專利名稱：一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]在一般無催化的脫硝方案中，利用通過在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50%，尤其對于大型鍋爐。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方法已不能滿足如今對燃煤鍋爐氮氧化物排放量的嚴格要求。[0003]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，大都為無水 氨、液氨或尿素，在省煤器出口處噴入煙氣中，并隨即進入選擇性催化反應(yīng)器(SCR)中。但 是，選擇性催化反應(yīng)器的效率和性能對多種過程因素很敏感，而且有許多缺點，總結(jié)如下[0004]1.催化物質(zhì)壽命過短。催化物質(zhì)壽命長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)生大量飛灰會導(dǎo)致加快堵塞催化層，并在運行5000個小時后會大幅降 低催化物質(zhì)活性。每兩年更換一次催化層是經(jīng)常有的事。[0005]2.高投資和高運行成本。SCR系統(tǒng)建設(shè)和運行費用昂貴。主要昂貴運行成本之一 是與常更換催化物的材料有關(guān)。[0006]3.良好的催化床設(shè)計是非常關(guān)鍵的因素，好的設(shè)計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。[0007]4.良好的SCR設(shè)計是很重要，尤其對因素如煙溫，含塵量，氮氧化物和脫硝劑在煙 氣中的濃度比值。在進入SCR催化器之前這些因素必須均勻分布。欠佳的SCR設(shè)計將使 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)會堵 塞催化物質(zhì)氣隙并且阻塞煙氣流通。發(fā)明內(nèi)容[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置 結(jié)構(gòu)，它是針對煤粉鍋爐外置脫硝裝置而設(shè)計的，煙氣從鍋爐出來后分成兩路，經(jīng)兩種不同 的布置方式進入外置脫硝裝置，形成兩股相反或同向渦流形式；同時通過一些脫硝劑噴嘴 的獨特位置，使脫硝反應(yīng)效果得到顯著改善，能夠增加煙氣中NOX與脫硝劑的混合和接觸， 以達到高效脫硝效果。這種旋風(fēng)反應(yīng)器中煙氣布置方式和脫硝劑噴嘴的獨特位置，強化了 脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進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。從而使煤粉鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。[0009]本實用新型的技術(shù)方案是一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，它主要包括一個 煤粉鍋爐、鍋爐排煙道、豎井煙道以及旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器；其特征是在所述鍋爐排煙道的一 側(cè)設(shè)置一個旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，鍋爐排煙道通過外接煙道與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的入口連接，豎 井煙道通過出口連接管道與位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器底部的出口連接，鍋爐排煙道與豎井煙道 之間設(shè)置隔板；所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器包括一個V型煙氣分流器和旋風(fēng)形成區(qū)，在V型煙氣 分流器的兩側(cè)各設(shè)有一個與旋風(fēng)形成區(qū)成切向連接的進煙口，在旋風(fēng)形成區(qū)內(nèi)設(shè)有圓滑過 渡弧形板和中間隔板；在所述進煙口處至少設(shè)置一個噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴，在所 述旋風(fēng)形成區(qū)的頂部至少設(shè)置一個噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴，一個脫硝劑供給泵經(jīng)脫 硝劑管道與第一脫硝劑噴嘴和第二脫硝劑噴嘴連接。[0010]所述外接煙道其中之一連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器一端上部的第一煙氣切向進口， 另一個連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器另一端下部的第二煙氣切向進口。[0011]所述外接煙道其中之一連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器一端上部的第一煙氣切向進口， 另一個連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器另一端上部的第三煙氣切向進口。[0012]所述煙氣進入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的溫度要高于820 V[0013]所述煙氣進入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器后會形成兩道反向或同向渦流，并在反應(yīng)器出口處 有強烈的混合。[0014]所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。[0015]所述脫硝劑噴入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器采用第一脫硝劑噴嘴噴射、第二脫硝劑噴嘴噴射 或第一脫硝劑噴嘴和第二脫硝劑噴嘴同時噴射。