本發(fā)明屬于廢氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種鍋爐煙氣的脫硝裝置和脫硝方法。

背景技術(shù)：

選擇性非催化還原(簡寫為sncr)脫除nox技術(shù)是把含有nhx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為800℃～1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成nh3和其它副產(chǎn)物，隨后nh3與煙氣中的nox進行sncr反應(yīng)而生成n2。

sncr脫硝的優(yōu)點包括系統(tǒng)簡單，不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統(tǒng)投資小，對鍋爐的正常運行影響較??；系統(tǒng)占地面積小等優(yōu)點。

sncr采用尿素作為還原劑還原nox的主要化學(xué)反應(yīng)為：

(nh2)2co→2nh2+co(1)

nh2+no→n2+h2o(2)

co+no→n2+co2(3)

反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生副反應(yīng)，副反應(yīng)主要的產(chǎn)物為n2o，n2o是一種溫室氣體，同時它對臭氧層也能起到破壞的作用。而nh3—sncr體系中，還原nox的反應(yīng)對于溫度條件和停留時間非常敏感，往往使化學(xué)反應(yīng)進行的程度較低反應(yīng)不夠徹底，從而造成nox的還原率較低，未參與反應(yīng)的nh3增加，過量的氨氣會溢出而形成硫酸銨，易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕危險。當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度窗口時，nh3的氧化反應(yīng)開始起主導(dǎo)作用：

4nh3+5o2→4no+6h2o(4)

sncr還原nox的過程是上述的還原nox反應(yīng)和生成no反應(yīng)相互競爭的過程，因此，脫硝系統(tǒng)的設(shè)置方式也成為了影響脫硝效率的關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對本領(lǐng)域存在的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種基于旋風(fēng)分離器的流化床鍋爐脫硝裝置。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種流化床鍋爐的脫硝方法。

實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：

一種基于旋風(fēng)分離器的流化床鍋爐脫硝裝置，所述流化床鍋爐的爐膛出口煙道連接有旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器的出口煙道上設(shè)置有氨槍，出口煙道的氨槍噴射口向下。

進一步地，所述流化床鍋爐為立式鍋爐，爐膛出口煙道連接并聯(lián)的2～4臺旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的出口煙道均通入鍋爐尾部煙道中，旋風(fēng)分離器的底部設(shè)置有返料器，所述返料器與鍋爐爐膛后墻底部連接。

其中，每臺旋風(fēng)分離器的出口煙道水平段的頂部均設(shè)置有一個氨槍。

本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一為，所述各旋風(fēng)分離器的入口煙道均上設(shè)置有氨槍，旋風(fēng)分離器的入口煙道為矩形截面，兩個相對的側(cè)面上安裝1或2個氨槍，頂面上安裝1個氨槍(一個旋風(fēng)分離器的入口煙道壁上有3～5支氨槍)，所述氨槍均連接有脫硝劑管路，脫硝劑管路上設(shè)置有流量計，在流量計與氨槍之間的管路上設(shè)置有三通，所述三通通過管路連接于旋風(fēng)分離器出口煙道上的氨槍，管路上設(shè)置有關(guān)斷閥。

更優(yōu)選地，對于月給煤量10～40萬噸的鍋爐，在煙道側(cè)壁上安裝并聯(lián)的3臺旋風(fēng)分離器。

其中，所述旋風(fēng)分離器的出口煙道的人孔門處設(shè)置所述氨槍，氨槍的噴射口距離出口煙道底部8m。

本發(fā)明還提出一種流化床鍋爐脫硝方法，以尿素溶液和/或氨水為脫硝劑，向旋風(fēng)分離器內(nèi)噴射，相對于月給煤量10～40萬噸的鍋爐，脫硝劑月用量為50～140噸。其中尿素配成10～30wt％的溶液，氨水配成10～30wt％的溶液即可。

本發(fā)明用尿素或氨水進行脫硝均可，但申請人單位所在地烏海當(dāng)?shù)夭簧a(chǎn)氨水，運輸氨水又受到公路運輸安全方面的限制，因此優(yōu)選用尿素脫硝。

其中，對于12000～23760萬kwh月發(fā)電量的鍋爐，從旋風(fēng)分離器的入口煙道頂面噴入脫硝劑；和/或從旋風(fēng)分離器的出口煙道頂部向下噴入脫硝劑。

