一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统技术方案

本发明专利技术涉及一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，涉及烟气脱硝技术领域，而炉内脱硝反应区的温度波动较大将导致，喷入炉内的还原剂往往不能在合适的温度窗口下与NOx反应，也就导致脱硝效率大大降低。本方案包括锅炉，锅炉内设有明火区；锅炉周壁上穿设有还原剂进液件，明火区沿烟气流动方向依次包括明火前段和明火尾段，还原剂进液件连接进明火尾段；锅炉外设有储液罐、储气罐，储液罐内储存有尿素溶液，还原剂进液件与储液罐相连，还原剂进液件与储气罐相连。通过将尿素喷入明火尾段，以提高脱硝效率。

SNCR Denitrification System for Small Boilers

The present invention relates to a SNCR denitrification system applied to small boilers, and relates to the technical field of flue gas denitrification. The temperature fluctuation in the denitrification reaction zone in the furnace will lead to the fact that the reductant injected into the furnace can not react with NOx in an appropriate temperature window, which will result in the greatly reduced denitrification efficiency. The scheme includes a boiler with an open fire zone; a reductant inlet is worn on the wall of the boiler; the open fire zone includes the front and tail sections of the open fire along the flue gas flow direction, and the reductant inlet is connected with the tail section of the open fire; the boiler is equipped with a liquid storage tank, a gas storage tank, a urea solution is stored in the liquid storage tank, a reductant inlet is connected with the liquid storage tank, and a reductant inlet is connected with the liquid storage tank. The gas tanks are connected. The denitrification efficiency was improved by spraying urea into the tail section of open flame.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统
本专利技术涉及烟气脱硝
，尤其是涉及一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统。
技术介绍
选择性非催化还原（SNCR）是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx，还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应。其中，由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区（合适的温度窗口）加入还原剂。但是针对于中小型的锅炉，其内部的温度波动比较大，导致炉内脱硝反应区（向炉内喷射还原剂的区域）的温度波动也比较大。