本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及循環(huán)流化床鍋爐，特別涉及一種深度抑氮超低排放的循環(huán)流化床鍋爐。

背景技術(shù)：

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤為主，因而燃煤發(fā)電在發(fā)電行業(yè)中也占據(jù)了主要地位。然而煤炭燃燒將產(chǎn)生很多污染物，如二氧化硫、氮氧化物及煙塵等，其中氮氧化物是酸雨形成的主要來(lái)源之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污染物排放愈發(fā)嚴(yán)重，給人民生活帶來(lái)了極大的困擾。因此，為降低燃煤發(fā)電對(duì)大氣的污染，國(guó)家提出了越來(lái)越高的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是自2015年以來(lái)逐步開(kāi)始實(shí)施燃煤電廠超低排放改造行動(dòng)，現(xiàn)有大型電站鍋爐氮氧化物排放限值為50mg/m³。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有循環(huán)流化床機(jī)組雖然具有低氮氧化物排放的特性，但面臨超低排放標(biāo)準(zhǔn)，所有在役機(jī)組均需進(jìn)行超低排放改造。傳統(tǒng)脫硝改造技術(shù)路線包括sncr脫硝技術(shù)、scr脫硝技術(shù)等，無(wú)論哪種技術(shù)路線均須加裝脫硝設(shè)備并且在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中向煙氣中噴入大量脫硝還原劑，如尿素、氨水等。改造投資巨大且后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用很高，此外，還會(huì)存在氨逃逸現(xiàn)象造成尾部受熱面、除塵器腐蝕、堵塞以及進(jìn)入大氣形成新的污染源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種深度抑氮超低排放的循環(huán)流化床鍋爐，充分發(fā)揮cfb鍋爐的環(huán)保特性，將氮氧化物原始排放降低至滿(mǎn)足國(guó)家最新的超低排放環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，大幅降低氮氧化物的脫除成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種深度抑氮超低排放的循環(huán)流化床鍋爐，包括多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)(mlas)、高效渦輪分離系統(tǒng)(hptss)和無(wú)氨催化涂層系統(tǒng)(naccs)，其中：

所述多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)包括一次風(fēng)(pa)和二次風(fēng)(sa)，一次風(fēng)通過(guò)均壓風(fēng)室1及鐘罩式風(fēng)帽2均勻分配于整個(gè)爐膛密相區(qū)3，二次風(fēng)分級(jí)從二次風(fēng)口4送入爐膛密相區(qū)3及爐膛中部區(qū)域；

高效渦輪分離系統(tǒng)包括帶有煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9的水平煙道8，水平煙道8連接渦輪中心筒12，渦輪中心筒12內(nèi)部安裝有導(dǎo)流葉片強(qiáng)化氣固分離，渦輪中心筒12下部設(shè)置分離器11，分離下來(lái)的物料送入返料器13；

無(wú)氨催化涂層系統(tǒng)，布置于多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)及高效渦輪分離系統(tǒng)，使得no和co在鍋爐本身帶有的催化劑的催化作用下發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。

所述鐘罩式風(fēng)帽2包括出口朝上的直管，以及布置在出口上方的帽體，配風(fēng)從直管頂部出口流出后，在帽體的阻擋下又折返沿帽體內(nèi)壁與直管外壁之間的間隙從帽體下方流出，所述鐘罩式風(fēng)帽2彼此之間的間距80～350mm，風(fēng)帽材質(zhì)為高溫耐熱合金，表面附著無(wú)氨催化涂層。

所述二次風(fēng)口4沿不同高度布置1～4層，運(yùn)行期間一次風(fēng)量占燃燒總風(fēng)ta量的20～50％，二次風(fēng)量占燃燒總風(fēng)量的50～80％。

所述渦輪中心筒12采用螺旋流線型結(jié)構(gòu)，筒內(nèi)渦輪的葉片旋向與氣流旋轉(zhuǎn)方向相異，筒體采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，筒體內(nèi)壁及葉片表面附著無(wú)氨催化涂層。

所述煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9厚度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍20mm～1500mm，材質(zhì)采用耐磨可塑料或澆注料，其表面附著無(wú)氨催化涂層。

所述爐膛密相區(qū)3澆注料表面、爐膛的下部水冷壁5換熱面表面以及爐膛屏式受熱面7表面均布置有無(wú)氨催化涂層。

所述無(wú)氨催化涂層為具有無(wú)氨催化性能的二元或多元金屬，或金屬氧化物，或金屬與金屬氧化物的混合物涂層。

所述金屬為鐵、銅、鎳、錳、鈷、鈦、鋁、鉻或稀土金屬。

所述無(wú)氨催化涂層厚度范圍0.5mm～20mm。

所述無(wú)氨催化涂層用在澆注料或可塑料區(qū)域時(shí)，采用附著于其表面的方式，或與澆注料或可塑料混合形成耐磨催化層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.cfb鍋爐采用本技術(shù)后可顯著降低nox排放濃度，無(wú)需采用任何輔助脫硝技術(shù)，煙氣排放能夠滿(mǎn)足國(guó)家最新的超低排放限值，環(huán)境效益顯著。