根據(jù)鍋爐不同工況，投入脫硝劑的用量可調(diào)整，本發(fā)明一種優(yōu)選的參數(shù)為：對于12000～23760萬kwh月發(fā)電量的鍋爐，旋風(fēng)分離器的入口煙道壁上的3～15個氨槍噴入脫硝劑、并從3個位于旋風(fēng)分離器的出口煙道頂部的氨槍向下噴入脫硝劑。

本發(fā)明的有益效果在于：

①本發(fā)明提出的脫硝裝置，旋風(fēng)分離器出口煙道煙溫位于脫硝劑與nox反應(yīng)的最佳溫度之間，能夠更好的進行脫硝反應(yīng)，提高脫硝劑利用率。

②每路新增管道均安裝關(guān)斷閥，與原管道配合，在鍋爐不同工況下，可隨時切換不同部位氨槍的投運，尋求最佳反應(yīng)組合。

③管道分別接至3臺旋風(fēng)分離器出口水平煙道頂部人孔門處，氨槍自上向下布置，脫硝劑噴霧由頂部噴出，在重力和煙氣共同作用下噴散效果會更好；另外噴射點距離煙道底部高度達8米，落差大，脫硝劑有足夠反應(yīng)時間，因此脫硝反應(yīng)進行徹底。

④與鍋爐其它位置受熱面相比，此技術(shù)只需通過水鉆打穿煙道人孔門壁板和澆注料，套管焊接于人孔門插入氨槍即可，避免割除受熱面管子并安裝讓管、重新焊接銷釘敷設(shè)澆注料的巨大工作量。

⑤氨槍數(shù)量增加3支，在出現(xiàn)氨槍故障時，可隨時增投其余氨槍代替檢修氨槍，避免因脫硝劑瞬時短缺而造成nox環(huán)保數(shù)據(jù)超標。

附圖說明

圖1為鍋爐和旋風(fēng)分離器的設(shè)置示意圖。

圖2為旋風(fēng)分離器上氨槍設(shè)置位置的示意圖。

圖中，1為流化床鍋爐，101為再熱蒸汽出口，102為再熱器入口，103為一次風(fēng)通道，104為二次風(fēng)通道，105為鍋爐尾部煙道，2為旋風(fēng)分離器，201為出口煙道，202為入口煙道，203為旋風(fēng)分離器的底部返料器，301為出口煙道的頂部氨槍，302為入口煙道頂部氨槍，303為側(cè)面氨槍。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例中，如無特殊說明，所使用的方法均為本領(lǐng)域常規(guī)的方法。

實施例1：

如圖1，一種基于旋風(fēng)分離器的流化床鍋爐脫硝裝置，流化床鍋爐1的爐膛出口煙道連接有旋風(fēng)分離器2，所述旋風(fēng)分離器的出口煙道201上設(shè)置有氨槍，出口煙道的氨槍噴射口向下。

本流化床鍋爐1為立式鍋爐，鍋爐爐膛上部設(shè)置有再熱器，連接再熱器入口102和再熱蒸汽出口101；鍋爐側(cè)壁設(shè)置有一次風(fēng)通道103和為二次風(fēng)通道104。爐膛出口煙道連接并聯(lián)的3臺旋風(fēng)分離器2，3臺旋風(fēng)分離器的出口煙道均通入鍋爐尾部煙道105中，旋風(fēng)分離器2的底部返料器203與鍋爐爐膛后墻底部連接。每臺旋風(fēng)分離器的出口煙道水平段的頂部均設(shè)置有一個出口煙道的頂部氨槍301，共設(shè)置并排的三支氨槍(第一組氨槍)。

參見圖2，在旋風(fēng)分離器的入口煙道上設(shè)置有第二組5支/臺氨槍，三臺旋風(fēng)分離器的入口煙道的橫截面均為矩形截面，入口煙道兩個相對的側(cè)面上安裝上下2個側(cè)面氨槍303，頂面上安裝1個入口煙道頂部氨槍302，所述氨槍均連接有脫硝劑管路，脫硝劑管路上設(shè)置有流量計，在流量計與氨槍之間的管路上設(shè)置有三通，所述三通通過管路連接于旋風(fēng)分離器出口煙道上的氨槍，管路上設(shè)置有關(guān)斷閥。