原因就在于：1、中小型工业锅炉一般用于单个厂，其蒸汽用量取决于该厂单位时间段内的运作负荷，而运作负荷又随工作时间段的改变，总是在发生改变；举个例子，可能该厂早上这个时间段需要赶货，导致所需蒸汽量大大增加，因而锅炉持续高负载工作，其内部温度也会偏高；等到下午或者淡季，蒸汽需求量降低，锅炉开始低负载工作，其内部温度将偏低。2、大型锅炉一般用于火电厂或者整个工业园区的蒸汽供应，则每天每个时间段的负载都会比较稳定，也就导致锅炉内的温度变化比较稳定。而炉内脱硝反应区的温度波动较大将导致，喷入炉内的还原剂往往不能在合适的温度窗口下与NOx反应，也就导致脱硝效率大大降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，通过将尿素喷入明火尾段，以提高脱硝效率。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，包括锅炉，锅炉内设有明火区；所述锅炉周壁上穿设有还原剂进液件，明火区沿烟气流动方向依次包括明火前段和明火尾段，还原剂进液件连接进明火尾段；锅炉外设有储液罐、储气罐，储液罐内储存有尿素溶液，还原剂进液件与储液罐相连，还原剂进液件与储气罐相连。通过采用上述技术方案，还原剂在锅炉内脱硝的合适温度在850-1100℃之间。在小型锅炉负载变化过程中，因为烟气沿锅炉流动过程中，其温度将持续降低，且降低的速度呈先增大后减小的趋势，也就是说温度变化最小、最为恒定的区域在烟气的始端（即明火区）和锅炉的尾段。而锅炉的尾段温度已大大降低至SNCR脱硝反应温度之下，因此，锅炉的尾段不适合还原剂的脱硝反应。而明火区的温度一般在900-1300℃之间变化，略高于还原剂的合适反应温度，所以，明火区用作小型锅炉SNCR的反应区最为合适。其中值得说明的是，当氨水做还原剂时，氨水喷入明火区在升温过程中，往往已经被明火伴随氧气烧掉了，导致NH3很难与氮氧化物反应。而尿素做还原剂时，只要尿素喷至明火尾段，则NH3被烧掉的量将大大降低，因为尿素喷入明火尾段后，会先进行分解反应，以产生NH3，而分解完成后，NH3往往已经脱离明火尾段，并进至锅炉内没有明火的区域，而且尿素在分解过程中，在明火尾段进行了升温，并可大致升至脱硝反应温度范围内，此时完成了升温且未被烧掉的NH3正好可与氮氧化物进行反应。因此，通过在明火尾段喷入尿素可提高小型锅炉的脱硝效率。另外一点是，反应掉的氨多了之后，不仅提高了尿素的利用率，而且降低了氨逃逸。本专利技术进一步设置为：所述明火尾段内设有若干个首尾连通的环管，若干个环管的直径逐渐变小，且若干个环管同轴线设置；环管周壁上连通有若干个朝上设置的喷头；还原剂进液件呈管状且设有若干根，每根还原剂进液件对应连通于一个环管；所有还原剂进液件均与储液罐连通，所有还原剂进液件均与储气罐连通，每根还原剂进液件上均设有用于控制尿素和气进入锅炉内的启闭阀。通过采用上述技术方案，为了防止火焰冲刷水冷壁等受热面，导致局部过热的情况的发生，即，为了使锅炉各受热面受热分配均匀，防止受热面结焦，则火焰中心需维持在整个明火区的中轴线处。所以，整个明火尾段内的温度会呈中间高、四周低，下端高、上端低，的特性，则若干个环管中，最外围的环管所处的环境温度最低，最内的环管所处的环境温度最高，也就是说，直径越大的环管，其所处的环境温度越高。而由于小型锅炉内的明火尾段的温度变化范围偏高于脱硝反应的合适温度，则可通过上述多组环管的设置，缓解明火尾段温度变化范围不匹配脱硝反应合适温度区间的问题，具体操作原理如下：在小型锅炉高负载工作，即明火尾段的平均温度高于脱硝反应的合适温度区间时，使所处环境温度最低的环管开始工作、喷尿素溶液，以最大程度上，拉近尿素升温之后的温度与脱硝反应的合适温度区间；在小型锅炉低负载工作，即明火尾段的平均温度适配于脱硝反应的合适温度区间时，使所处环境温度最高的环管开始工作、喷尿素溶液，以在明火尾段的温度适配于脱硝反应的合适温度区间的前提下，尽量保证尿素的升温效率，防止尿素升温不够，导致尿素分解出的NH3低于脱硝反应的合适温度区间。本专利技术进一步设置为：所述环管直径越小则高度越低。通过采用上述技术方案，整个明火尾段内的温度会呈中间高、四周低，下端高、上端低，的特性，则通过使若干个环管存在高度查，尤其是让原先所处环境温度较低的环管处于更高处，即，扩大了若干根环管之间的温度差，以适配于锅炉更大温度范围内的变化。本专利技术进一步设置为：所述锅炉出气口连通有烟道，烟道上连出有用于将已经经过省煤器和空预器的部分烟气传输回明火尾段的回气管，回气管上设有循环气泵，回气管靠近锅炉一端连通有冷却喷枪,冷却喷枪穿进锅炉内，冷却喷枪上安装有用于控制烟气进至锅炉内的控制阀。