[发明专利]一种用于煤粉炉的旋片式SNCR脱硝混合系统及其工作方法

说明书

本发明公开的一种用于煤粉炉的旋片式SNCR脱硝混合系统及其工作方法，属于SNCR技术领域。通过在水平烟道内设置由若干旋流数小于0.6的旋片组成的旋片混合器，使与第一还原剂喷射点和第二还原剂喷射点喷射出的还原剂混合后的烟气流经旋片混合器后成为弱旋流，使烟气与还原剂的混合增强，还原剂液滴与烟气中的NOx等分子接触概率提高，烟气整体停留时间增长，处于最佳脱硝温度区间的时间增加，提高SNCR脱硝效率，降低煤粉炉SCR反应器脱硝比重，减少催化剂体积，降低脱硝运行成本，同时可以减少还原剂逃逸，对后续尾部受热面积灰焦有益。

技术领域

本发明属于煤粉炉SNCR技术领域，具体涉及一种用于煤粉炉的旋片式SNCR脱硝混合系统及其工作方法。

背景技术

在燃煤发电所排放的大气污染物中，NOx是一种主要的大气污染物质，NOx与碳氢化合物可以在强光作用下造成光化学污染，排放到大气中的NOx是形成酸雨的主要原因，严重危害生态环境。目前国内65％左右的NOx是由煤燃烧所产生的，因此作为主要燃煤设备的电站锅炉和工业锅炉成为今后控制NOx排放所必须关注的焦点。

总的来看，控制NOx排放的方法主要分为以下三个方面：燃烧前控制、燃烧过程中控制和燃烧后控制。燃烧前控制的方法是通过降低煤等燃料中的氮元素含量，从而降低NOx的生成。但洗煤、配煤、选煤和加氨脱氮等方法既成本高又工艺复杂，且对于脱除热力型NOx效果不大，因此相关的应用较少。目前烟气脱硝的主要应用侧重于燃烧过程中和燃烧后。基于燃烧过程中的脱硝包括：烟气再循环技术、空气分级燃烧、燃料分级燃烧技术、低氮燃烧器技术、低过量空气燃烧技术等。燃烧过程中这些改进措施的应用能够部分程度地降低NOx生成，但脱硝率并没有提高。同时还会造成燃烧效率降低等负面影响。燃烧后控制即烟气脱硝技术，主要分为选择性非催化还原反应法(SNCR)和选择性催化还原反应法(SCR)技术。SNCR技术是把还原剂(通常为一定浓度的氨水、尿素或其他氨基物质)采用特定型式的喷嘴，喷入到炉膛中合适的温度范围内(一般为850℃～1000℃)，喷入的还原剂会与烟气混合，产生一系列的化学反应将烟气中的NOx变为N₂，从而达到脱硝的目的。SCR技术是指在烟气中喷入氨、烃类和其它还原剂反，同时加入催化剂将NOx转化为无污染的N₂和H₂O。催化剂的化学组成，结构、寿命周期和价格等相关的因素可直接影响SCR技术的脱硝效率。目前的燃煤机组脱硝过程基本上通过燃烧后的烟气脱硝技术脱除大部分NOx然后辅以部分燃烧中控制方法。

目前大部分煤粉炉的烟气脱硝，由低氮燃烧器、分级燃烧技术、SNCR脱硝结合SCR技术为主，存在如下问题：1)在不影响燃烧效率的前提下，低氮和分级燃烧技术降低NOx原始排放有限；2)SNCR脱硝效率低，氨或尿素与烟气混合不充分，停留时间不够；3)SCR脱硝占整体脱硝效率比重大，催化剂的寿命和昂贵的价格使得运行成本较高，催化剂的效率也直接影响整体脱硝效率不稳定。

公开号为CN204933218U的专利文献公开了本实用新型公开了一种用于煤粉炉的SNCR+SCR联合脱硝装置，其特征在于SNCR反应区的内壁设有单层或沿竖直方向间隔布置的多层第一喷枪组，烟道水平段内壁设有单层或沿水平方向间隔布置的多层第二喷枪组。该系统利用前面SNCR反应区的逃逸氨作为后面反应区的还原剂，水平段转向室内补充喷枪组，在反应区氨逃逸不足的情况下，补充还原剂氨水溶液，有效降低氨逃逸率。但是该系统依旧没有解决SNCR反应混合不充分，停留时间低的问题。

公开号为CN203862126U的专利文献公开了一种用于四角切圆煤粉炉内脱硝的喷氨装置，其在烟道高度方向布置的多层喷氨单元，每层喷氨单元包括布置在锅炉前墙及侧墙的短枪和布置在四角的长枪，布置在锅炉四角的长枪与炉内气流的方向反切,强化了氨气在炉内的扩散，提高了锅炉的脱硝效率。同样该系统喷氨位置靠近燃烧区域，SNCR反应未处于高效区间，同时会较大程度的影响锅炉燃烧效率。

发明内容