2.由于運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需消耗脫硝還原劑，可大幅降低電廠環(huán)保運(yùn)行成本。

3.無(wú)需新增耗能設(shè)備，且對(duì)輔機(jī)電耗均無(wú)明顯負(fù)面影響。

4.實(shí)施后由于爐內(nèi)物料循環(huán)優(yōu)化，對(duì)于鍋爐燃燒效率可有一定的提升。

5.避免了脫硝副產(chǎn)物的生成，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和機(jī)組運(yùn)行安全性都有著促進(jìn)作用。

實(shí)驗(yàn)證明，現(xiàn)有機(jī)組采用上述技術(shù)改造后鍋爐排放煙氣中nox濃度可以降低至改造前的50％～80％以上，原始排放降至超低排放限制以?xún)?nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明循環(huán)流化床鍋爐深度抑氮超低排放改造整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明循環(huán)流化床鍋爐多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)mlas示意圖。

圖3為本發(fā)明循環(huán)流化床鍋爐高效分離系統(tǒng)hptss示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明為一種深度抑氮超低排放的循環(huán)流化床鍋爐，包括多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)(mlas)、高效渦輪分離系統(tǒng)(hptss)和無(wú)氨催化涂層系統(tǒng)(naccs)。

多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示，包括一次風(fēng)(pa)和二次風(fēng)(sa)，一次風(fēng)通過(guò)均壓風(fēng)室1及鐘罩式風(fēng)帽2均勻分配于整個(gè)爐膛密相區(qū)3，二次風(fēng)分級(jí)從二次風(fēng)口4送入爐膛密相區(qū)3及爐膛中部區(qū)域。二次風(fēng)口4沿不同高度布置1～4層，運(yùn)行期間一次風(fēng)量占燃燒總風(fēng)ta量的20～50％，二次風(fēng)量占燃燒總風(fēng)量的50～80％。其中，鐘罩式風(fēng)帽2包括出口朝上的直管，以及布置在出口上方的帽體，配風(fēng)從直管頂部出口流出后，在帽體的阻擋下又折返沿帽體內(nèi)壁與直管外壁之間的間隙從帽體下方流出，鐘罩式風(fēng)帽2彼此之間的間距80～350mm，風(fēng)帽材質(zhì)為高溫耐熱合金。

高效渦輪分離系統(tǒng)如圖3所示，包括帶有煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9的水平煙道8，煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9厚度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍20mm～1500mm，材質(zhì)采用耐磨可塑料或澆注料。水平煙道8連接爐膛與渦輪中心筒12，渦輪中心筒12內(nèi)部安裝有導(dǎo)流葉片強(qiáng)化氣固分離，渦輪中心筒12下部設(shè)置分離器11，分離下來(lái)的物料送入返料器13。上部連通尾部豎井13，尾部豎井13中自上而下布置過(guò)熱器14、省煤器15和空預(yù)器16。渦輪中心筒12采用螺旋流線型結(jié)構(gòu)，筒內(nèi)渦輪的葉片旋向與氣流旋轉(zhuǎn)方向相異，筒體采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成。

無(wú)氨催化涂層系統(tǒng)，布置于多梯度分級(jí)配風(fēng)系統(tǒng)及高效渦輪分離系統(tǒng)，使得no和co在鍋爐本身帶有的催化劑的催化作用下發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。具體地，在鐘罩式風(fēng)帽2、煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9、爐膛密相區(qū)3澆注料表面、爐膛的下部水冷壁5換熱面表面、爐膛屏式受熱面7表面、渦輪中心筒12的筒體內(nèi)壁及葉片表面，可以全部或者部分附著無(wú)氨催化涂層。

本發(fā)明中，無(wú)氨催化涂層為具有無(wú)氨催化性能的二元或多元金屬，例如鐵、銅、鎳、錳、鈷、鈦、鋁、鉻或稀土金屬；或金屬氧化物，或金屬與金屬氧化物的混合物涂層，厚度范圍0.5mm～20mm。用在澆注料或可塑料區(qū)域時(shí)，采用附著于其表面的方式，或與澆注料或可塑料混合形成耐磨催化層。