通过采用上述技术方案，回气管可将已经经过省煤器和空预器的部分低温烟气传输回明火尾段，以用于降低明火尾段的温度。该操作主要用于在小型锅炉高负载工作时，以更大程度上，拉近尿素升温之后的温度与脱硝反应的合适温度区间。本专利技术进一步设置为：所述冷却喷枪连通进明火尾段的一端位于最外圈的环管的上方。通过采用上述技术方案，目的在于，使冷却喷枪主要针对于所处环境温度最低的环管，因为降低所处环境温度最低的环管是最为直接、有效的，可拉近尿素升温分解之后的温度与脱硝反应的合适温度区间的方式。本专利技术进一步设置为：所述锅炉出气口连通有烟道，烟道上连出有用于将经过省煤器和空预器的部分烟气传输回明火尾段的回气管，回气管上设有循环气泵，回气管靠近锅炉一端连通有冷却喷枪,冷却喷枪穿进锅炉内；锅炉外设有水箱，冷却喷枪位于锅炉外一端和水箱之间连通有输水管，输水管上安装有输水泵；冷却喷枪上安装有用于控制水和烟气进至锅炉内的控制阀。通过采用上述技术方案，通过冷却喷枪对明火尾段喷入外界的冷水，以进行适当的降温。该操作主要用于在小型锅炉高负载工作时，以更大程度上，拉近尿素升温之后的温度与脱硝反应的合适温度区间。本专利技术进一步设置为：所述锅炉外设有水箱，锅炉周壁上穿设有冷却喷枪，冷却喷枪位于锅炉外一端和水箱之间连通有输水管，输水管上安装有输水泵；冷却喷枪上安装有用于控制水进至锅炉内的控制阀。通过采用上述技术方案，通过冷却喷枪对明火尾段喷入低温烟气和外界的冷水，以进行适当的降温。该操作主要用于在小型锅炉高负载工作时，以更大程度上，拉近尿素升温之后的温度与脱硝反应的合适温度区间。而冷水和低温烟气喷入明火尾段的过程中，烟气可掺入冷水中，以雾化喷入明火尾段的水，从而增大冷水在明火尾段的换热效率。本专利技术进一步设置为：所述喷头外周包裹有保护套管。通过采用上述技术方案，保护套管可选用耐高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，包括锅炉（1），锅炉（1）内设有明火区（2）；其特征在于：所述锅炉（1）周壁上穿设有还原剂进液件（25），明火区（2）沿烟气流动方向依次包括明火前段（21）和明火尾段（22），还原剂进液件（25）连接进明火尾段（22）；锅炉（1）外设有储液罐（4）、储气罐（5），储液罐（4）内储存有尿素溶液，还原剂进液件（25）与储液罐（4）相连，还原剂进液件（25）与储气罐（5）相连。

【技术特征摘要】
1.一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，包括锅炉（1），锅炉（1）内设有明火区（2）；其特征在于：所述锅炉（1）周壁上穿设有还原剂进液件（25），明火区（2）沿烟气流动方向依次包括明火前段（21）和明火尾段（22），还原剂进液件（25）连接进明火尾段（22）；锅炉（1）外设有储液罐（4）、储气罐（5），储液罐（4）内储存有尿素溶液，还原剂进液件（25）与储液罐（4）相连，还原剂进液件（25）与储气罐（5）相连。2.根据权利要求1所述的一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，其特征在于：所述明火尾段（22）内设有若干个首尾连通的环管（23），若干个环管（23）的直径逐渐变小，且若干个环管（23）同轴线设置；环管（23）周壁上连通有若干个朝上设置的喷头（24）；还原剂进液件（25）呈管状且设有若干根，每根还原剂进液件（25）对应连通于一个环管（23）；所有还原剂进液件（25）均与储液罐（4）连通，所有还原剂进液件（25）均与储气罐（5）连通，每根还原剂进液件（25）上均设有用于控制尿素和气进入锅炉（1）内的启闭阀（26）。3.根据权利要求2所述的一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，其特征在于：所述环管（23）直径越小则高度越低。4.根据权利要求2所述的一种应用于小型锅炉的SNCR脱硝系统，其特征在于：所述锅炉（1）出气口连通有烟道（13），烟道（13）上连出有用于将已经经过省煤器（11）和空预器（12）的部分烟气传输回明火尾段（22）的回气管（62），回气管（62）上设有循环气泵（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓宁，
申请(专利权)人：杭州宁骏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33