一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置，包括具有将煤粉处理成水煤浆功能、内含水煤浆罐的水煤浆生成机构，具有热解生成具还原活性成份热解气功能、内含热解反应器和旋风分离器的水煤浆热解反应机构，及具有深度还原燃烧烟气中NOx功能的复合还原型燃烧装置。采用高速分离风和合适的燃尽风率，在燃烧区创造氧量＜1％、可抑制燃烧中NOx生成的低氧区，并利用复合喷口将水煤浆热解反应生成、内含还原活性组份的热解气和氨气送入该区域，在还原性氛围中与烟气中的NOx发生还原反应，突破了常规还原剂还原NOx使用温度窗口的限制，确保了炉内高效燃烧和经济还原，从总体上降低烟气中NOx浓度，实现煤粉燃烧炉的NOx超低排放。

A compound reduced type low NOx emission device suitable for utility boilers

【技术实现步骤摘要】
一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置
本技术涉及锅炉辅助设施
，特别是一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置。
技术介绍
电站锅炉NOx排放是大气污染的主要源头之一。我国近年正在加大环境污染的治理力度，对于电站锅炉的烟气排放，目前正在推行NOx排放浓度小于50mg/m3的排放限值，目前普遍采用的高效降低NOx技术主要有选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原(SNCR)技术，这两种技术主要是通过向烟气中喷入氨还原剂还原NOx。但SNCR技术存在反应温度窗口较窄、氨逃逸严重等问题，SCR技术存在催化剂寿命短、锅炉效率降低、烟道堵塞及安装和运行成本高等不利因素，就实用效果而言，两者均有局限性，目前已成为困扰业界、亟待解决的一大难题。
技术实现思路
本技术的目的是要克服现有电站锅炉实现NOx＜50mg/m3低排放限值存在技术瓶颈的问题，提供一种能突破氨还原NOx时温度窗口限制，同时实现电站锅炉高效、低成本深度脱硝的复合还原型低NOx排放装置。本技术适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置，主体包括水煤浆生成机构和水煤浆热解反应机构，其特征在于还包括复合还原型燃烧装置，其中：所述的水煤浆生成机构具有将煤粉处理成水煤浆的功能，主要包括水煤浆罐、水煤浆阀门、过滤器、水煤浆泵、水煤浆喷枪；所述的水煤浆热解反应机构具有供水煤浆进行热解反应、并输出具有还原活性成份热解气的功能，主要包括上设有顶部热解气出口A、中部入料口、底部入料口和近底部回料入口的热解反应器，上设有热解气出口B和下料出口的旋风分离器，设置在所述热解气出口B和复合还原型燃烧装置之间的热解气管道，设置在所述下料出口和热解反应器之间的返料器，设置在热解反应器底部入料口上的等离子点火器，与锅炉尾部烟道相连的循环烟气入口，及上设有热风阀门的热风管道；所述的复合还原型燃烧装置具有深度还原燃烧烟气中NOx的功能，主要包括与制粉系统相连的一次风管道，与锅炉空气预热器相连的高压送风机，上设有高位分离风阀门的高位分离风管道，高位分离风喷口，风箱，低位燃尽风喷口，热解气和氨气复合喷口，及数个互相间隔设置的一次风喷口和二次风喷口。此外，所述的高位分离风喷口和低位燃尽风喷口之间的风率为30-40％，上下摆动范围为30°，左右摆范围为10°，喷口风速为80-100m/s，能在煤粉燃烧的燃烧装置区创造氧浓度﹤1％的强还原性氛围，深度降低燃烧过程中产生的NOx，同时高速分离风可使得出口烟气中的CO充分燃烧，保证较高的燃尽效率；所述的热解气和氨气复合喷口由数层组合喷口叠置构成，每层组合喷口包括位于中心的氨气喷口和对称布设在氨气喷口两侧的若干热解气喷口；所述的一次风喷口和二次风喷口为相互间隔、交替布设；所述的水煤浆喷枪的喷嘴为偏转角度可调式。在工作时的装配状态下，所述的与锅炉空气预热器相连的高压送风机分别经与之相连的高位分离风管道和热风管道与复合还原型燃烧装置中的高位分离风喷口的输入端及水煤浆热解反应机构中的热解反应器相连，并提供热风；所述的二次风喷口与风箱相连，并提供助燃风；所述的一次风喷口与制粉系统相连并提供风粉混合气；所述的循环烟气入口与锅炉尾部烟道相连、提供循环烟气，为热解反应器内焦炭燃烧提供氧量；所述的水煤浆生成机构的输出端通过水煤浆喷枪与水煤浆热解反应机构中的热解反应器相连，将生成的水煤浆经过滤、加压后喷入热解反应器内进行热解反应，输出含有还原活性组份的热解气，并经热解气出口A送至旋风分离器中进行净化、分离，分离出的热解气经热解气出口B和热解气管道送至热解气和氨气复合喷口，然后喷射入炉内燃烧烟气中还原NOx、降低烟气中的NOx浓度，在水煤浆热解反应机构中未完全反应的焦炭被分离下落、经下料出口、返料器和所述的近底部回料入口送入水煤浆热解反应器中进行燃烧、为水煤浆热解提供热量；所述的循环烟气入口与锅炉尾部烟道相连，将中温烟气送入热解反应器中，提供焦炭燃烧所需氧量；所述的等离子点火器为热解反应器提供点火热量。