[发明专利]一种层燃锅炉组合脱硝装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及层燃炉控制NO_x排放的装置及方法，属于燃煤层燃锅炉污染物排放控制领域。

背景技术

层燃炉常在城镇居民集中区使用，且多为低空排放，使得工业锅炉对周围环境，特别是城镇环境污染尤为严重，而NO_x在污染物中占据的份额较大，因此经济有效地降低层燃炉NO_x排放，对于减轻大气污染具有十分重要的意义。

目前层燃锅炉的NOx排放浓度都不能达到GB13271-2014的排放标准，单纯的SNCR也难以达标，尾部采用SCR虽然能够达标，但投资及运行成本高，用户难以接受，因此，有必要同时实施多种措施，来满足GB13271-2014的排放标准。

现有的层燃炉低NO_x燃烧技术主要包括：（1）“燃料分级”燃烧技术，如授权公告号为CN202993174U、授权公告日为2013年06月12日、名称为《一种燃煤燃气组合型高效低排放层燃燃烧装置》公开了一种在层燃炉中采用外加燃气再燃来降低NOx排放的方法，通过引入外来燃气（天然气、煤气），在主燃区上方形成富燃料区，强化还原NO_x。这种方法采用了天然气作为再燃气体，天然气的价格很高，使得运行成本大幅增加，在实际应用中难以实施。（2）炉内SNCR脱硝技术，即在炉内喷尿素与已生成的NOx反应生成N₂，降低NOx排放，但是由于层燃炉炉膛截面大，喷入炉膛的尿素很难与炉膛整个截面上的烟气均匀混合，导致脱硝效果差，脱硝率一般只有40%左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种层燃锅炉组合脱硝装置与方法，以实现层燃锅炉NO_x达标排放。

实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的一种层燃锅炉组合脱硝装置，包括气化室、炉膛隔墙、烟气通道、炉排、炉膛前拱、炉膛、喷嘴、带加速段的卧式旋风分离器、对流排管、省煤器、空气预热器、送风机、再循环风机、除尘器、引风机、回料阀及六个风室；所述六个风室分别是气化风室、第一风室、第二风室、第三风室、第四风室及第五风室；

所述炉膛内的前下部设有气化室，气化室由炉膛前拱、炉膛隔墙及炉膛两侧墙围成，炉膛隔墙上设有多个煤气出口，气化室通过所述多个煤气出口与炉膛下部主燃区相通，炉排下方由前至后依次设有气化风室、第一风室、第二风室、第三风室、第四风室及第五风室，所述气化风室设置在气化室下方，所述第一风室和第二风室设置在炉膛下部主燃区下方；位于炉膛前拱上方设有二次风口；炉膛的出口与所述带加速段的卧式旋风分离器的入口连通，带加速段的卧式旋风分离器的入口处设有所述喷嘴，带加速段的卧式旋风分离器的底部通过所述回料阀与炉膛下部主燃区连通，带加速段的卧式旋风分离器的出口与所述对流排管的入口相通，对流排管的出口与所述省煤器的入口连通，省煤器的出口与所述空气预热器的入口连通，空气预热器的出口通过管路与所述除尘器的入口连通，除尘器的出口分别通过管路与所述再循环风机和引风机的入口连通，再循环风机的出口与设置在炉排下方的所述烟气通道的入口连通，烟气通道与第一风室及第二风室相通，所述送风机的出口分别通过管路与每个风室的进风口及二次风口连通。

本发明利用层燃锅炉组合脱硝装置实现层燃锅炉组合脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：煤自煤斗进入气化室内，煤层在气化室对应的炉排上着火燃烧，在缺氧条件下热解气化产生煤气，煤气经设置在炉膛隔墙上的煤气出口进入炉膛下部主燃区，在还原性气氛下实现燃气再燃，还原已生成的NOx；与此同时，所述煤气化后生成的煤焦随炉排移动至第一风室、第二风室上方的炉排上高温燃烧，燃烧温度达到1300℃~1400℃，这样会产生NOx，为了抑制NOx的生成量，分别向第一风室6和第二风室7内通入冷烟气，使之在缺氧条件下燃烧，使煤焦燃烧温度低于1100℃，抑制NOx生成量；由于缺氧，所以燃烧过程中产生CO、H₂及C_xH_y可燃气体，与气化室2产生的煤气汇合，在还原性气氛下二次燃烧，从而进一步降低NOx排放，煤焦在小于1100℃下和缺氧的环境下燃烧；

步骤二：从炉膛前拱上方的二次风口向炉膛下部主燃区的上方通入二次风，使二次风与未燃尽的可燃成分充分混合燃烧，将未完全燃烧的可燃气体及颗粒进一步燃烧，实现空气分级燃烧，降低NOx排放；