[发明专利]一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉

摘要

一种超低氮氧化物排放的煤粉锅炉，属于燃煤发电环保技术领域，该煤粉锅炉包括炉膛、锅炉燃烧器、炉内水冷壁受热面、屏式受热面和对流受热面，锅炉燃烧器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发生还原反应，实现烟气脱硝；锅炉燃烧器包括低氮燃烧器LNB和燃尽风OFA，利用低氮燃烧器LNB深度空气分级以减少NO的原始生成量，利用燃尽风OFA调节还原剂CO与NO的摩尔比；炉内水冷壁受热面、屏式受热面和对流受热面沿烟气流程方向附着催化剂层或在尾部烟道设置独立催化剂层；本发明系统结构简单、运行稳定，无需使用氨基还原剂即可完成脱硝反应，脱硝效率高、显著降低脱硝成本，广泛适用于不同规模等级的煤粉锅炉。

主权项

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℃。