱硝剂供给泵2和计量系统控制第一脱硝剂喷嘴7、第二脱硝剂喷嘴8喷射脱硝剂的时间和数量。自动控制装置11根据旋风分离器9内烟气温度变化或脱硝效率的要求，自动控制启闭第一段脱硝装置(第一脱硝剂喷嘴7)、第二段脱硝装置(第二脱硝剂喷嘴8)或同时开启两段脱硝装置(第一脱硝剂喷嘴7和第二脱硝剂喷嘴8)。脱硝剂采用液氨、氨气或尿素。
[0013]采用上述的技术方案，在循环流化床锅炉低负荷运行时烟气温度不低于850°C的区域(稀相区)设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴7 ;在旋风分离器顶部边延与中心筒9a之间形成的环形区域设置一组或多组向旋风分离器9内喷射脱硝剂的第二脱硝剂喷嘴8 ;第一脱硝剂喷嘴7、第二脱硝剂喷嘴8通过管路依次与脱硝剂输送计量系统、脱硝剂储存区相连接。脱硝剂输送计量系统由脱硝剂供给泵2、控制阀门5a、5b、5c、5d、计量系统6a、6b、6c、6d连接而成；脱硝剂储存区由脱硝剂储罐Ia和脱硝剂稀释装置Ib组成。
[0014]当锅炉处于BMCR，旋风分离器9内的烟气温度高于830°C时，第一段脱硝装置停止运行，只运行第二段脱硝装置，利用烟气进入旋风分离器9后形成的强烈旋流，与脱硝剂充分混合，脱硝效率可达到60%以上；如果锅炉处于低负荷运行，旋风分离器9内的烟气温度低于830°C，则停用第二段脱硝装置，启用第一段脱硝装置。第一段脱硝装置脱硝效率一般不超过50%，但由于此时锅炉内温度较低，NOx生成相应较少，第一段脱硝基本可以满足烟气排放标准。当脱硝率要求达到更高时，或氮氧化物浓度较高时(此时通常烟气温度高，处于高负荷或BMCR运行)，可在启用第二段脱硝运行的同时，部分或全部启用第一段脱硝。
[0015]采用上述循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，其第二脱硝剂喷嘴的安装位置和角度，可以大大提高脱硝效率；第一段脱硝装置、第二段脱硝装置的布置和相应的智能控制系统，可以根据排放烟气中NOx的浓度和旋风分离器9内烟气温度变化情况，自动控制调节脱硝系统，使之达到适宜的脱硝效率且脱硝运行成本最低的效果。
【权利要求】
1.一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，包括脱硝剂储存区(I)、脱硝剂输送计量系统和自动控制装置(11)，其特征是:还包括第一段脱硝装置和第二段脱硝装置，所述脱硝剂储存区(I)采用脱硝剂储罐(Ia)与脱硝剂稀释装置(Ib)串联连接，所述脱硝剂输送计量系统采用脱硝剂供给泵(2)、控制阀门和计量系统连接第一脱硝剂喷嘴(7)和第二脱硝剂喷嘴(8)，所述第一段脱硝装置是在循环流化床锅炉(3)低负荷运行时烟气温度不低于850°C的区域，设置一层或多层第一脱硝剂喷嘴(7)，第二段脱硝装置是在旋风分离器(9)顶部设置一组或多组第二脱硝剂喷嘴(8);所述自动控制装置(11)经脱硝剂供给泵(2)和计量系统控制第一脱硝剂喷嘴(7)、第二脱硝剂喷嘴(8)喷射脱硝剂的时间和数量。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，其特征是:所述自动控制装置(11)根据旋风分离器(9)内烟气温度变化或脱硝效率的要求，自动控制启闭第一段脱硝装置、第二段脱硝装置或同时开启两段脱硝装置。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉非催化还原法两段脱硝装置，其特征是:所述脱硝剂采用液氨、氨气或尿素。
【文档编号】B01D53/56GK203458976SQ201320518762
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月24日 优先权日:2013年8月24日
【发明者】唐遵义, 梁家鼎, 吴勇, 高琳琳 申请人:中能东讯新能源科技(大连)有限公司, 迅泰有限公司