一种生物质锅炉高效NOx控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种生物质锅炉高效NOx控制装置，该装置包括有生物质锅炉，所述生物质锅炉设置有炉拱，在所述炉拱的上方设置有SNCR脱硝喷枪；在所述生物质锅炉连接有锅炉转向室；还原剂储存箱连接有还原剂供应泵，所述还原剂供应泵分别通过第一计量分配装置与所述SNCR脱硝喷枪相连，通过第二计量分配装置与位于所述锅炉转向室侧面的脱硝还原剂补充喷枪相连；所述锅炉转向室通过管道与所述SCR反应器相连，所述SCR反应器内设置有催化剂层；所述SCR反应器连接有除尘器，所述除尘器通过引风机与烟囱相连；在所述引风机与所述烟囱之间安装有鼓风机与所述生物质锅炉相连。本实用新型专利技术的控制装置NOx脱除效率高，操作灵活，便于维护。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质锅炉高效NOx控制装置
本技术涉及能源环保领域，尤其涉及一种生物质锅炉高效NOx控制装置。
技术介绍
生物质锅炉是以农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆）、农业加工业的废弃物（稻壳）等生物质能源作燃料的锅炉。生物质能源特点是可再生、低污染、分布广泛、总量丰富。生物质锅炉排放烟气中含有一定量的氮氧化物（NOx），随着国家对锅炉烟气排放环保标准的提高，生物质锅炉已经不适应新的环保要求，需要进行NOx治理；同时，生物质锅炉有别于传统的燃煤锅炉，常规脱硝方式直接应用于生物质锅炉时遇到了诸多问题，亟需开发适用于生物质锅炉NOx控制的高效方法及装置。生物质锅炉烟气具有以下的特点：（1）炉内温度差别大。生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉，每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉，炉膛温度分别为700～760℃、800～950℃、850～1100℃；（2）生物质中的氮元素主要以蛋白质、游离氨基酸等有机氮的形式存在，同时还有部分无机氮，因此生物质燃烧产生的NOx主要来源于有机氮的氧化反应。生物质锅炉燃烧产生的NOx类型主要是燃料型NOx。（3）氮氧化物浓度低、但波动大。燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物含量在100～250mg/m3之间波动，如燃料中掺杂模板、木材、树皮等，烟气中二氧化硫、氮氧化物含量会在250～600mg/m3之间波动，瞬时可能更高；（4）烟气粉尘含量大，碱金属含量高。生物质燃烧后的灰渣比在（10:0~8:2），由于燃烧粉尘粒径小，比电阻大两个原因，燃生物质锅炉除尘只适合袋式除尘器，堆积密度一般在0.18-0.5t/m³。生物质燃烧粉尘的成分有K2SO4、KCl和K2CO3，排放浓度一般在200mg/m3左右；粉尘中碱金属含量高，可达8%以上；（5）烟气含湿量高。生物质中氢元素含量较高，导致烟气中湿含量也高，可达到15%～30%左右，而燃煤锅炉烟气湿含量不会超过10%；（6）烟气中烟尘易二次燃烧，燃烧易结焦。由于生物质不能在炉内完全燃烧，在烟道里也由于氧含量不够不能再次燃烧，较大粉尘由于烟气热交换时间很短会保持着燃烧温度，所以一旦在氧条件具备，比如放置于空气中会再次燃烧。燃烧后灰分含有焦油等物质，设备一旦温度降低，就可能产生结焦现象，造成堵塞现象，由于考虑到锅炉结焦及腐蚀问题，排烟温度可能会在160-190℃。目前锅炉烟气NOx控制主要技术如下：（1）低氮燃烧技术采用烟气再循环低氮燃烧技术，将锅炉燃烧后的烟气重新引回一部分送入锅炉送风机入口，通过调节燃烧空气中的氧含量，优化燃烧火焰温度，降低氮氧化物的产生。（2）SNCR脱硝技术SNCR技术（选择性非催化还原）受反应温度、还原剂与烟气混合效果、停留时间等因素影响。推荐反应温度为800～1100℃（还原剂不同最佳反应温度略有不同），高于或低于此温度区间时脱硝效率下降，同时，还原剂与烟气混和效果对脱硝效率有很大影响，停留时间满足脱硝要求。如混和不均、反应时间不够、或温度不理想，会导致脱硝效率下降，还原剂消耗增加，氨逃逸增加等一系列问题。生物质锅炉烟气中SO3含量往往偏高，氨逃逸增加会引发下游设备堵塞、腐蚀等问题。（3）SCR脱硝技术SCR技术（选择性催化还原）通过向烟气中加入还原剂（如氨），使还原剂与烟气中的NOx在催化剂作用下发生反应，生成对环境无害的N2和H2O。催化剂是该反应的核心设备，在流场分布均匀的前提下，催化剂性能对脱硝效果有决定性影响。影响催化剂性能的主要因素包括催化剂结构及组分、物理失活（积灰、磨损）、化学失活（中毒）等。SCR烟气脱硝技术以其高脱硝效率、成熟的应用经验和较为经济的成本，成为目前火电厂烟气脱硝的主流工艺。鉴于生物质锅炉工作特点和烟气特性，常规SNCR脱硝设计存在还原剂在炉膛内混合不充分，在有效反应温度窗口内停留时间有限、无法充分反应、脱硝效率低（30%左右）等问题；常规SCR脱硝设计存在易堵塞，催化剂受烟气中碱金属、水分含量高等影响易失活等问题。