[0016]采用上述的技術(shù)方案，煙氣從鍋爐出來后分成兩路，經(jīng)兩種不同的布置方式進入 外置脫硝裝置，形成兩股相反或同向渦流形式。第一種布置方式為煙氣進入外置的旋風(fēng)脫 硝反應(yīng)器后，其中一股煙氣從反應(yīng)器的第一煙氣切向進口進入，在其對角線位置，另一股煙 氣從第二煙氣切向進口進入。煙氣進入各自反應(yīng)器區(qū)域后，將形成兩股反向旋轉(zhuǎn)的氣流。兩 股氣流混合后，一起從位于反應(yīng)器底部的出口流出反應(yīng)器。第二種布置方式為煙氣從第一 煙氣切向進口和第三煙氣切向進口的位置進入各自反應(yīng)器區(qū)域，然后形成兩股方向相似的 旋轉(zhuǎn)氣流?；旌虾髲姆磻?yīng)器中間出口處一起流出反應(yīng)器。因從鍋爐燃燒室出來的煙氣溫度 在800-110(TC之間，煙氣從爐膛經(jīng)鍋爐煙道和過熱器沿外接煙道進入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，并 沿V型板切線方向分別進入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)部。進入旋風(fēng)反應(yīng)器的煙氣被分成兩路，形 成兩股相反或同向渦流形式，使脫硝反應(yīng)效果得到顯著改善，能夠增加煙氣中NOx與脫硝劑 的混合和接觸，以達到高效脫硝效果。這種煙氣布置方式強化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物 的混合速度，促進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。從而使煤粉 鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。[0017]本發(fā)明的有益效果是這種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，它是針對煤粉鍋爐外 置脫硝裝置而設(shè)計的，從鍋爐出來的煙氣分成兩路，經(jīng)兩種不同的布置方式進入外置脫硝 裝置，形成兩股相反或同向渦流形式；同時通過一些脫硝劑噴嘴的獨特位置，使脫硝反應(yīng)效 果得到顯著改善，能夠增加煙氣中NOx與脫硝劑的混合和接觸，以達到高效脫硝效果。這種 旋風(fēng)反應(yīng)器中煙氣的布置方式和脫硝劑噴嘴的獨特位置，強化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物 的混合速度，促進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。從而使煤粉 鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。


[0018]圖1是一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置工作原理圖；[0019]圖2是鍋爐排煙道與脫硝裝置切向連接示意圖[0020]圖3是脫硝裝置一種煙氣入口布置示意圖。[0021]圖4是脫硝裝置另一種煙氣入口布置示意圖。[0022]圖中1、煤粉鍋爐，2、鍋爐煙氣，2a、旋風(fēng)形成區(qū)，3、第二過熱器，4、鍋爐排煙道， 4a、進煙口，5、外接煙道，5a、第一煙氣切向進口，5b、第二煙氣切向進口，5c、第三煙氣切向 進口，6、旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，6a、圓滑過渡弧形板，6b、中間隔板，7、V型煙氣分流器，8、第一脫 硝劑噴嘴，9、第二脫硝劑噴嘴，10、出口連接管道，11、隔板，12、豎井煙道，13、再熱器，14、第 一過熱器，15、經(jīng)濟器，16、脫硝劑管道，17、脫硝劑供給泵。
具體實施方式
[0023]圖1、2、3、4 了一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置工作原理圖。圖中，脫硝裝置采用一 個置于煙道外側(cè)的旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器6，旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器6包括V型煙氣分流器7和旋風(fēng)形 成區(qū)2a，在旋風(fēng)形成區(qū)2a內(nèi)設(shè)有4個圓滑過渡弧形板6a和一個中間隔板6b，該旋風(fēng)脫硝 反應(yīng)器6與煤粉鍋爐I的鍋爐排煙道4通過外接煙道5相連接，豎井煙道12通過出口連接 管道10與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器6底部的出口連接，鍋爐排煙道4與豎井煙道12之間設(shè)置隔板 11，因此兩者是不能直接相通的。該旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器6 —般設(shè)置在鍋爐排煙道4的頂部或 側(cè)面。在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器6的V型煙氣分流器7入口處，進煙口 4a的側(cè)面設(shè)置多個向進煙 口 4a內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴8。在旋風(fēng)形成區(qū)2a頂部設(shè)置數(shù)個噴射脫硝劑的第 二脫硝劑噴嘴9。脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。[0024]第一脫硝劑噴嘴8和第二脫硝劑噴嘴9通過脫硝劑管道16與脫硝劑供給泵17連 接。在煤粉鍋爐I工作時，煙氣從鍋爐出來后分成兩路，經(jīng)兩種不同的布置方式進入外置 脫硝裝置，形成兩股相反或同向渦流形式。第一種布置方式為煙氣進入外置的脫硝反應(yīng)器 6后，其中一股煙氣從反應(yīng)器的第一煙氣切向進口 5a進入，在其對角線位置，另一股煙氣從 第二煙氣切向進口 5b進入。煙氣進入各自旋風(fēng)形成區(qū)2a后，將形成兩股反向旋轉(zhuǎn)的氣流。 