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一種降低煙氣中NOx含量的鍋爐燃燒工藝及鍋爐裝置的制造方法

文檔序號:9544139閱讀:695來源:國知局
一種降低煙氣中NOx含量的鍋爐燃燒工藝及鍋爐裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種降低煙氣中N0X含量的鍋爐燃燒工藝及鍋爐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料燃燒排放的污染物是大氣污染物的主要部分,其中燃燒產(chǎn)生的NOx是引起酸雨的主要成分之一,其所引發(fā)的環(huán)境問題已不容樂觀,而燃煤過程是NOx的主要來源之一。我國是煤炭大國,煤炭在一次能源消費(fèi)中占有很大的比例,并且在最近的幾十年這種能源結(jié)構(gòu)可能不會發(fā)生改變。經(jīng)濟(jì)的快速增長是以能源的巨大消耗為代價,我國的NOx總排放量從2000年的12.lX106t到2005年的19.lX106t,年增長率為10%,因此降低NOx的排放已經(jīng)是刻不容緩?!笆濉币?guī)劃也是把降低氮氧化物的排放作為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重中之重。
[0003]對常規(guī)燃煤鍋爐而言,NOx主要通過燃料型生成途徑而產(chǎn)生。NOx的生成及破壞與以下因素有關(guān):(1)煤的燃燒方式、燃燒工況,其生產(chǎn)量依賴于燃燒溫度水平;(2)煤種特性,;(3)爐膛內(nèi)反應(yīng)區(qū)煙氣的氣氛,即煙氣內(nèi)氧氣,氮?dú)?,N0和CnHn的含量;(4)燃料及燃燒產(chǎn)物在火焰高溫區(qū)和爐膛內(nèi)的停留時間。降低NOx排放措施分為一級脫氮技術(shù)和二級脫氮技術(shù)。一級脫氮技術(shù)主要是采用NOx低燃燒器以及通過燃燒優(yōu)化調(diào)整,有效控制NOx的產(chǎn)生,從源頭減少NOx生成量;二級脫氮技術(shù)則是盡可能減少已生成NOx的排放。若能將這兩種技術(shù)相結(jié)合,則能進(jìn)一步降低煙氣中的NOx含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種降低煙氣中N0X含量的鍋爐燃燒工藝及鍋爐裝置,可有效控制NOx的產(chǎn)生,且能進(jìn)一步減少已生成NOx的排放。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種降低煙氣中N0X含量的鍋爐燃燒工藝,包括以下步驟:
[0007]步驟1:從鍋爐爐膛底部鼓入一次風(fēng),一次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成;
[0008]步驟2:在鍋爐爐壁二次風(fēng)入口的上部,布置有生物質(zhì)氣化氣噴口 ;在鍋爐的主燃燒區(qū),二次風(fēng)與煤粉混合后進(jìn)行高溫燃燒,高溫燃燒的煤粉與生物質(zhì)氣化氣入口噴入的生物質(zhì)氣化氣進(jìn)一步混合,使生物質(zhì)氣化氣與主燃燒區(qū)中已形成的N20發(fā)生反應(yīng),其中:生物質(zhì)氣化氣的流速為55?65m/s,溫度為800?900 °C,且形成快速旋流;在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下,煤粉受進(jìn)一步?jīng)_擊去除其表面的灰分,從而與二次風(fēng)混合實(shí)現(xiàn)再燃燒;
[0009]步驟3:鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣從鍋爐爐膛頂部進(jìn)入旋風(fēng)分離器,經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離,分離的氣體從旋風(fēng)分離器頂部排出,出口處設(shè)有噴槍,噴槍噴入還原劑將煙氣中的N0X還原為N2。
[0010]進(jìn)一步的,所述生物質(zhì)氣化氣的成分包括CnHn、H2和C0,其中,014占生物質(zhì)氣化氣50%以上。
[0011]進(jìn)一步的,所述步驟1中,空氣與煙氣混合,混合氣的含氧濃度為16?20%。
[0012]進(jìn)一步的,所述生物質(zhì)氣化氣的旋流強(qiáng)度大于二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度。
