專利名稱：一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煤粉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；幻脫硝反應(yīng)區(qū)域的煙氣溫度分布不均勻；幻脫硝區(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(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)器的效率和性能對多種過程因素很敏感，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(yùn)行5000個(gè)小時(shí)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。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，即一種粘性物質(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
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，它是針對無催化的脫硝系統(tǒng)的一項(xiàng)重大改進(jìn)，通過一些脫硝劑噴嘴的獨(dú)特位置及旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的強(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)方案是一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，它主要包括一個(gè)煤粉鍋爐、鍋爐排煙道和豎井煙道。在鍋爐排煙道和豎井煙道的連接處設(shè)有旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，鍋爐排煙道與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的入口連接，豎井煙道與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的出口連接，所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的煙氣入口處設(shè)有一個(gè)V型煙氣分流器，在V型煙氣分流器與鍋爐排煙道的兩側(cè)之間各設(shè)有一個(gè)與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器成切向連接的進(jìn)煙口，在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)的直角處設(shè)置弧形板圓滑過渡；在所述進(jìn)煙口處至少設(shè)置一個(gè)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴，在所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器上至少設(shè)置一個(gè)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴，一個(gè)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。在所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的中間設(shè)置一個(gè)中間隔板。所述第一脫硝劑噴嘴與第二脫硝劑噴嘴分別或同時(shí)向旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)噴射脫硝劑。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，從鍋爐燃燒室出來的煙氣溫度在800-1100°C之間，煙氣從爐膛經(jīng)鍋爐煙道和過熱器沿V型板切線方向分別進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)。煙氣在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器兩個(gè)隔艙內(nèi)的形成相同或相反方向的渦流，隔艙內(nèi)的煙氣處于強(qiáng)烈渦流和混合狀態(tài)。脫硝劑(如氨或尿素溶液等)從鍋爐排煙道與V型煙氣分流器入口處的側(cè)面噴嘴與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的頂部噴嘴分別或者同時(shí)從這兩個(gè)位置注入。脫硝劑進(jìn)入煙氣后會隨反應(yīng)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，煙氣離開反應(yīng)器后繼續(xù)向下游混合/流動(dòng)。當(dāng)煙溫在反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到800-1100°C的適宜范圍時(shí)，煙氣中的氨氣化合物會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用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置在鍋爐排煙道和豎井煙道的連接處設(shè)有旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，在煙氣入口處設(shè)有V型煙氣分流器，鍋爐排煙道與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器之間設(shè)有成切向連接的進(jìn)煙口，在進(jìn)煙口處設(shè)置第一脫硝劑噴嘴，在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器頂上設(shè)置第二脫硝劑噴嘴，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。脫硝劑同時(shí)或單獨(dú)從旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的煙氣入口和頂部噴入。在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的渦流區(qū)內(nèi)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。并且無需對鍋爐煙道進(jìn)行深入改造，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。


圖1是一種用于煤粉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)脫硝反應(yīng)器切向連接示意圖。圖中1、煤粉鍋爐，2、鍋爐煙氣，2a、煙氣旋流，3、第二過熱器，4、鍋爐排煙道，4a、 進(jìn)煙口，5、V型煙氣分流器，5a、旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，5b、中間隔板，6、第二脫硝劑噴嘴，7、第一脫硝劑噴嘴，8、豎井煙道，9、再熱器，10、第一過熱器，11、經(jīng)濟(jì)器，12、脫硝劑管道，13、脫硝劑供給泵。
具體實(shí)施例方式圖1、2示出了一種用于煤粉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)脫硝反應(yīng)器5a，該旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器fe與煤粉鍋爐1的鍋爐排煙道4成切向連接，下部與煤粉鍋爐1的豎井煙道8連接。該旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器fe —般設(shè)置在第二過熱器3和再熱器9之間。在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器fe的入口處，進(jìn)煙口如的側(cè)面設(shè)置4個(gè)向進(jìn)煙口內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴7。在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器fe頂部設(shè)置4個(gè)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴6。脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。第一脫硝劑噴嘴7和第二脫硝劑噴嘴6通過脫硝劑管道12與脫硝劑供給泵13連接。在煤粉鍋爐1工作時(shí)，鍋爐煙氣2進(jìn)入鍋爐排煙道4后，再以切向進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器 5a，形成一股很強(qiáng)的煙氣旋流加。在4個(gè)第一脫硝劑噴嘴7向進(jìn)煙口如側(cè)面噴入脫硝劑時(shí)，或在4個(gè)第二脫硝劑噴嘴6向旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器fe內(nèi)噴入脫硝劑時(shí)，或在上述二處同時(shí)噴入脫硝劑時(shí)，脫硝劑在高溫?zé)煔庵惺芗訜嵴舭l(fā)，并在旋流作用下，迅速與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)脫硝反應(yīng)器fe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?dú)猓瑥亩岣呙撓跣省?br> 權(quán)利要求
1.一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，它主要包括一個(gè)煤粉鍋爐(1)、鍋爐排煙道(4) 和豎井煙道(8)；其特征是在鍋爐排煙道(4)和豎井煙道(8)的連接處設(shè)有旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器( )，鍋爐排煙道(4)與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)的入口連接，豎井煙道(8)與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)的出口連接，所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)的煙氣入口處設(shè)有一個(gè)V型煙氣分流器 (5)，在V型煙氣分流器( 與鍋爐排煙道的兩側(cè)之間各設(shè)有一個(gè)與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器 (5a)成切向連接的進(jìn)煙口( )，在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)內(nèi)的直角處設(shè)置弧形板圓滑過渡； 在所述進(jìn)煙口 Ga)處至少設(shè)置一個(gè)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴(7)，在所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)上至少設(shè)置一個(gè)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(6)，一個(gè)脫硝劑供給泵(1 經(jīng)脫硝劑管道(1 與第一脫硝劑噴嘴(7)和第二脫硝劑噴嘴(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)的中間設(shè)置一個(gè)中間隔板(5b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是所述第一脫硝劑噴嘴(7)與第二脫硝劑噴嘴(6)分別或同時(shí)向旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器(5a)內(nèi)噴射脫硝劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤粉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
一種用于煤粉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。該高效脫硝裝置在鍋爐排煙道和豎井煙道的連接處設(shè)有旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器，在煙氣入口處設(shè)有V型煙氣分流器，鍋爐排煙道與旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器之間設(shè)有成切向連接的進(jìn)煙口，在進(jìn)煙口處設(shè)置第一脫硝劑噴嘴，在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器頂上設(shè)置第二脫硝劑噴嘴，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。脫硝劑同時(shí)或單獨(dú)從旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的煙氣入口和頂部噴入。在旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的渦流區(qū)內(nèi)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。并且無需對鍋爐煙道進(jìn)行深入改造，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。
文檔編號B01D53/79GK102553420SQ20111041381
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13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