[发明专利]一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法

说明书

本发明公开了一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，将燃煤通过一层以上的一次风喷口内的一次风送入炉膛主燃区燃烧，并在主燃区通过二次风喷口通入一层以上的二次风，在燃尽区通过燃尽风喷口通入一层以上的燃尽风，其中主燃区的过量空气系数范围为0.5～1.05，燃煤进行低氧燃烧；燃尽区的过量空气系数为1.05～1.3，进行富氧燃烧；还通过还原风喷口喷入还原风，还原风的过量空气系数为0.6～0.85；最上层燃尽风以下的炉膛内通过一层以上的还原抑制剂喷口喷入氨基还原抑制剂，同层的还原抑制剂喷口位于同一水平面，在炉膛内高温环境下还原烟气中的氮氧化物，以及抑制新的氮氧化物生成。本发明不仅可显著降低炉膛出口的氮氧化物排放值，实现超低排放，且不需要严格的温度窗口和催化剂，大幅降低了脱硝成本，燃烧效率也可保证，经济效益显著，并具有广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及一种用于切圆锅炉脱硝的燃烧方法。

背景技术

切圆锅炉是燃烧器呈四角布置、喷射燃煤形成切圆燃烧方式；煤在燃烧过程中会排放氮氧化物（NOx）污染物，这些污染物会造成光化学烟雾污染，会对人类呼吸系统及动植物生存均会造成严重的危害。我国最新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）规定，自2015年1月1日起，全部燃煤锅炉氮氧化物（以NO₂计）排放限值为100mg/Nm³（采用W型火焰炉膛的，现有的循环流化床火力发电锅炉以及2003年12月31日前建成投产的火力发电锅炉等限值为200 mg/Nm³）。

目前成熟应用于锅炉的脱硝技术分为炉内脱硝和尾部脱硝两种。炉内脱硝包括采用低NOx燃烧器、空气分级、燃料再燃、选择性非催化还原（SNCR）等技术，尾部脱硝包括选择性催化还原（SCR）、活性炭吸附等技术。

单纯采用控制炉内燃烧过程的脱硝技术（例如空气分级和再燃技术），NO_x还原效率30%～70%左右，对于原始排放在600 mg/m³左右的燃煤锅炉，NO_x排放控制值不能够满足国家的排放标准。目前的普通再燃技术对比空气分级技术在脱硝效率方面并没有明显的提高，但是设备系统更加复杂，因此没有技术和市场优势。为了达到较高的脱硝效率，对于普通空气分级技术的发展方向是在不断加大空气的分级程度，然而随着分级程度的增加，燃料燃烧效率会降低，给燃料燃烧的经济性带来了较明显的负面影响，同时，分级程度加大对处于强还原性气氛下的炉内水冷壁的安全可靠运行也带来了显著的负面影响。

因此，仅仅依靠控制燃烧过程来降低氮氧化物排放效果，在满足现有国家排放标准，并兼顾高效燃烧等要求，则需要同时使用其它脱硝技术措施。

目前，国内电厂普遍采用选择性催化还原技术（SCR）在炉膛低NOx燃烧基础上进行进一步深度脱硝。这种技术在尾部烟道喷入氨剂在催化剂的作用下还原烟气中的氮氧化物，运行环境的温度需要控制在300℃～400℃，温度过高氨反而会被氧化为NOx，氨量控制不当还会造成氨逃逸，并且由于反应过程需要投入催化剂，因此，运行成本较高。

相比于SCR技术，选择性非催化还原技术（SNCR）在燃尽风之后靠近炉膛出口高温区投入氨剂还原氮氧化物。由于反应区域温度高，不需要催化剂，降低了运行成本。但是这种技术适用的温度反应窗口较窄，在800℃～1100℃之间。在低负荷工况下，炉膛内氧浓度偏高，氨更易被氧化为氮氧化物。如果燃料含硫较高，NH₃还会与SO₃反应生成铵盐，在低温下会结渣腐蚀。并且因为布置在燃尽风之后，如果喷入氨量过多，也会造成氨逃逸，因此对锅炉的工况要求较高，适用的范围有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种切圆锅炉深度脱硝燃烧方法，它不仅可显著降低炉膛出口的氮氧化物排放值，实现超低排放，且不需要严格的温度窗口和催化剂，大幅降低了脱硝成本，燃烧效率也可保证，经济效益显著，并具有广泛的适用性。