本發(fā)明是在旋風(fēng)分離器的出口煙道的人孔門處設(shè)置所述氨槍，安裝時通過水鉆打穿煙道人孔門壁板和澆注料，套管焊接于人孔門、插入氨槍即可，避免割除受熱面管子并安裝讓管、重新焊接銷釘敷設(shè)澆注料的巨大工作量。氨槍的噴射口距離出口煙道底部8m。頂部布置1個。通過測量溫度可知，旋風(fēng)分離器的入口煙道處平均溫度約為837℃，而出口煙道平均溫度約為865.3℃，在未達到最佳溫度的情況下，越是接近950℃反應(yīng)越徹底。出口煙道增加3支氨槍，在投運過程中相應(yīng)減少入口煙道氨槍的投用量，逐步形成反應(yīng)最佳。

本脫硝裝置在去年七月完成，以尿素溶液(濃度20％)進行脫硝，旋風(fēng)分離器的入口煙道頂面的1個氨槍噴入脫硝劑、并從3個位于旋風(fēng)分離器的出口煙道頂部的氨槍向下噴入脫硝劑。

當(dāng)月給煤量303755.59噸，脫硝劑用量為138噸。

對比例：

在沒有安裝旋風(fēng)分離器出口煙道上的氨槍時，本流化床鍋爐在煙道后壁上安裝并聯(lián)的3臺旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的出口煙道均通入鍋爐排煙煙道中，旋風(fēng)分離器的底部排灰口與鍋爐燃料進口連接。三臺旋風(fēng)分離器的入口煙道上共設(shè)置有15支氨槍，旋風(fēng)分離器的入口煙道為矩形截面，兩個相對的側(cè)面上安裝2個氨槍，頂面上安裝1個氨槍。

以去年六月運行數(shù)據(jù)為例，以尿素(質(zhì)量濃度20％)進行脫硝，旋風(fēng)分離器的入口煙道5個氨槍噴入脫硝劑，當(dāng)月給煤量263055.72噸，脫硝劑用量為147噸。

六月和七月的數(shù)據(jù)比較見表1。

表1：脫硝劑用量和費用對比

通過測算每月可節(jié)約脫硝劑費用約為：

0.5×40000kwh×1.2＝2.4萬元/月

尿素價格平均為1.2元/kg。以月發(fā)電量平均40000kwh計算，改造后發(fā)電每萬kwh節(jié)約脫硝劑用量約0.5kg。

實施例2：

一種基于旋風(fēng)分離器的流化床鍋爐脫硝裝置，在流化床鍋爐1的爐膛煙道上連接三臺旋風(fēng)分離器2。本流化床鍋爐1為立式鍋爐，鍋爐爐膛上部設(shè)置有再熱器，連接再熱器入口102和再熱蒸汽出口101；鍋爐側(cè)壁設(shè)置有一次風(fēng)通道103和為二次風(fēng)通道104。在煙道后壁上安裝并聯(lián)的3臺旋風(fēng)分離器2，3臺旋風(fēng)分離器的出口煙道均通入鍋爐尾部煙道105中。

在改造之前，在旋風(fēng)分離器的入口煙道上設(shè)置有第二組5支/臺氨槍，三個旋風(fēng)分離器的入口煙道的橫截面均為矩形截面，入口煙道兩個相對的側(cè)面上安裝上下2個側(cè)面氨槍303，頂面上安裝1個入口煙道頂部氨槍302，技改時，將入口煙道兩個相對的側(cè)面上的2個側(cè)面氨槍各拔下一支，而在旋風(fēng)分離器出口煙道上安裝3支氨槍(每個旋風(fēng)分離器出口煙道一支)，氨槍的噴射口距離出口煙道底部8m。

所述氨槍均連接有脫硝劑管路，脫硝劑管路上設(shè)置有流量計，在流量計與氨槍之間的管路上設(shè)置有三通，所述三通通過管路連接于旋風(fēng)分離器出口煙道上的氨槍，管路上設(shè)置有關(guān)斷閥。旋風(fēng)分離器2的底部返料器203與鍋爐燃料進口連接。每臺旋風(fēng)分離器的出口煙道水平段的頂部均設(shè)置有一個出口煙道的頂部氨槍301，共設(shè)置并排的三支氨槍(第一組氨槍)。

本技術(shù)改造在旋風(fēng)分離器的出口煙道的人孔門處設(shè)置所述氨槍，減少旋風(fēng)分離器入口煙道側(cè)壁的氨槍，對于12000～23760萬kwh月發(fā)電量的鍋爐，旋風(fēng)分離器的入口煙道的3～9個氨槍噴入脫硝劑、并從3個位于旋風(fēng)分離器的出口煙道頂部的氨槍向下噴入脫硝劑，也可滿足脫硫需要。

以上的實施例僅僅是對發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。