[发明专利]一种循环流化床锅炉的高效脱硝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床锅炉的高效脱硝装置，属于燃煤锅炉高效脱硝 技术领域。

背景技术

在一般无催化的脱硝方案中，利用通过在800-1100℃烟气处理工艺中加入 脱硝剂如液氨、氨气或尿素溶液来降低氮氧化物(NO_X)的排放量，该方法一定 程度上可将氮氧化物(NO_X)还原成N₂，但其脱硝效率难以超过50％，尤其对 于大型锅炉。主要原因是脱硝效率受以下因素影响：1)氮氧化物和脱硝剂在燃 烧室得不到充分的混合；2)脱硝反应区域的烟气温度分布不均匀；3)脱硝区 域的氮氧化物和脱硝剂浓度之比不匹配。因此，很多传统的SNCR方法已不能 满足如今对燃煤锅炉氮氧化物排放量的严格要求。

在70和80年代出现一种新方法，即在300-400℃左右低温区域，利用催化 物质促进以氨脱除氮氧化物的反应。目前许多燃煤电厂在锅炉烟道后部的省煤 器和空气预热器之间设置选择性催化反应器(SCR)，该处烟温降至300-400℃ 之间。这种脱硝剂，大都为无水氨、液氨或尿素，在省煤器出口处喷入烟气中， 并随即进入选择性催化反应器(SCR)中。但是，选择性催化反应器的效率和性 能对多种过程因素很敏感，而且有许多缺点，总结如下：

1.催化物质寿命过短。催化物质寿命长短取决于烟气中的飞灰浓度及其被污 染物堵塞程度。煤燃烧产生大量飞灰会导致加快堵塞催化层，并在运行5000个 小时后会大幅降低催化物质活性。每两年更换一次催化层是经常有的事。

2.高投资和高运行成本。SCR系统建设和运行费用昂贵。主要昂贵运行成本 之一是与常更换催化物的材料有关。

3.良好的催化床设计是非常关键的因素，好的设计可减缓烟气中飞灰在催化 物的堆积及其孔隙的堵塞所引起的活性降低。

4.良好的SCR设计是很重要，尤其对因素如烟温，含尘量，氮氧化物和脱 硝剂在烟气中的浓度比值。在进入SCR催化器之前这些因素必须均匀分布。欠 佳的SCR设计将使脱硝效率降低，缩短催化物质的寿命和形成大量硫酸氨的潜 在可能——一种粘性物质会堵塞催化物质气隙并且阻塞烟气流通。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种循环流化床锅炉的高效 脱硝装置，它是针对SNCR系统的一项重大改进，通过一些脱硝剂喷嘴的独特 位置及旋风分离器内强劲涡流，使脱硝反应效果得到显著改善，增加烟气中NO_X与脱硝剂的混合和接触，以达到高效脱硝效果。

本发明的技术方案是：一种循环流化床锅炉的高效脱硝装置，循环流化床 锅炉与一个脱硝装置相连接，所述脱硝装置采用一个旋风分离器，该旋风分离 器与循环流化床锅炉的锅炉排烟道成切向连接，下部设有一个与循环流化床锅 炉连接的回烟道，上部设有一个出烟道，出烟道的下部设有一个伸入旋风分离 器内的内烟道；在所述锅炉排烟道上设有第一脱硝剂喷嘴，在所述旋风分离器 上设有第二脱硝剂喷嘴。

在所述锅炉排烟道上至少设置一个向锅炉排烟道内喷射脱硝剂的第一脱硝 剂喷嘴。

在所述旋风分离器的外壳与内烟道之间，形成的环形腔顶部至少设置一个 向旋风分离器内喷射脱硝剂的第二脱硝剂喷嘴。

所述脱硝剂采用液氨、氨气或尿素溶液。

采用上述的技术方案，从锅炉燃烧室出来的烟气温度在800-1100℃之间， 烟气经锅炉排烟道沿切线方向进入旋风分离器内，形成一股强烈的烟气旋流。 脱硝剂(如氨或尿素溶液等)从锅炉排烟道、旋风分离器的顶部或者同时从这 两个位置安装喷嘴注入。脱硝剂进入烟气后会随分离器内的旋流迅速扩散，并 在旋流区内形成气雾柱保护膜。该气雾柱保护膜可以促使氮氧化物和脱硝剂的 接触并防止氮氧化物逃逸。当烟温在800-1100℃的适宜范围之内时，烟气中的 氨气化合物会快速与氮氧化物反应，促使NO_X还原成氮气，从而提高脱硝效率， 降低氮氧化物的排放。

本发明的有益效果是：这种循环流化床锅炉的高效脱硝装置在锅炉排烟道 上和旋风分离器的顶部安装喷嘴注入脱硝剂，通过烟气在分离器内的旋流作用， 强化了脱硝剂和烟气中氮氧化物的混合速度，促进了烟气中氮氧化物的还原， 显著降低了烟气的氮氧化物含量。并且无需对锅炉烟道进行深入改造，结构简 单、成本低廉，脱硝效率高。

附图说明