上述系列问题严重影响生物质锅炉的NOx控制效果，同时脱硝设施灵活性不足，常规脱硝设计对生物质锅炉的匹配性有待提升。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种高效可靠、响应及时、操作方便，应用前景广阔，具有很好的经济效益和环境效益的生物质锅炉高效NOx控制方法。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：该生物质锅炉高效NOx控制方法，采用低氮燃烧和烟气脱硝联合方式，低氮燃烧采用烟气再循环，烟气脱硝采用SNCR一次脱硝、SCR二次脱硝，包括以下步骤：（1）烟气二次燃烧：部分净烟气送入生物质锅炉进行二次燃烧；（2）一次脱硝：所述步骤（1）中生物质燃烧产生的NOx在生物质锅炉内采用SNCR脱硝工艺，还原剂雾化成雾滴，与所述步骤（1）中的生物质锅炉内的高温烟气进行混合、发生氧化还原反应，进行一次脱硝；（3）二次脱硝：经所述步骤（2）中的SNCR脱硝之后的烟气再通过脱硝还原剂补充喷枪在锅炉转向室补充还原剂，还原剂与烟气混合后，在催化剂的作用下发生选择性催化还原反应；（4）脱硝后的烟气进入下游设施，最后经引风机增压后进入烟囱排放；所述还原剂可选择尿素或氨水。采用上述技术方案，将部分净烟气再次送入生物质锅炉进行二次燃烧，NOx控制采用低氮燃烧+SNCR（一次脱硝）+SCR（二次脱硝）协同工艺，NOx脱除效率高，操作灵活，便于维护，低氮燃烧部分NOx减排效率约20%，SNCR脱硝效率约60%，SCR脱硝效率达85%，NOx脱除效率高；可与生物质锅炉燃烧特点高度匹配，高效可靠，具有很好的经济效益和环境效益。本技术进一步改进在于，在所述步骤（2）中，在靠近生物质锅炉的炉拱、紧邻火焰上方，喷洒雾化成雾滴的还原剂；利用生物质火焰强度低的特点，最大限度保证SNCR反应所需的空间和时间，提升脱硝效率。本技术进一步改进在于，在所述步骤（3）中，催化剂采用18孔及18孔以下的大孔催化剂或板式催化剂，催化剂层上方设置吹灰器。为应对恶劣情况下发生的积灰堵塞现象，在SCR反应器上游入口段设置有预除尘器，SCR反应器催化剂层上方设置常规蒸汽吹灰器或声波吹灰器的同时设置激波吹灰器，从根本上解决积灰堵塞问题。本技术要解决的另一个问题是，提供一种NOx脱除效率高，操作灵活，便于维护的生物质锅炉高效NOx控制装置，该装置包括有生物质锅炉，所述生物质锅炉设置有炉拱，在所述炉拱的上方设置有SNCR脱硝喷枪，所述SNCR脱硝喷枪采用固定喷枪和带行程开关喷枪组合配置，通过不同型式喷枪组合匹配，可实现单侧布置，克服现场锅炉经常遇到的布置空间受限问题；在所述生物质锅炉连接有锅炉转向室；还原剂储存箱连接有还原剂供应泵，所述还原剂供应泵分别通过第一计量分配装置与所述SNCR脱硝喷枪相连，通过第二计量分配装置与位于所述锅炉转向室侧面的脱硝还原剂补充喷枪相连；所述锅炉转向室通过管道与所述SCR反应器相连，所述SCR反应器内设置有催化剂层；所述SCR反应器连接有除尘器，所述除尘器通过引风机与烟囱相连；在所述引风机与所述烟囱之间安装有鼓风机与所述生物质锅炉相连。在上述技术方案中，在所述炉拱的上方设置有SNCR脱硝喷枪，靠近炉拱、紧邻火焰上方，利用生物质火焰强度低的特点，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质锅炉高效NOx控制装置，包括有生物质锅炉，其特征在于，所述生物质锅炉设置有炉拱，在所述炉拱的上方设置有SNCR脱硝喷枪，所述SNCR脱硝喷枪采用固定喷枪和带行程开关喷枪组合配置；在所述生物质锅炉连接有锅炉转向室；还原剂储存箱连接有还原剂供应泵，所述还原剂供应泵分别通过第一计量分配装置与所述SNCR脱硝喷枪相连，通过第二计量分配装置与位于所述锅炉转向室侧面的脱硝还原剂补充喷枪相连；所述锅炉转向室通过管道与SCR反应器相连，所述SCR反应器内设置有催化剂层；所述SCR反应器连接有除尘器，所述除尘器通过引风机与烟囱相连；在所述引风机与所述烟囱之间安装有鼓风机与所述生物质锅炉相连。

【技术特征摘要】
1.一种生物质锅炉高效NOx控制装置，包括有生物质锅炉，其特征在于，所述生物质锅炉设置有炉拱，在所述炉拱的上方设置有SNCR脱硝喷枪，所述SNCR脱硝喷枪采用固定喷枪和带行程开关喷枪组合配置；在所述生物质锅炉连接有锅炉转向室；还原剂储存箱连接有还原剂供应泵，所述还原剂供应泵分别通过第一计量分配装置与所述SNCR脱硝喷枪相连，通过第二计量分配装置与位于所述锅炉转向室侧面的脱硝还原剂补充喷枪相连；所述锅炉转向室通过管道与SCR反应器相连，所述SCR反应器内设置有催化剂层；所述SCR反应器连接有除尘器，所述除尘器通过引风机与烟囱相连；在所述引风...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐延忠，李明波，李军民，刘大华，陈任远，
申请(专利权)人：江苏德义通环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32