專利名稱：Cfb鍋爐sncr+scr混合法煙氣脫硝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍋爐脫硝裝置，尤其涉及一種CFB鍋爐脫硝裝置。
背景技術(shù)：
目前，火電廠煙氣脫硝裝置的主流技術(shù)為SCR(選擇性催化還原)技術(shù)，以及SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù)，其中SCR (選擇性催化還原)技術(shù)利用布置在鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間的反應(yīng)器將煙氣中NOx去除，反應(yīng)器中布置有脫硝催化劑，脫硝還原劑通過入口煙道布置的氨注射系統(tǒng)噴入煙道與煙氣中的NOx充分混合。對于常規(guī)電站鍋爐，省煤器出口煙氣溫度為SCR脫硝反應(yīng)需要的溫度窗口、且為高塵布置，脫硝效率適中、技術(shù)應(yīng)用成熟，但是，對于循環(huán)流化床(簡稱CFB)鍋爐，其主要特點為高塵、省煤器出口溫度低，對于部 分氮含量高且揮發(fā)份高的燃料，CFB鍋爐出口 NOx含量達到甚至超過400mg/Nm3 (6%02，干基)，現(xiàn)有的SCR (選擇性催化還原)技術(shù)已無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種適用于CFB鍋爐，能在高塵條件下滿足高脫硝效率要求的脫硝系統(tǒng)。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，包括設(shè)于煙氣上游的SNCR脫硝裝置以及設(shè)于煙氣下游的SCR脫硝裝置。上述方案中，首先采用簡單的SNCR脫硝工藝從源頭上降低NOx濃度，然后靈活的布置SCR脫硝系統(tǒng)進一步深入脫硝，兩者有機結(jié)合，優(yōu)勢結(jié)合缺陷互補，發(fā)揮1+1>>2的作用SNCR不需要對鍋爐進行較大改動，不增加鍋爐煙氣系統(tǒng)阻力，但脫硝效率相對較低、氨逃逸較高，增加了 SCR脫硝正好可提高脫硝效率并同時降低氨逃逸問題，同時，由于SNCR作用已經(jīng)從源頭上降低了 NOx的排放濃度，下游SCR所承擔(dān)的脫硝壓力大大減輕，也使SCR在設(shè)計上的難度和投資成本大大降低。本SNCR+SCR混合法脫硝系統(tǒng)可以以最低的投資成本及運行成本達到最優(yōu)的脫硝效率，能適用于CFB鍋爐高塵條件下高脫硝效率的要求。作為優(yōu)選方式，所述SNCR脫硝裝置包括設(shè)于CFB鍋爐旋風(fēng)分離器入口處、鍋爐出口及旋風(fēng)分離器上部至少一處位置的SNCR還原劑噴射裝置。作為優(yōu)選方式，所述SNCR還原劑噴射裝置僅設(shè)于CFB鍋爐旋風(fēng)分離器入口處。上述方案中，SNCR還原劑噴射裝置可行的布置方式可以靈活多變，由還原劑制備系統(tǒng)制備的還原劑，通過SNCR還原劑噴射裝置噴入，與CFB鍋爐爐膛出口的高溫?zé)煔庵械腘Ox在旋風(fēng)分離器位置強烈混合，煙氣中部分的NOx與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)生成無害、無污染的N2和水，從源頭上降低鍋爐NOx排放。作為優(yōu)選方式，所述SCR脫硝裝置包括設(shè)于一、二級省煤器之間、一級省煤器前或在爐后拉出布置的脫硝反應(yīng)器。作為優(yōu)選方式，所述脫硝反應(yīng)器設(shè)于一級省煤器下方。作為進一步優(yōu)選方式，所述SCR脫硝裝置還包括設(shè)于一級省煤器前或一、二級省煤器之間，所述脫硝反應(yīng)器之前的SCR還原劑噴射裝置。作為優(yōu)選方式，所述SCR還原劑噴射裝置設(shè)于一級省煤器下方，脫硝反應(yīng)器之前。上述方案中，SCR還原劑噴射裝置可行的布置方式可以靈活多變，通過增設(shè)的SCR還原劑噴射裝置，可以在需要時補充SCR脫硝需要的還原劑量。尾部SCR還原劑噴入，既利用上游SNCR逃逸氨，同時在尾部又新增加了 SCR噴氨裝置，既減少了在SNCR噴入過量還原劑對鍋爐造成的影響，又避免了 CFB鍋爐高灰對氨的吸附，提高了整個脫硝還原劑的利用率及最終的脫硝效率。 