根據(jù)以上基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

涉及1臺(tái)480t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐燃用干燥無(wú)灰基vdaf8％的無(wú)煙煤，鍋爐一次風(fēng)以48％總風(fēng)量經(jīng)過(guò)鐘罩式風(fēng)帽2送入爐膛保證鍋爐床料的正常流化和入爐煤的初步燃燒，二次風(fēng)占總風(fēng)ta量的50％分兩級(jí)送入爐膛密相區(qū)3，下二次風(fēng)口距離布風(fēng)板高度為1米，上二次風(fēng)口距離下二次風(fēng)口5米，鐘罩式風(fēng)帽2表面、密相區(qū)澆注料表面、爐內(nèi)水冷屏和過(guò)熱屏以及密相區(qū)以上10米高度內(nèi)的水冷壁表面均附著高效無(wú)氨催化涂層，爐膛出口水平煙道出口通過(guò)加裝煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9將煙氣速度控制在28m/s，中心筒更換為渦輪中心筒12，煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9、煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9內(nèi)壁及葉輪附著高效無(wú)氨催化涂層。

由于分級(jí)送風(fēng)使得鍋爐密相區(qū)3為還原氣氛，從而抑制了no的生成，同時(shí)由于煤的不完全燃燒，在該區(qū)域存在高濃度的co，co通過(guò)鐘罩式風(fēng)帽2及密相區(qū)澆筑料表面的催化涂層與no反應(yīng)進(jìn)一步降低了氮氧化物的濃度，隨著煙氣的上升，二次風(fēng)被從不同高度風(fēng)機(jī)送入爐膛以使得燃煤顆粒進(jìn)一步燃燒，由于二次風(fēng)穿透力有限，爐膛中心存在缺氧區(qū)域，因而該區(qū)域仍然為還原氣氛，因而屏式過(guò)熱器表面的催化劑涂層可以進(jìn)一步將no還原為n2。高效分離系統(tǒng)的存在可以大幅提高鍋爐物料循環(huán)量，有效強(qiáng)化傳熱控制爐膛燃燒溫度從而抑制了熱力型氮氧化物的生成，而渦輪中心筒12表面的催化涂層作為將煙氣中參與的co和爐膛出口最終生成的no做進(jìn)一步的催化反應(yīng)，以最終實(shí)現(xiàn)深度抑氮的目的，通過(guò)以上多種手段的協(xié)同作用，鍋爐運(yùn)行期間的nox排放濃度為38mg/m³。

實(shí)施例2

涉及1臺(tái)1024t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐燃用干燥無(wú)灰基vdaf25％的煙煤，鍋爐一次風(fēng)以40％總風(fēng)量經(jīng)過(guò)鐘罩式風(fēng)帽2送入爐膛保證鍋爐床料的正常流化和入爐煤的初步燃燒，二次風(fēng)占總風(fēng)ta量的58％分三級(jí)送入爐膛密相區(qū)3，下二次風(fēng)口距離布風(fēng)板高度為1.5米，中二次風(fēng)口距離下二次風(fēng)口5.5米，上二次風(fēng)口距離中二次風(fēng)口6米。鐘罩式風(fēng)帽2表面、密相區(qū)澆注料表面、爐內(nèi)水冷屏、過(guò)熱屏和再熱屏以及密相區(qū)以上15米高度內(nèi)的水冷壁表面均附著高效無(wú)氨催化涂層，爐膛出口水平煙道出口通過(guò)加裝煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9將煙氣速度控制在30m/s，中心筒更換為渦輪中心筒12，煙氣導(dǎo)流凸臺(tái)9、渦輪中心筒12內(nèi)壁及葉輪附著高效無(wú)氨催化涂層。

由于分級(jí)送風(fēng)使得鍋爐密相區(qū)3為還原氣氛，從而抑制了no的生成，同時(shí)由于煤的不完全燃燒，在該區(qū)域存在高濃度的co，co通過(guò)鐘罩式風(fēng)帽2及密相區(qū)澆筑料表面的催化涂層與no反應(yīng)進(jìn)一步降低了氮氧化物的濃度，隨著煙氣的上升，二次風(fēng)被從不同高度風(fēng)機(jī)送入爐膛以使得燃煤顆粒進(jìn)一步燃燒，由于二次風(fēng)穿透力有限，爐膛中心存在缺氧區(qū)域，因而該區(qū)域仍然為還原氣氛，因而屏式過(guò)熱器表面的催化劑涂層可以進(jìn)一步將no還原為n2。高效分離系統(tǒng)的存在可以大幅提高鍋爐物料循環(huán)量，有效強(qiáng)化傳熱控制爐膛燃燒溫度從而抑制了熱力型氮氧化物的生成，而渦輪中心筒12表面的催化涂層作為將煙氣中參與的co和爐膛出口最終生成的no做進(jìn)一步的催化反應(yīng)，以最終實(shí)現(xiàn)深度抑氮的目的，通過(guò)以上多種手段的協(xié)同作用，鍋爐運(yùn)行期間的nox排放濃度為42mg/m³。

以上實(shí)施例的描述較為具體，但并不能因此而理解為對(duì)本專(zhuān)利范圍的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出的若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。