在第一脫硝劑噴嘴8向進煙口 4a側(cè)面噴入脫硝劑時，或在第二脫硝劑噴嘴9向旋風(fēng)形成區(qū) 2a內(nèi)噴入脫硝劑時，或在上述二處同時噴入脫硝劑時，脫硝劑在高溫煙氣中受加熱蒸發(fā)，并 在旋流作用下，迅速與氮氧化物充分混合及進行還原反應(yīng)。反應(yīng)后的氣流，一起從位于反應(yīng) 器底部的出口 10流出反應(yīng)器。第二種布置方式為煙氣從第一煙氣切向進口 5a和第三煙氣 切向進口 5c的位置進入各自旋風(fēng)形成區(qū)域2a，然后形成兩股方向相似的旋轉(zhuǎn)氣流。在第一 脫硝劑噴嘴8向進煙口 4a側(cè)面噴入脫硝劑時，或在第二脫硝劑噴嘴9向旋風(fēng)形成區(qū)2a內(nèi) 噴入脫硝劑時，或在上述二處同時噴入脫硝劑時，脫硝劑在高溫煙氣中受加熱蒸發(fā)，并在旋 流作用下，迅速與氮氧化物充分混合及進行還原反應(yīng)。混合后從反應(yīng)器中間出口 10處一起 流出反應(yīng)器。[0025]這種旋風(fēng)反應(yīng)器中煙氣的布置方式和脫硝劑噴嘴的獨特位置，使脫硝劑在 800-1100°C高溫煙氣中被加熱、蒸發(fā)、擴散，并在強烈的旋流作用下，脫硝劑在旋風(fēng)脫硝反 應(yīng)器的內(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。煙氣中的脫硝劑會快 速與氮氧化物反應(yīng)，促使NOx還原成氮氣，從而提高脫硝效率。
權(quán)利要求1.一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，它主要包括一個煤粉鍋爐(I)、鍋爐排煙道(4)、豎井煙道(12)以及旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6);其特征是所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)采用圓柱形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在鍋爐排煙道(4)的一側(cè)，鍋爐排煙道(4)通過二個外接煙道(5)與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)的入口連接，豎井煙道(12)通過出口連接管道(10)與位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)底部的出口連接，鍋爐排煙道(4)與豎井煙道(12)之間設(shè)置隔板(11);所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)包括一個V型煙氣分流器(7)和旋風(fēng)形成區(qū)(2a)，在V型煙氣分流器(7)的兩側(cè)各設(shè)有一個與旋風(fēng)形成區(qū)(2a)成切向連接的進煙口(4a)，在旋風(fēng)形成區(qū)(2a)內(nèi)設(shè)有圓滑過渡弧形板(6a)和中間隔板^b);在所述進煙口(4a)處至少設(shè)置一個噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴(8)，在所述旋風(fēng)形成區(qū)(2a)的頂部至少設(shè)置一個噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(9)，一個脫硝劑供給泵(17)經(jīng)脫硝劑管道(16)與第一脫硝劑噴嘴(8)和第二脫硝劑噴嘴(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，其特征是所述外接煙道(5)其中之一連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6) —端上部的第一煙氣切向進口(5a)，另一個連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)另一端下部的第二煙氣切向進口(5b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，其特征是所述外接煙道(5)其中之一連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6) —端上部的第一煙氣切向進口(5a)，另一個連接位于旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)另一端上部的第三煙氣切向進口(5c)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，其特征是所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，其特征是所述脫硝劑噴入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(6)采用第一脫硝劑噴嘴(8)噴射、第二脫硝劑噴嘴(9)噴射或第一脫硝劑噴嘴(8)和第二脫硝劑噴嘴(9)同時噴射。
專利摘要一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術(shù)領(lǐng)域。該脫硝裝置通過外接煙道，使煙氣從鍋爐出來后分成兩路，經(jīng)兩種不同的布置方式進入外置脫硝裝置，形成兩股反向或同向渦流，混合后的氣流一起從位于反應(yīng)器底部的出口流出反應(yīng)器。在第一脫硝劑噴嘴向進煙口側(cè)面噴入脫硝劑時，或在第二脫硝劑噴嘴向旋風(fēng)形成區(qū)內(nèi)噴入脫硝劑時，或在上述二處同時噴入脫硝劑時，脫硝劑在高溫煙氣中受加熱蒸發(fā)，并在旋流作用下，迅速與氮氧化物充分混合及進行還原反應(yīng)。該脫硝裝置強化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進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。從而使煤粉鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。
文檔編號F23J15/04GK202860397SQ20122045436
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者唐遵義 申請人:中能東訊新能源科技(大連)有限公司, 迅泰有限公司