專利名稱：一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術領域。
背景技術：
在一般無催化的脫硝方案中，利用通過在800-1100°C煙氣處理工藝中加入脫硝劑如液氨、氨氣或尿素溶液來降低氮氧化物(NOx)的排放量，該方法一定程度上可將氮氧化物 (NOx)還原成N2，但其脫硝效率難以超過50%，尤其對于大型鍋爐。主要原因是脫硝效率受以下因素影響1)氮氧化物和脫硝劑在燃燒室得不到充分的混合；2)脫硝反應區(qū)域的煙氣溫度分布不均勻；3)脫硝區(qū)域的氮氧化物和脫硝劑濃度之比不匹配。因此，很多傳統(tǒng)的 SNCR方法已不能滿足如今對燃煤鍋爐氮氧化物排放量的嚴格要求。在70和80年代出現一種新方法，即在300-400°C左右低溫區(qū)域，利用催化物質促進以氨脫除氮氧化物的反應。目前許多燃煤電廠在鍋爐煙道后部的省煤器和空氣預熱器之間設置選擇性催化反應器(SCR)，該處煙溫降至300-400°C之間。這種脫硝劑，大都為無水氨、液氨或尿素，在省煤器出口處噴入煙氣中，并隨即進入選擇性催化反應器(SCR)中。但是，選擇性催化反應器的效率和性能對多種過程因素很敏感，而且有許多缺點，總結如下1.催化物質壽命過短。催化物質壽命長短取決于煙氣中的飛灰濃度及其被污染物堵塞程度。煤燃燒產生大量飛灰會導致加快堵塞催化層，并在運行5000個小時后會大幅降低催化物質活性。每兩年更換一次催化層是經常有的事。2.高投資和高運行成本。SCR系統(tǒng)建設和運行費用昂貴。主要昂貴運行成本之一是與常更換催化物的材料有關。3.良好的催化床設計是非常關鍵的因素，好的設計可減緩煙氣中飛灰在催化物的堆積及其孔隙的堵塞所弓I起的活性降低。4.良好的SCR設計是很重要，尤其對因素如煙溫，含塵量，氮氧化物和脫硝劑在煙氣中的濃度比值。在進入SCR催化器之前這些因素必須均勻分布。欠佳的SCR設計將使脫硝效率降低，縮短催化物質的壽命和形成大量硫酸氨的潛在可能——一種粘性物質會堵塞催化物質氣隙并且阻塞煙氣流通。

發(fā)明內容
為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，它是針對SNCR系統(tǒng)的一項重大改進，通過一些脫硝劑噴嘴的獨特位置及旋風分離器內強勁渦流，使脫硝反應效果得到顯著改善，增加煙氣中NOx與脫硝劑的混合和接觸，以達到高效脫硝效果。本發(fā)明的技術方案是一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，循環(huán)流化床鍋爐與一個脫硝裝置相連接，所述脫硝裝置采用一個旋風分離器，該旋風分離器與循環(huán)流化床鍋爐的鍋爐排煙道成切向連接，下部設有一個與循環(huán)流化床鍋爐連接的回煙道，上部設有一個出煙道，出煙道的下部設有一個伸入旋風分離器內的內煙道；在所述鍋爐排煙道上設有第一脫硝劑噴嘴，在所述旋風分離器上設有第二脫硝劑噴嘴。在所述鍋爐排煙道上至少設置一個向鍋爐排煙道內噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴。在所述旋風分離器的外殼與內煙道之間，形成的環(huán)形腔頂部至少設置一個向旋風分離器內噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴。所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。采用上述的技術方案，從鍋爐燃燒室出來的煙氣溫度在800-1100°C之間，煙氣經鍋爐排煙道沿切線方向進入旋風分離器內，形成一股強烈的煙氣旋流。脫硝劑(如氨或尿素溶液等)從鍋爐排煙道、旋風分離器的頂部或者同時從這兩個位置安裝噴嘴注入。脫硝劑進入煙氣后會隨分離器內的旋流迅速擴散，并在旋流區(qū)內形成氣霧柱保護膜。該氣霧柱保護膜可以促使氮氧化物和脫硝劑的接觸并防止氮氧化物逃逸。當煙溫在800-1100°C的適宜范圍之內時，煙氣中的氨氣化合物會快速與氮氧化物反應，促使NOx還原成氮氣，從而提高脫硝效率，降低氮氧化物的排放。本發(fā)明的有益效果是這種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置在鍋爐排煙道上和旋風分離器的頂部安裝噴嘴注入脫硝劑，通過煙氣在分離器內的旋流作用，強化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進了煙氣中氮氧化物的還原，顯著降低了煙氣的氮氧化物含量。并且無需對鍋爐煙道進行深入改造，結構簡單、成本低廉，脫硝效率高。


