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一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):4510589閱讀:207來(lái)源:國(guó)知局
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(shí)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(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方法已不能滿足如今對(duì)燃煤鍋爐氮氧化物排放量的嚴(yán)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(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[0004]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。[0005]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)。[0006]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。[0007]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[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,本實(shí)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(duì)煤粉鍋爐外置脫硝裝置而設(shè)計(jì)的,煙氣從鍋爐出來(lái)后分成兩路,經(jīng)兩種不同 的布置方式進(jìn)入外置脫硝裝置,形成兩股相反或同向渦流形式;同時(shí)通過(guò)一些脫硝劑噴嘴 的獨(dú)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(dá)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(dú)特位置,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。從而使煤粉鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉,脫硝效率高。[0009]本實(shí)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(gè) 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(gè)旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器,鍋爐排煙道通過(guò)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(guò)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(gè)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(gè)與旋風(fēng)形成區(qū)成切向連接的進(jìn)煙口,在旋風(fēng)形成區(qū)內(nèi)設(shè)有圓滑過(guò) 渡弧形板和中間隔板;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)形成區(qū)的頂部至少設(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。[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(jìn)口, 另一個(gè)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(jìn)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(jìn)口, 另一個(gè)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(jìn)口。[0012]所述煙氣進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器的溫度要高于820 V[0013]所述煙氣進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器后會(huì)形成兩道反向或同向渦流,并在反應(yīng)器出口處 有強(qiáng)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(shí)噴射。[0016]采用上述的技術(shù)方案,煙氣從鍋爐出來(lái)后分成兩路,經(jīng)兩種不同的布置方式進(jìn)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(jìn)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(jìn)口進(jìn)入,在其對(duì)角線位置,另一股煙 氣從第二煙氣切向進(jìn)口進(jìn)入。煙氣進(jìn)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(jìn)口和第三煙氣切向進(jìn)口的位置進(jìn)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。混合后從反應(yīng)器中間出口處一起流出反應(yīng)器。因從鍋爐燃燒室出來(lái)的煙氣溫度 在800-110(TC之間,煙氣從爐膛經(jīng)鍋爐煙道和過(guò)熱器沿外接煙道進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器,并 沿V型板切線方向分別進(jìn)入旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器內(nèi)部。進(jìn)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(dá)到高效脫硝效果。這種煙氣布置方式強(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。從而使煤粉 鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)煤粉鍋爐外 置脫硝裝置而設(shè)計(jì)的,從鍋爐出來(lái)的煙氣分成兩路,經(jīng)兩種不同的布置方式進(jìn)入外置脫硝 裝置,形成兩股相反或同向渦流形式;同時(shí)通過(guò)一些脫硝劑噴嘴的獨(dú)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(dá)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(dú)特位置,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。從而使煤粉 鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)熱器,4、鍋爐排煙道, 4a、進(jìn)煙口,5、外接煙道,5a、第一煙氣切向進(jìn)口,5b、第二煙氣切向進(jìn)口,5c、第三煙氣切向 進(jìn)口,6、旋風(fēng)脫硝反應(yīng)器,6a、圓滑過(guò)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(guò)熱器,15、經(jīng)濟(jì)器,16、脫硝劑管道,17、脫硝劑供給泵。
具體實(shí)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(gè)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(gè)圓滑過(guò)渡弧形板6a和一個(gè)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(guò)外接煙道5相連接,豎井煙道12通過(guò)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(jìn)煙口 4a的側(cè)面設(shè)置多個(gè)向進(jìn)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(gè)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(guò)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(shí),煙氣從鍋爐出來(lái)后分成兩路,經(jīng)兩種不同的布置方式進(jìn)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(jìn)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(jìn)口 5a進(jìn)入,在其對(duì)角線位置,另一股煙氣從 第二煙氣切向進(jìn)口 5b進(jìn)入。煙氣進(jìn)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(jìn)煙口 4a側(cè)面噴入脫硝劑時(shí),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(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)。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(jìn)口 5a和第三煙氣 切向進(jìn)口 5c的位置進(jìn)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(jìn)煙口 4a側(cè)面噴入脫硝劑時(shí),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(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)。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(dú)特位置,使脫硝劑在 800-1100°C高溫?zé)煔庵斜患訜?、蒸發(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1.一種煤粉鍋爐外置式脫硝裝置結(jié)構(gòu),它主要包括一個(gè)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(guò)二個(gè)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(guò)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(gè)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(gè)與旋風(fēng)形成區(qū)(2a)成切向連接的進(jìn)煙口(4a),在旋風(fēng)形成區(qū)(2a)內(nèi)設(shè)有圓滑過(guò)渡弧形板(6a)和中間隔板^b);在所述進(jìn)煙口(4a)處至少設(shè)置一個(gè)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(gè)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(9),一個(gè)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(jìn)口(5a),另一個(gè)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(jìn)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(jìn)口(5a),另一個(gè)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(jìn)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(shí)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(guò)外接煙道,使煙氣從鍋爐出來(lái)后分成兩路,經(jīng)兩種不同的布置方式進(jìn)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(jìn)煙口側(cè)面噴入脫硝劑時(shí),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(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)。該脫硝裝置強(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。從而使煤粉鍋爐的脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉,脫硝效率高。
文檔編號(hào)F23J15/04GK202860397SQ20122045436
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
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