SCR脫硝反應(yīng)器，可行的布置方式也可以靈活多變，根據(jù)脫硝效率要求、催化劑布置層數(shù)和鍋爐方案整體確定最優(yōu)布置；脫硝反應(yīng)器布置在兩級省煤器之間時，既可以通過兩級省煤器受熱面調(diào)整達到脫硝反應(yīng)器始終處于最優(yōu)的反應(yīng)區(qū)間溫度，同時，一級省煤器既可以使得經(jīng)過其的氨氣和煙氣充分混合，還可以使通過其進入SCR反應(yīng)器的煙氣天然具有相當(dāng)優(yōu)越的流場均勻性能，保證CFB鍋爐在高塵條件下高脫硝效率要求。此外，一級省煤器前增加SCR還原劑噴射裝置，既解決SNCR脫硝反應(yīng)逃逸的氨量不足以用作SCR脫硝還原劑的問題，同時，配合布置在兩級省煤器之間的脫硝反應(yīng)器，由于從SCR還原劑噴射裝置到脫硝反應(yīng)器煙氣流程較短，灰份吸附氨量得到大大減少，大大提高了還原劑的利用率，降低運行成本，解決了 CFB鍋爐在高塵條件下高脫硝效率要求的難題；同時在該位置可靈活的采用目前最常用的液氨、氨水或尿素直接噴入，若采用氨水作為還原劑，無須對氨水進行氣化，若采用尿素作為還原劑，無須對尿素溶液進行熱解或水解，噴入的尿素溶液在高溫?zé)煔獾淖饔孟鲁浞址纸?氨水在該區(qū)域充分氣化)，并且經(jīng)過一級省煤器受熱面的“梳理”作用，使得氨氣和煙氣充分混合，一級省煤器即成為天然的混合裝置，不需要再增加氨/NOx混合器，降低布置難度的同時也大幅度降低投資、運行成本，提高了機組的經(jīng)濟性。工作過程為CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)主要有還原劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)、SNCR噴射裝置、SCR噴射裝置、SCR反應(yīng)器、脫硝催化劑等系統(tǒng)組成，常規(guī)電站鍋爐或工業(yè)鍋爐脫硝的反應(yīng)溫度窗口選擇和氨注射系統(tǒng)技術(shù)成熟。對于CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)首先是SNCR噴射裝置噴射位置及溫度窗口的選擇，其次是SCR部分的SCR噴射裝置、SCR反應(yīng)器及溫度窗口的選擇首先采用SNCR脫硝裝置，在CFB鍋爐煙氣上游的高溫區(qū)域噴入還原劑(還原劑可為尿素、氨水或氨氣)，在高溫條件下，還原劑直接與煙氣中NOx發(fā)生還原反應(yīng)，生成無害、無污染的N2和水，由于SNCR脫硝效率適中，并不能完全達到鍋爐出口的NOx排放要求，之后在煙氣下游布置SCR脫硝裝置，如脫硝反應(yīng)器布置在兩級省煤器之間，并通過兩級省煤器受熱面的調(diào)整達到最優(yōu)的反應(yīng)溫度窗口，根據(jù)鍋爐情況脫硝反應(yīng)器可布置在一級省煤器下方或采取拉出布置的方式，并在一級省煤器上方增加還原劑噴口，經(jīng)過受熱面梳理，煙氣中NOx與還原劑氨充分混合均勻，達到催化劑前NH3/N0X摩爾比均勻的要求。在脫硝反應(yīng)器中，經(jīng)過催化劑的作用進一步降低NOx排放，并同時降低氨逃逸濃度。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，NOx綜合脫除率可達到85%及以上，氨逃逸小于3ppm，可適用于CFB爐高塵嚴苛環(huán)境和高脫硝效率要求，尤其是在采用部分氮含量高且揮發(fā)份高的燃料時鍋爐出口高NOx含量的情況，具有較好的經(jīng)濟性和環(huán)保性能。同時靈活多變的溫度區(qū)間選擇、還原劑噴入選擇方案選擇可滿足任何類型CFB鍋爐脫硝的目的。


圖I是本發(fā)明 實施例I的系統(tǒng)流程示意 其中I為還原劑制備系統(tǒng)；2為SNCR還原劑噴射裝置；3為SCR還原劑噴射裝置；4為脫硝反應(yīng)器；5為旋風(fēng)分離器；6為一級省煤器；7為二級省煤器；8為空預(yù)器。