圖1是一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置工作原理圖。圖2是鍋爐排煙道與旋風分離器的切向連接示意圖。圖中1、循環(huán)流化床鍋爐，2、旋風分離器，3、鍋爐排煙道，4、第一脫硝劑噴嘴，5、第二脫硝劑噴嘴，6、鍋爐煙氣，6a、煙氣旋流，7、脫硝劑管道，8、脫硝劑供給泵，9、出煙道，9a、 內煙道，10、回煙道。
具體實施例方式圖1、2示出了一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置工作原理圖。圖中，脫硝裝置采用一個旋風分離器2，該旋風分離器2與循環(huán)流化床鍋爐1的鍋爐排煙道3成切向連接， 下部設有一個與循環(huán)流化床鍋爐1連接的回煙道10，上部設有一個出煙道9，出煙道9的下部設有一個伸入旋風分離器2內的內煙道9a。在鍋爐排煙道3上設置4個向鍋爐排煙道3 內噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴4。在旋風分離器的外殼2與內煙道9a之間，形成的環(huán)形腔頂部設置4個向旋風分離器2內噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴5。脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。第一脫硝劑噴嘴4和第二脫硝劑噴嘴5通過脫硝劑管道7與脫硝劑供給泵8連接。在循環(huán)流化床鍋爐1工作時，鍋爐煙氣6進入鍋爐排煙道3后，再以切向進入旋風分離器2，形成一股很強的煙氣旋流6a。在4個第一脫硝劑噴嘴4向鍋爐排煙道3內噴入脫硝劑，或在4個第二脫硝劑噴嘴5向旋風分離器2內噴入脫硝劑，或在上述二處同時噴入脫硝劑，脫硝劑在高溫煙氣中受加熱蒸發(fā)，并在旋流作用下，使脫硝劑和氮氧化物充分混合及進行還原反應。 采用上述的高效脫硝裝置，脫硝劑在800-1100°C高溫煙氣中被加熱、蒸發(fā)、擴散， 并在強烈的旋流作用下，脫硝劑在旋風分離器2的內腔形成氣霧柱，煙氣中的氮氧化物與脫硝劑氣霧柱能充分接觸和混合。煙氣中的脫硝劑會快速與氮氧化物反應，促使NOx還原成氮氣，從而提高脫硝效率。
權利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，循環(huán)流化床鍋爐(1)與一個脫硝裝置相連接，其特征是所述脫硝裝置采用一個旋風分離器(2)，該旋風分離器(2)與循環(huán)流化床鍋爐(1)的鍋爐排煙道(3)成切向連接，下部設有一個與循環(huán)流化床鍋爐(1)連接的回煙道 (10)，上部設有一個出煙道(9)，出煙道(9)的下部設有一個伸入旋風分離器(2)內的內煙道(9a)；在所述鍋爐排煙道(3)上設有第一脫硝劑噴嘴(4)，在所述旋風分離器(2)上設有第二脫硝劑噴嘴(5)。
2.根據權利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述鍋爐排煙道(3)上至少設置一個向鍋爐排煙道(3)內噴射脫硝劑的第一脫硝劑噴嘴(4)。
3.根據權利要求1所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是在所述旋風分離器的外殼(2)與內煙道(9a)之間，形成的環(huán)形腔頂部至少設置一個向旋風分離器 (2)內噴射脫硝劑的第二脫硝劑噴嘴(5)。
4.根據權利要求2或3所述的一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，其特征是所述脫硝劑采用液氨、氨氣或尿素溶液。
全文摘要
一種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置，屬于燃煤鍋爐高效脫硝技術領域。這種循環(huán)流化床鍋爐的高效脫硝裝置主要利用鍋爐原設置的旋風分離器，并在其上面設置脫硝裝置。鍋爐煙氣從爐膛引出后，經煙道切向進入旋風分離器，在煙道上和旋風分離器的頂部分別安裝噴嘴噴入脫硝劑。當脫硝劑與煙氣從煙道切向進入旋風分離器后形成強烈旋流，強化了脫硝劑和煙氣中氮氧化物的混合速度，促進了煙氣中氮氧化物的還原，顯著降低了煙氣的氮氧化物含量。并且無需對鍋爐煙道進行深入改造，結構簡單、成本低廉，脫硝效率高。
文檔編號B01D53/56GK102357339SQ20111033037
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日2011年10月26日
發(fā)明者唐遵義 申請人:中能東訊新能源科技(大連)有限公司, 迅泰有限公司