[发明专利]一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉

权利要求书

1.一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，包括炉膛(1)、锅炉燃烧器(2)以及设置在炉膛(1)内的水冷壁受热面(3)、屏式受热面(4)和对流受热面(5)；

其特征在于：所述锅炉燃烧器(2)为带有还原剂发生装置的锅炉燃烧器，能够生成还原剂CO，使得NO和CO在锅炉本身带有的催化剂的催化作用下发生还原反应，实现烟气脱硝，同时催化剂能够促进烟气中的CO与O₂发生氧化反应生成CO₂，从而降低锅炉的可燃气体未完全燃烧热损失，提高锅炉热效率并使CO排放控制在允许范围；烟气中的NO与CO发生还原反应的主要反应方程式为2CO+2NO→N2+2CO2，有效反应温度区间为80℃～1400℃；

所述锅炉燃烧器(2)包括低氮燃烧器LNB和燃尽风OFA，利用低氧和空气深度分级燃烧不仅减少NO的原始生成量，而且在燃烧过程中产生CO还原剂，并利用燃尽风OFA调节还原剂CO与NO的摩尔比；

所述水冷壁受热面(3)、屏式受热面(4)和对流受热面(5)表面的金属氧化物经过活化处理；

对于难燃煤种，为加强脱硝反应效率，沿烟气流程方向的水冷壁受热面(3)、屏式受热面(4)和对流受热面(5)上设置附着催化剂层(A)或在尾部烟道设置独立催化剂层(B)；

所述锅炉排烟中氧浓度为0～4.5％；

所述煤粉锅炉通过控制燃烧总氧量和空气深度分级燃烧，使锅炉排烟热损失q₂及灰渣未完全燃烧热损失q₄之和最小，而常规煤粉锅炉要求排烟热损失q₂、灰渣未完全燃烧热损失q₄及化学不完全燃烧热损失q₃之和为最小；由于产生CO而形成的化学不完全燃烧热损失q₃则通过在炉内的催化氧化形成CO₂得以回收，从而提高锅炉热效率；

所述燃尽风OFA调节还原剂CO与NO的摩尔比的方法为：增加燃尽风OFA是位于低氮燃烧器LNB上部的一股单独送入的热风，增加燃尽风OFA的总风量能够降低还原剂CO与NO的摩尔比，减少燃尽风OFA的总风量能够增加还原剂CO与NO的摩尔比；

所述还原剂CO与NO的摩尔比为(3～6)：1；

所述附着催化剂层(A)和独立催化剂层(B)的表面温度为200℃～1000℃。

2.根据权利要求1所述的一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，其特征在于：所述锅炉燃烧器(2)生成的还原剂CO浓度为100～1000ppm，锅炉燃烧器(2)区域的过量空气系数为0.5～0.8，炉膛(1)出口过量空气系数为1.0～1.2。

3.根据权利要求1所述的一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，其特征在于：所述附着催化剂层(A)和独立催化剂层(B)为铁、铜、镍、锰、钴、钛、铝或稀土金属及其氧化物的多种混合物，根据反应温度和布置位置的变化有所不同。

4.根据权利要求1所述的一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，其特征在于：所述附着催化剂层(A)附着在炉内水冷壁受热面(3)、屏式受热面(4)和对流受热面(5)的全部外表面或部分外表面。

5.根据权利要求1所述的一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，其特征在于：所述附着催化剂层(A)采用喷涂、熔敷或堆焊方式附着，附着层厚度为0.1～5mm。

6.根据权利要求1所述的一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，其特征在于：所述独立催化剂层(B)采用板式催化或蜂窝催化剂，布置一层或多层。