專(zhuān)利名稱(chēng)：一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在一般無(wú)催化的脫硝方案中，利用通過(guò)在800-1100°C煙氣處理工藝中加入脫硝劑如液氨、氨氣或尿素溶液來(lái)降低氮氧化物(NOx)的排放量，該方法一定程度上可將氮氧化物 (NOx)還原成N2，但其脫硝效率難以超過(guò)50%，尤其對(duì)于大型鍋爐。主要原因是脫硝效率受以下因素影響1)氮氧化物和脫硝劑在燃燒室得不到充分的混合；2)脫硝反應(yīng)區(qū)域的煙氣溫度分布不均勻；3)脫硝區(qū)域的氮氧化物和脫硝劑濃度之比不匹配。因此，很多傳統(tǒng)的 SNCR方法已不能滿(mǎn)足如今對(duì)燃煤鍋爐氮氧化物排放量的嚴(yán)格要求。在70和80年代出現(xiàn)一種新方法，即在300-400°C左右低溫區(qū)域，利用催化物質(zhì)促進(jìn)以氨脫除氮氧化物的反應(yīng)。目前許多燃煤電廠在鍋爐煙道后部的省煤器和空氣預(yù)熱器之間設(shè)置選擇性催化反應(yīng)器(SCR)，該處煙溫降至300-400°C之間。這種脫硝劑，大都為無(wú)水氨、液氨或尿素，在省煤器出口處噴入煙氣中，并隨即進(jìn)入選擇性催化反應(yīng)器(SCR)中。但是，選擇性催化反應(yīng)器的效率和性能對(duì)多種過(guò)程因素很敏感，而且有許多缺點(diǎn)，總結(jié)如下1.催化物質(zhì)壽命過(guò)短。催化物質(zhì)壽命長(zhǎng)短取決于煙氣中的飛灰濃度及其被污染物堵塞程度。煤燃燒產(chǎn)生大量飛灰會(huì)導(dǎo)致加快堵塞催化層，并在運(yùn)行5000個(gè)小時(shí)后會(huì)大幅降低催化物質(zhì)活性。每?jī)赡旮鼡Q一次催化層是經(jīng)常有的事。2.高投資和高運(yùn)行成本。SCR系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用昂貴。主要昂貴運(yùn)行成本之一是與常更換催化物的材料有關(guān)。3.良好的催化床設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的因素，好的設(shè)計(jì)可減緩煙氣中飛灰在催化物的堆積及其孔隙的堵塞所弓I起的活性降低。4.良好的SCR設(shè)計(jì)是很重要，尤其對(duì)因素如煙溫，含塵量，氮氧化物和脫硝劑在煙氣中的濃度比值。在進(jìn)入SCR催化器之前這些因素必須均勻分布。欠佳的SCR設(shè)計(jì)將使脫硝效率降低，縮短催化物質(zhì)的壽命和形成大量硫酸氨的潛在可能——一種粘性物質(zhì)會(huì)堵塞催化物質(zhì)氣隙并且阻塞煙氣流通。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，它是針對(duì)SNCR系統(tǒng)的一項(xiàng)重大改進(jìn)，通過(guò)一些脫硝劑噴嘴的獨(dú)特位置及旋風(fēng)分離器內(nèi)強(qiáng)勁渦流，使脫硝反應(yīng)效果得到顯著改善，增加煙氣中NOx與脫硝劑的混合和接觸，以達(dá)到高效脫硝效果。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，循環(huán)流化床鍋爐與一個(gè)脫硝裝置相連接，所述脫硝裝置采用一個(gè)旋風(fēng)分離器，該旋風(fēng)分離器與循環(huán)流化床鍋爐的鍋爐排煙道成切向連接，下部設(shè)有一個(gè)與循環(huán)流化床鍋爐連接的回?zé)煹?，上部設(shè)有一個(gè)出煙道，出煙道的下部設(shè)有一個(gè)伸入旋風(fēng)分離器內(nèi)的內(nèi)煙道；在所述鍋爐排煙道上設(shè)有第一脫硝劑噴嘴，在所述旋風(fēng)分離器上設(shè)有第二脫硝劑噴嘴。在所述鍋爐排煙道上至少設(shè)置一個(gè)向鍋爐排煙道內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴。在所述旋風(fēng)分離器的外殼與內(nèi)煙道之間，形成的環(huán)形腔頂部至少設(shè)置一個(gè)向旋風(fēng)分離器內(nèi)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴。所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。采用上述的技術(shù)方案，從鍋爐燃燒室出來(lái)的煙氣溫度在800-1100°C之間，煙氣經(jīng)鍋爐排煙道沿切線(xiàn)方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)，形成一股強(qiáng)烈的煙氣旋流。脫硝劑(如氨或尿素溶液等)從鍋爐排煙道、旋風(fēng)分離器的頂部或者同時(shí)從這兩個(gè)位置安裝噴嘴注入。脫硝劑進(jìn)入煙氣后會(huì)隨分離器內(nèi)的旋流迅速擴(kuò)散，并在旋流區(qū)內(nèi)形成氣霧柱保護(hù)膜。該氣霧柱保護(hù)膜可以促使氮氧化物和脫硝劑的接觸并防止氮氧化物逃逸。當(dāng)煙溫在800-1100°C的適宜范圍之內(nèi)時(shí)，煙氣中的氨氣化合物會(huì)快速與氮氧化物反應(yīng)，促使NOx還原成氮?dú)?，從而提高脫硝效率，降低氮氧化物的排放。本發(fā)明的有益效果是這種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置在鍋爐排煙道上和旋風(fēng)分離器的頂部安裝噴嘴注入脫硝劑，通過(guò)煙氣在分離器內(nèi)的旋流作用，強(qiáng)化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進(jìn)了煙氣中氮氧化物的還原，顯著降低了煙氣的氮氧化物含量。并且無(wú)需對(duì)鍋爐煙道進(jìn)行深入改造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，脫硝效率高。