[0013]—種降低煙氣中ΝΟχ#量的鍋爐裝置,鍋爐爐膛底部設(shè)置有一次風(fēng)噴口,鍋爐爐壁上設(shè)置有二次風(fēng)入口,在鍋爐爐壁二次風(fēng)入口的上部,設(shè)置有兩圈生物質(zhì)氣化氣噴口組,每圈生物質(zhì)氣化氣噴口組均包括等距設(shè)置的若干個生物質(zhì)氣化氣噴口;
[0014]在一次風(fēng)入口處,連接有煙氣回用管道;
[0015]在旋風(fēng)分離器的出口處,設(shè)置有還原劑噴槍。
[0016]進(jìn)一步的,上圈生物質(zhì)氣化氣噴口與爐壁所形成的噴射角度為75?85°,下圈生物質(zhì)氣化氣噴口與爐壁所形成的噴射角度為65?75°。
[0017]進(jìn)一步的,所述鍋爐爐壁的內(nèi)側(cè),設(shè)有與氣化氣噴口一一對應(yīng)排列的旋流板,旋流板與爐壁所形成的角度與對應(yīng)的生物質(zhì)氣化氣噴口相同。
[0018]進(jìn)一步的,所述還原劑噴槍設(shè)有4?6個,環(huán)形排布在旋風(fēng)分離器的氣體出口管處。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](1)利用煙囪煙氣循環(huán)再燃燒,能充分利用煙氣的熱能,提高鍋爐的燃燒效率,達(dá)到節(jié)能的目的;
[0021](2)利用農(nóng)林廢棄物制備的生物質(zhì)氣化氣,灰分含量低,為鍋爐提供了理想的再燃原料,生物質(zhì)氣化氣的加入,將已生成的NOx還原為N2,另外,還可使未燃燒的煤粉在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下,增大了與氧氣接觸的幾率,從而在缺氧氛圍中進(jìn)行再燃燒,有效抑制了燃料中析出的N轉(zhuǎn)化為N0X;
[0022](3)在旋風(fēng)分離器的氣體出口管處設(shè)置有噴槍噴入還原劑,進(jìn)一步減少已生成NOx的排放。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖中,鍋爐1,生物質(zhì)氣化氣噴口 2,二次風(fēng)入口 3,空氣進(jìn)入管道4,煙氣回用管道5,一次風(fēng)噴口 6,旋風(fēng)分離器7,噴槍8,旋流板9。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實(shí)施例:
[0026]實(shí)施例1
[0027]—種降低煙氣中N0X含量的鍋爐燃燒工藝,包括以下步驟:
[0028]步驟1:從鍋爐1爐膛底部鼓入一次風(fēng),一次風(fēng)由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣及煙囪回用的煙氣組成;
[0029]步驟2:在鍋爐1爐壁二次風(fēng)入口 3的上部,布置有生物質(zhì)氣化氣噴口 2 ;在鍋爐1的主燃燒區(qū),二次風(fēng)與煤粉混合后進(jìn)行高溫燃燒,高溫燃燒的煤粉與生物質(zhì)氣化氣入口 2噴入的生物質(zhì)氣化氣進(jìn)一步混合,使生物質(zhì)氣化氣與主燃燒區(qū)中已形成的N20發(fā)生反應(yīng),其中:生物質(zhì)氣化氣的流速為55?60m/s,溫度為800?850°C,且形成快速旋流;在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下,煤粉受進(jìn)一步?jīng)_擊去除其表面的灰分,從而與二次風(fēng)混合實(shí)現(xiàn)再燃燒;如此一來,生物質(zhì)氣化氣的加入,一方面將已生成的NOx還原為N2,另外一方面,還可使未燃燒的煤粉在生物質(zhì)氣化氣的旋流作用下,增大了與氧氣接觸的幾率,從而在缺氧氛圍中進(jìn)行再燃燒,有效抑制了燃料中析出的N轉(zhuǎn)化為N0X;
[0030]步驟3:鍋爐1燃燒產(chǎn)生的煙氣從鍋爐爐膛頂部進(jìn)入旋風(fēng)分離器7,經(jīng)旋風(fēng)分離器7進(jìn)行氣固分離,分離的氣體從旋風(fēng)分離器7頂部排出,出口處設(shè)有噴槍8,噴槍8噴入還原劑將煙氣中的N0X還原為N2;還原劑可以采用氨水或尿素。
[0031]如圖1所示,一種使用上述工藝的鍋爐裝置,在鍋爐爐膛底部設(shè)置有一次風(fēng)噴口,鍋爐爐壁上設(shè)置有二次風(fēng)入口,在鍋爐1爐壁二次風(fēng)入口 3的上部,設(shè)置有兩圈生物質(zhì)氣化氣噴口組,每圈生物質(zhì)氣化氣噴口組均包括等距設(shè)置的若干個生物質(zhì)氣化氣噴口 2 ;在一次風(fēng)入口 6處,連接有煙氣回用管道5和空氣進(jìn)入管道4 ;在旋風(fēng)分離器7的出口處,設(shè)
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