一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置和控制方法。所述装置包括依次连通的硫酸铵盐系统、计量混合分配系统和喷射层系统；其中，所述硫酸铵盐系统用于制备硫酸铵盐溶液，并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述计量混合分配系统；所述计量混合分配系统用于计算和调节所述硫酸铵盐溶液的浓度并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述喷射层系统；所述喷射层系统用于将目标浓度的所述硫酸铵盐溶液喷射至焚烧炉中还原燃烧产生的所述氮氧化物。本发明专利技术的优点在于NH

An apparatus and a control method for controlling NOx in combustion

The invention relates to an apparatus and a control method for controlling nitrogen oxides in combustion. The device comprises a measurement system, mixed ammonium sulfate and the injection distribution system is connected with the layer system; the system is used for the preparation of ammonium sulfate ammonium sulfate solution, and the ammonium sulphate solution is conveyed to the metering and mixing distribution system; the metering and mixing distribution system for calculating and adjusting the concentration of sulfuric acid the ammonium salt solution and the ammonium sulphate solution is conveyed to the spraying layer system; the spray layer system for the target concentration of ammonium sulfate solution injection reducing the nitrogen oxide produced by combustion to the incinerator. The invention has the advantage of NH

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置和控制方法
本专利技术涉及生活垃圾焚烧，具体而言涉及一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置和控制方法。
技术介绍
在国内外发电厂应用中最多最成熟的控制氮氧化物(脱硝)技术是选择性还原脱硝技术，包含选择性催化还原(SCR)脱硝技术和选择性非催化还原(SNCR)系统。选择性催化还原法(SCR)是利用氨(NH3)对氮氧化物(NOx)的还原功能，在300～400℃的条件下，利用催化剂触媒作用高效的将氮氧化物还原为对大气无污染的氮气和水。SCR的脱硝率可达85％以上，能有效控制NOx的排放。由于催化剂成本较高及独立的反应器限制了SCR在垃圾发电厂的应用。选择性非催化还原(SNCR)系统是目前应用在发电厂中的主要控制氮氧化物手段，可以使氮氧化物降低到50～100ppm的范围内。其工程造价低、布置简易、占地面积小，适合老厂改造，新厂可以根据锅炉设计配合使用。在发电厂一般有两种SNCR技术是可商购并且在广泛使用中。一个是基于氨水作还原剂的过程；另一种是用尿素类作还原剂。这两个过程都需要一系列喷射器喷嘴和还原剂分配和存储系统。由于运输和存储系统的安全性，用氨水的选择性非催化还原系统在新发电厂的应用明显减少，而尿素的成本较高。采用SNCR方法脱硝，还原剂是最大消耗品(但对于SCR脱硝来说催化剂的消费量更多)，但是尿素、氨水又是通过合成氨转换而生产出来的，可是合成氨单位产品综合能耗相当高。必然增加化工厂综合能耗，也就增加化工厂天然气用量和用电指标，以及化工厂合成氨水污染物排放，势必涉及到环保部门对合成氨生产企业污染物控制总量指标。为了有效地降低氮氧化物排放，还原剂必须在所需的温度区间被喷射进入到锅炉。虽然氮氧化物还原理论上发生在850～1100℃温度范围内，而且选择性非催化还原过程的温度窗口可以通过注射氢或随还原剂增强的化学品被向下延伸到大约700℃，但复杂的流体动力学以及通常化学反应的速率限制了SNCR过程在锅炉小于60％的氮氧化物还原率。此外，每年有数百万吨硫酸铵(AS)和几千吨硫酸氢铵(ABS)经由各种化学制造工艺生产出。AS和ABS也是工业炼钢和合成纤维的生产的副产品。硫酸铵(AS)的相当一部分被用作肥料；然而，随着对硫酸堆积关注的增加，这种用法在发达国家已经受到更严格的审查，在未来也会在发展中国家受到重视。其结果是，生产出的硫酸铵有相当一部分被作为废物处理。而硫酸氢铵(ABS)的高酸度限制了它的工业应用，基本上所有这种盐都是用相当大的代价当作工业废物处理(注入深井中)。此外，这种做法可能会导致潜在的长期的环境问题。所述硫酸铵主要来源于焦化行业，约占总产量的52％，其余来自己内酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、电力脱硫等行业约占48％。电力行业氨法脱硫工艺近年来发展很快，2015年副产硫酸铵量可能超过300万吨。除氮氧化物的形成，高温锅炉管的高腐蚀率是垃圾发电厂另一个头痛的事，其主要由金属温度(过热蒸汽温度)，气体和金属温度差，烟气组分，锅炉管上形成的沉积物的组分(氯和硫的比例)来决定的。由垃圾焚烧产生的烟气中含有气态酸性物质，如HCl和SO2。烟气还含有微粒，其在较高温度下形成于锅炉管灰沉积物。这些灰烬含有碱(钠，钾)和重金属(铅，锌)的氯化物，氧化物和硫酸盐。高温锅炉管腐蚀随氯在燃料、废气和灰烬中的浓度而增加，高于一定浓度的水平，腐蚀不再进一步增强(进入饱和区)。