專利名稱：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。
技術(shù)背景 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。在70和80年代出現(xiàn)ー種新方法，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，井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I.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。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夫。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。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ー種粘性物質(zhì)會堵塞催化物質(zhì)氣隙并且阻塞煙氣流通。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，它是針對SNCR系統(tǒng)的ー項重大改進，通過ー些脫硝劑噴嘴的獨特位置及V型脫硝反應(yīng)器內(nèi)強勁渦流，使脫硝反應(yīng)效果得到顯著改善，増加煙氣中NOx與脫硝劑的混合和接觸，以達到高效脫硝效果。本實用新型的技術(shù)方案是一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，置于煤粉鍋爐的爐膛出口和豎井煙道管束換熱器之間的空間中，所述脫硝裝置采用ー個V型脫硝反應(yīng)器，被置于第二過熱器后面，并且其內(nèi)部有一方形隔倉，隔倉直角處設(shè)置弧形導(dǎo)板或隔成六角形使其順暢過渡，該V型脫硝反應(yīng)器與煤粉鍋爐的鍋爐排煙道成切向連接，下部連接豎井畑道管束換熱器；在所述鍋爐排煙道與V型脫硝反應(yīng)器入口位置的側(cè)面設(shè)有第一脫硝劑噴嘴，在所述V型脫硝反應(yīng)器的隔倉內(nèi)部形成的環(huán)形腔頂部設(shè)有第二脫硝劑噴嘴。所述的V型脫硝反應(yīng)器，其內(nèi)部隔倉直角處設(shè)置弧形導(dǎo)板或隔成六角形使其順暢過渡，在隔倉內(nèi)的煙氣形成兩個相反方向的渦流。在所述鍋爐排煙道側(cè)面與V型脫硝反應(yīng)器入口位置至少設(shè)置一個向鍋爐排煙道內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴。在所述V型脫硝反應(yīng)器的隔倉內(nèi)部形成的環(huán)形腔頂部至少設(shè)置ー個向V型脫硝反應(yīng)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，從鍋爐燃燒室出來的煙氣溫度在800-1100°C之間，煙氣經(jīng)鍋爐排煙道和第二過熱器沿切線方向分別進入V型脫硝反應(yīng)器的方形隔倉內(nèi)，在隔倉內(nèi)形成兩個相反方向的渦流，隔倉內(nèi)的煙氣處于強烈渦流和混合狀態(tài)。脫硝劑(如氨或尿素溶液等)從鍋爐排煙道與V型脫硝反應(yīng)器入口處的側(cè)面、V型脫硝反應(yīng)器的頂部或者同時從這兩個位置安裝噴嘴注入。脫硝劑進入煙氣后會隨反應(yīng)器內(nèi)的旋流迅速擴散，并在旋流區(qū)內(nèi)形成氣霧柱保護膜。該氣霧柱保護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)向下游流動，通過管束換熱器。當(dāng)煙溫在800-1100°C的適宜范圍之內(nèi)時，煙氣中的氨氣化合物會快速與氮氧化物反應(yīng)，促使NOx還原成氮氣，從而提高脫硝效率，降低氮氧化物的排放。本實用新型的有益效果是這種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置在鍋爐排煙道與V型脫硝反應(yīng)器入口處的側(cè)面和V型脫硝反應(yīng)器的頂部安裝噴嘴注入脫硝劑，通過煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的強烈渦流和混合作用，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。并且無需對鍋爐煙道進行深入改造，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。

圖I是ー種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V型脫硝反應(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，5、V型脫硝反應(yīng)器，5a、隔倉，6、第二脫硝劑，7、第一脫硝劑，8、豎井煙道，9、再熱器，10、第一過熱器，11、經(jīng)濟器，12、脫硝劑管道，13、脫硝劑供給泵。
具體實施方式
圖1、2示出了一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置工作原理圖。圖中，脫硝裝置采用ー個V型脫硝反應(yīng)器5，該V型脫硝反應(yīng)器5與煤粉鍋爐I的鍋爐排煙道4成切向連接，下部與煤粉鍋爐I的豎井煙道8連接。該V型脫硝反應(yīng)器5設(shè)置在第二過熱器3后面。在鍋爐排煙道4與V型脫硝反應(yīng)器5入ロ的處的側(cè)面設(shè)置4個向鍋爐排煙道4內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴7。在V型脫硝反應(yīng)器5的隔倉5a頂部設(shè)置4個向V型脫硝反應(yīng)器5內(nèi)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I工作時，鍋爐煙氣2進入鍋爐排煙道4后，再以切向進入V型脫硝反應(yīng)器5，形成一股很強的煙氣旋流2a。在4個第一脫硝劑噴嘴7向鍋爐排煙道4側(cè)面噴入脫硝齊U，或在4個第二脫硝劑噴嘴6向V型脫硝反應(yīng)器5內(nèi)噴入脫硝劑，或在上述ニ處同時噴入脫硝劑，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?、蒸發(fā)、擴散，并在強烈的旋流作用下，脫硝劑在V型脫硝反應(yīng)器5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1.一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，置于煤粉鍋爐(I)的爐膛出口和豎井煙道(8)管束換熱器之間的空間中，其特征是所述脫硝裝置采用一個V型脫硝反應(yīng)器(5)，被置于第二過熱器(3)后，并且內(nèi)部有一方形隔倉(5a)，隔倉(5a)直角處設(shè)置弧形導(dǎo)板或隔成六角形使其順暢過渡，該V型脫硝反應(yīng)器(5)與煤粉鍋爐(I)的鍋爐排煙道(4)成切向連接，下部連接豎井煙道(8)管束換熱器，在所述鍋爐排煙道(4)兩側(cè)設(shè)有第一脫硝劑噴嘴(7)，在所述V型脫硝反應(yīng)器(5)上設(shè)有第二脫硝劑噴嘴(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是所述的V型脫硝反應(yīng)器(5)內(nèi)部有一方形隔倉(5a)，隔倉直角處設(shè)置弧形導(dǎo)板或隔成六角形使其順暢過渡，隔倉內(nèi)的煙氣形成兩個相反方向的渦流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述鍋爐排煙道(4)與V型脫硝反應(yīng)器(5)入口處的側(cè)面至少設(shè)置一個向鍋爐排煙道(4)內(nèi)噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述V型脫硝反應(yīng)器(5)的隔倉(5a)內(nèi)部形成的環(huán)形腔頂部至少設(shè)置一個向V型脫硝反應(yīng)器(5)內(nèi)噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種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。
專利摘要一種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。這種煤粉鍋爐的高效脫硝裝置主要利用V型脫硝反應(yīng)器，將V型脫硝反應(yīng)器置于煤粉鍋爐的爐膛出口和豎井煙道管束換熱器之間的空間中，反應(yīng)器內(nèi)有隔倉。來自爐膛的煙氣沿切線方向分別進入隔倉，在隔倉內(nèi)的煙氣形成兩個相反方向的渦流。脫硝劑同時或單獨從隔倉的煙氣入口和漩渦頂部噴入。在隔倉的渦流區(qū)內(nèi)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。并且無需對鍋爐煙道進行深入改造，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，脫硝效率高。
文檔編號B01D53/56GK202387364SQ20112052511
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15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