具體實施例方式下列非限制性實施例用于說明本發(fā)明。如圖I所示，由還原劑制備系統(tǒng)1，制備的還原劑，在CFB鍋爐旋風(fēng)分離器5入口處通過SNCR還原劑噴射裝置3噴入，與CFB鍋爐爐膛出口的高溫?zé)煔庵械腘Ox在旋風(fēng)分離器5位置強烈混合，煙氣中部分的NOx與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)生成無害、無污染的N2和水，可達到50%的脫硝效率。未完全反應(yīng)的NOx和逃逸的氨進入鍋爐尾部受熱面，再通過布置在一級省煤器7和二級省煤器8之間的脫硝反應(yīng)器4進一步發(fā)生催化還原反應(yīng)，煙氣中的NOx得到進一步降低，根據(jù)需要可達到50-70%的脫硝效率，同時也降低了逃逸的氨氣。綜合前SNCR脫硝效率和后SCR脫硝效率，綜合脫硝效率即可達到85%甚至以上的脫硝效率，同時由于后SCR催化劑的進一步作用也包保證氨逃逸可控制在3ppm以內(nèi)。在一級省煤器7前增加SCR還原劑噴射裝置3，既解決SNCR脫硝反應(yīng)逃逸的氨量不足以用作SCR脫硝還原劑的問題，同時，由于煙氣流程較短，灰份吸附氨量得到大大減少，大大提高了還原劑的利用率，降低運行成本，同時在該位置可直接噴入尿素溶液或氨水溶液，噴入的尿素溶液在高溫?zé)煔獾淖饔孟鲁浞址纸?氨水在該區(qū)域充分氣化)，并且經(jīng)過一級省煤器7受熱面的“梳理”作用，使得氨氣和煙氣充分混合，一級省煤器7即成為天然的混合裝置，不需要再增加氨/NOx混合器，降低布置難度的同時也大幅度降低投資、運行成本，提高了機組的經(jīng)濟性。此外，脫硝反應(yīng)器4催化劑層數(shù)根據(jù)實際需要布置一層或二層，同時根據(jù)空間情況，可布置在一級省煤器7下部，使之進入脫硝反應(yīng)器4的煙氣天然具有相當(dāng)優(yōu)越的流場均勻性能。SCR脫硝反應(yīng)器4可采用支撐結(jié)構(gòu)型式或吊的型式，使得空間布置更加緊湊。SCR脫硝反應(yīng)器4結(jié)構(gòu)可同時滿足蜂窩式或板式催化劑，并具有互換性。催化劑上方布置有專用的蒸汽吹灰器或聲波吹灰器，清除催化劑積灰、防止堵塞。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)于煙氣上游的SNCR脫硝裝置以及設(shè)于煙氣下游的SCR脫硝裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述SNCR脫硝裝置包括設(shè)于CFB鍋爐旋風(fēng)分離器入口處、鍋爐出口及旋風(fēng)分離器上部至少一處位置的SNCR還原劑噴射裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述SNCR還原劑噴射裝置僅設(shè)于CFB鍋爐旋風(fēng)分離器入口處。
4.如權(quán)利要求I所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述SCR脫硝裝置包括設(shè)于一、二級省煤器之間、一級省煤器前或在爐后拉出布置的脫硝反應(yīng)器。
5.如權(quán)利要求4所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述脫硝反應(yīng)器設(shè)于一級省煤器下方。
6.如權(quán)利要求4或5所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述SCR脫硝裝置還包括設(shè)于一級省煤器前或一、二級省煤器之間，所述脫硝反應(yīng)器之前的SCR還原劑噴射裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述SCR還原劑噴射裝置設(shè)于一級省煤器下方，脫硝反應(yīng)器之前。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，屬于鍋爐脫硝裝置，包括設(shè)于煙氣上游的SNCR脫硝裝置以及設(shè)于煙氣下游的SCR脫硝裝置。本發(fā)明的CFB鍋爐SNCR+SCR混合法煙氣脫硝系統(tǒng)，NOx綜合脫除率可達到85%及以上，氨逃逸小于3ppm，可適用于CFB爐高塵嚴苛環(huán)境和高脫硝效率要求，尤其是在采用部分氮含量高且揮發(fā)份高的燃料時鍋爐出口高NOx含量的情況，具有較好的經(jīng)濟性和環(huán)保性能。同時靈活多變的溫度區(qū)間選擇、還原劑噴入選擇方案選擇可滿足任何類型CFB鍋爐脫硝的目的。
文檔編號B01D53/56GK102716665SQ20121022861
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者葉茂, 崔有貴, 楊志忠 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司