由于垃圾发电厂燃料的高氯水平(塑料)以及长期运行积聚起来的沉积物，高温锅炉管腐蚀估计一般都在饱和区。即使可以通过对特定的垃圾发电厂的历史数据来粗略地跟踪被氯含量的范围，城市固体废弃物流的氯含量是难以预见的并且不可调整的。除了氯化物，一部分烟气和飞灰中的SO2/SO3将以硫酸盐的形式沉积在锅炉管的表面。烟气中酸性气体的剩余部分则是通过洗涤除去。因此，如何降低选择性非催化还原(SNCR)的成本以及高温酸腐蚀的问题成为目前亟需解决的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置，所述装置包括依次连通的硫酸铵盐系统、计量混合分配系统和喷射层系统；其中，所述硫酸铵盐系统用于制备硫酸铵盐溶液，并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述计量混合分配系统；所述计量混合分配系统用于计算和调节所述硫酸铵盐溶液的浓度并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述喷射层系统；所述喷射层系统用于将目标浓度的所述硫酸铵盐溶液喷射至焚烧炉中还原燃烧产生的所述氮氧化物。可选地，所述装置还进一步包括稀释水系统，所述稀释水系统与所述计量混合分配系统连通，用于将稀释水输送至所述计量混合分配系统。可选地，所述稀释水系统与所述计量混合分配系统之间通过稀释水输送系统连通。可选地，所述装置还进一步包括压缩空气系统，所述压缩空气系统与所述喷射层系统连通，以将所述喷射层系统中的所述硫酸铵盐溶液雾化和喷射以及在所述压缩空气系统停运时冷却所述喷射层系统中的喷枪。可选地，所述硫酸铵盐系统包括溶液配制单元、存储单元以及输送加压单元。可选地，所述计量混合分配系统包括计量单元和静态混合单元。可选地，所述装置进一步包括自动控制系统，所述自动控制系统对所述硫酸铵盐系统、所述计量混合分配系统和所述喷射层系统进行电通讯和控制。可选地，所述硫酸铵盐包括硫酸铵和硫酸氢铵。本专利技术还提供了一种基于上述的装置的控制方法，所述方法包括：步骤S1：将硫酸铵盐配置为硫酸铵盐溶液，并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述计量混合分配系统；步骤S2：在所述计量混合分配系统中对所述硫酸铵盐溶液进行调节，以得到目标浓度的硫酸铵盐溶液；步骤S3：将目标浓度的所述硫酸铵盐溶液输送至所述喷射层系统并经所述喷射层系统喷射至所述焚烧炉中对燃烧产生的所述氮氧化物进行还原。可选地，在所述步骤S1中所述硫酸铵盐溶液的浓度为40wt％或以上。可选地，所述硫酸铵盐包括硫酸铵和硫酸氢铵。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种控制氮氧化物的燃烧方法和装置，根据焚烧烟气中NOx含量，配制一定浓度的硫酸铵溶液，将硫酸铵溶液通过SNCR系统喷入焚烧炉内，硫酸铵在一定温度时(例如513℃以上)完全分解成NH3和SO2，其中NH3离子与燃烧烟气中的NOx发生还原反应生成N2，从而达到减少燃烧烟气中NOx的目的。本专利技术的优点在于：1、形成的NH3在SNCR系统的原理的基础上还原从垃圾产生的燃料型NOx为N2，减少NOx排放；2、热解产生的SO2硫酸化飞灰中的氯化物，形成HCl随烟气进入洗涤塔，而硫酸化形成的硫酸盐则沉积在水冷壁/过热器上，可以显著地减少因氯化物引起的高温腐蚀；3、与此同时也可减少低品质的AS/ABS当作工业废物处理而引起的潜在的长期环境问题，节约尿素或氨水的使用量，降低污染物控制的运行成本。4、在用作SNCR系统中还原从垃圾产生的燃料型NOx时，可以避免氨水的运输和储存的不便、降低氨水的泄露风险及其对现场操作人员带来的危害。由于硫酸铵和/或硫酸氢铵非常容易溶于水，易于调节浓度，给SNCR控制带来方便；5、热解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置，所述装置包括依次连通的硫酸铵盐系统、计量混合分配系统和喷射层系统；其中，所述硫酸铵盐系统用于制备硫酸铵盐溶液，并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述计量混合分配系统；所述计量混合分配系统用于计算和调节所述硫酸铵盐溶液的浓度并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述喷射层系统；所述喷射层系统用于将目标浓度的所述硫酸铵盐溶液喷射至焚烧炉中还原燃烧产生的所述氮氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制燃烧中氮氧化物的装置，所述装置包括依次连通的硫酸铵盐系统、计量混合分配系统和喷射层系统；其中，所述硫酸铵盐系统用于制备硫酸铵盐溶液，并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述计量混合分配系统；所述计量混合分配系统用于计算和调节所述硫酸铵盐溶液的浓度并将所述硫酸铵盐溶液输送至所述喷射层系统；所述喷射层系统用于将目标浓度的所述硫酸铵盐溶液喷射至焚烧炉中还原燃烧产生的所述氮氧化物。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还进一步包括稀释水系统，所述稀释水系统与所述计量混合分配系统连通，用于将稀释水输送至所述计量混合分配系统。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述稀释水系统与所述计量混合分配系统之间通过稀释水输送系统连通。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还进一步包括压缩空气系统，所述压缩空气系统与所述喷射层系统连通，以将所述喷射层系统中的所述硫酸铵盐溶液雾化和喷射以及在所述压缩空气系统停运时冷却所述喷射层系统中的喷枪。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硫酸铵盐系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉威，唐武，蒋雪玲，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院深圳有限公司，光大环境科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44