圖1是一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置工作原理圖。圖2是鍋爐排煙道與旋風(fēng)分離器的切向連接示意圖。圖中1、循環(huán)流化床鍋爐，2、旋風(fēng)分離器，3、鍋爐排煙道，4、第一脫硝劑噴嘴，5、第二脫硝劑噴嘴，6、鍋爐煙氣，6a、煙氣旋流，7、脫硝劑管道，8、脫硝劑供給泵，9、出煙道，9a、 內(nèi)煙道，10、回?zé)煹馈?br> 具體實(shí)施例方式圖1、2示出了一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置工作原理圖。圖中，脫硝裝置采用一個(gè)旋風(fēng)分離器2，該旋風(fēng)分離器2與循環(huán)流化床鍋爐1的鍋爐排煙道3成切向連接， 下部設(shè)有一個(gè)與循環(huán)流化床鍋爐1連接的回?zé)煹?0，上部設(shè)有一個(gè)出煙道9，出煙道9的下部設(shè)有一個(gè)伸入旋風(fēng)分離器2內(nèi)的內(nèi)煙道9a。在鍋爐排煙道3上設(shè)置4個(gè)向鍋爐排煙道3 內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴4。在旋風(fēng)分離器的外殼2與內(nèi)煙道9a之間，形成的環(huán)形腔頂部設(shè)置4個(gè)向旋風(fēng)分離器2內(nèi)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴5。脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。第一脫硝劑噴嘴4和第二脫硝劑噴嘴5通過(guò)脫硝劑管道7與脫硝劑供給泵8連接。在循環(huán)流化床鍋爐1工作時(shí)，鍋爐煙氣6進(jìn)入鍋爐排煙道3后，再以切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器2，形成一股很強(qiáng)的煙氣旋流6a。在4個(gè)第一脫硝劑噴嘴4向鍋爐排煙道3內(nèi)噴入脫硝劑，或在4個(gè)第二脫硝劑噴嘴5向旋風(fēng)分離器2內(nèi)噴入脫硝劑，或在上述二處同時(shí)噴入脫硝劑，脫硝劑在高溫?zé)煔庵惺芗訜嵴舭l(fā)，并在旋流作用下，使脫硝劑和氮氧化物充分混合及進(jìn)行還原反應(yīng)。 采用上述的高效脫硝裝置，脫硝劑在800-1100°C高溫?zé)煔庵斜患訜帷⒄舭l(fā)、擴(kuò)散， 并在強(qiáng)烈的旋流作用下，脫硝劑在旋風(fēng)分離器2的內(nèi)腔形成氣霧柱，煙氣中的氮氧化物與脫硝劑氣霧柱能充分接觸和混合。煙氣中的脫硝劑會(huì)快速與氮氧化物反應(yīng)，促使NOx還原成氮?dú)?，從而提高脫硝效率?br> 權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，循環(huán)流化床鍋爐(1)與一個(gè)脫硝裝置相連接，其特征是所述脫硝裝置采用一個(gè)旋風(fēng)分離器(2)，該旋風(fēng)分離器(2)與循環(huán)流化床鍋爐(1)的鍋爐排煙道(3)成切向連接，下部設(shè)有一個(gè)與循環(huán)流化床鍋爐(1)連接的回?zé)煹?(10)，上部設(shè)有一個(gè)出煙道(9)，出煙道(9)的下部設(shè)有一個(gè)伸入旋風(fēng)分離器(2)內(nèi)的內(nèi)煙道(9a)；在所述鍋爐排煙道(3)上設(shè)有第一脫硝劑噴嘴(4)，在所述旋風(fēng)分離器(2)上設(shè)有第二脫硝劑噴嘴(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述鍋爐排煙道(3)上至少設(shè)置一個(gè)向鍋爐排煙道(3)內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述旋風(fēng)分離器的外殼(2)與內(nèi)煙道(9a)之間，形成的環(huán)形腔頂部至少設(shè)置一個(gè)向旋風(fēng)分離器 (2)內(nèi)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。
全文摘要
一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術(shù)領(lǐng)域。這種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置主要利用鍋爐原設(shè)置的旋風(fēng)分離器，并在其上面設(shè)置脫硝裝置。鍋爐煙氣從爐膛引出后，經(jīng)煙道切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在煙道上和旋風(fēng)分離器的頂部分別安裝噴嘴噴入脫硝劑。當(dāng)脫硝劑與煙氣從煙道切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器后形成強(qiáng)烈旋流，強(qiáng)化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進(jìn)了煙氣中氮氧化物的還原，顯著降低了煙氣的氮氧化物含量。并且無(wú)需對(duì)鍋爐煙道進(jìn)行深入改造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，脫硝效率高。
文檔編號(hào)B01D53/56GK102357339SQ20111033037
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者唐遵義 申請(qǐng)人:中能東訊新能源科技(大連)有限公司, 迅泰有限公司