基于上述构思的本技术适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置,由于采用了深度空气分级和热解气与氨气由复合喷口喷射入炉内燃烧烟气中还原NOx的工作方式，能在煤粉燃烧区域形成还原性氛围，在降低燃烧中NOx生成量的同时，又还原了已生成的NOx，从而实现深度降低烟气中的NOx浓度；采用了能使风速利于优化流场的高速分离风技术，在可实现NOx深度还原的基础上，确保煤粉充分燃尽；采用水煤浆为热解原料，增加了煤粉热解时的水蒸气含量，从而提高热解气中H2含量，更有利于提高NOx还原效果；此外，由于利用与锅炉相同燃料煤粉制备的水煤浆通过热解反应机构生成的含有还原活性组份的热解气通过复合喷口送入炉内氧量＜1％的低氧区，在还原性气氛下与烟气中的NOx发生还原反应，确保实现炉内高效燃烧和经济还原，从总体上降低NOx的生成量，实现煤粉燃烧炉的NOx超低排放。所以，本技术通过设计高位分离燃机风及合理的燃尽风率，在煤粉主燃烧器区形成还原性氛围，并在该燃烧区喷入含有还原活性组份的热解气与氨气，在抑制NOx的生成的同时，又进一步还原已生成的NOx,突破了氨还原NOx时温度窗口限制，避免氨逃逸，同时实现电站锅炉高效、低成本深度脱硝的实际效果，解决了长期以来困扰业界实现NOx＜50mg/m3低排放限值存在的技术瓶颈，实是本
的一大创新之举，结构简单且科学合理、工作可靠、节能减排效果显著，且附加设置于锅炉本体旁即可实施，既可应用在现役煤粉锅炉的改造中，也可以应用在新建的煤粉锅炉上，实用性强，市场应用前景广阔。附图说明图1是本技术实施例的基本结构示意图；图2是本技术实施例中复合还原型燃烧装置的端面结构示意图；图3是本技术实施例中热解气和氨气复合喷口的结构示意图。图中：1.水煤浆生成机构11.水煤浆罐12.水煤浆阀门13.过滤器14.水煤浆泵15.水煤浆喷枪2.水煤浆热解反应机构21.热解反应器211.热解气出口A212.中部入料口213.底部入料口214.近底部回料入口22.旋风分离器221.热解气出口B222.下料出口23.热解气管道24.返料器25.等离子点火器26.循环烟气入口27.热风管道271.热风阀门3.燃烧装置31.一次风管道32.高压送风机33.高位分离风管道331.分离风阀门34.高位分离风喷口35.风箱36.低位燃尽风喷口37.热解气和氨气复合喷口371.组合喷口372.氨气喷口373.热解气喷口38.一次风喷口39.二次风喷口具体实施方式下面结合附图和典型实施例对本技术作进一步说明。在图1、图2和图3中，本技术适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置，主体包括水煤浆生成机构1和水煤浆热解反应机构2，其特征在于还包括复合还原型燃烧装置3，其中：所述的水煤浆生成机构1具有将煤粉处理成水煤浆的功能，主要包括水煤浆罐11、水煤浆阀门1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置，主体包括水煤浆生成机构(1)和水煤浆热解反应机构(2)，其特征在于还包括复合还原型燃烧装置(3)，其中：/n所述的水煤浆生成机构(1)主要包括水煤浆罐(11)、水煤浆阀门(12)、过滤器(13)、水煤浆泵(14)、水煤浆喷枪(15)；/n所述的水煤浆热解反应机构(2)主要包括上设有顶部热解气出口A(211)、中部入料口(212)、底部入料口(213)和近底部回料入口(214)的热解反应器(21)，上设有热解气出口B(221)和下料出口(222)的旋风分离器(22)，设置在所述热解气出口B(221)和复合还原型燃烧装置(3)之间的热解气管道(23)，设置在所述下料出口(222)和热解反应器(21)之间的返料器(24)，设置在热解反应器(21)底部入料口(213)上的等离子点火器(25)，与锅炉尾部烟道相连的循环烟气入口(26)，及上设有热风阀门(271)的热风管道(27)；/n所述的复合还原型燃烧装置(3)主要包括与制粉系统相连的一次风管道(31)，与锅炉空气预热器相连的高压送风机(32)，上设有高位分离风阀门(331)的高位分离风管道(33)，高位分离风喷口(34)，风箱(35)，低位燃尽风喷口(36)，热解气和氨气复合喷口(37)，及数个互相间隔设置的一次风喷口(38)和二次风喷口(39)；/n在装配状态下，与锅炉空气预热器相连的所述高压送风机(32)分别经与之相连的高位分离风管道(33)和热风管道(27)与复合还原型燃烧装置(3)中的高位分离风喷口(34)的输入端及水煤浆热解反应机构(2)中的热解反应器(21)相连，所述的二次风喷口(39)与风箱(35)相连，所述的一次风喷口(38)与制粉系统相连，所述的循环烟气入口(26)与锅炉尾部烟道相连，所述的水煤浆生成机构(1)的输出端通过水煤浆喷枪(15)与水煤浆热解反应机构(2)中的热解反应器(21)相连，所述的热解反应器(21)经热解气出口A(211)与旋风分离器(22)相连，所述的旋风分离器(22)的热解气出口B(221)经热解气管道(23)与热解气和氨气复合喷口(37)相连，其下料出口(222)与返料器(24)与热解反应器(21)的所述近底部回料入口(214)相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适于电站锅炉用的复合还原型低NOx排放装置，主体包括水煤浆生成机构(1)和水煤浆热解反应机构(2)，其特征在于还包括复合还原型燃烧装置(3)，其中：
所述的水煤浆生成机构(1)主要包括水煤浆罐(11)、水煤浆阀门(12)、过滤器(13)、水煤浆泵(14)、水煤浆喷枪(15)；
所述的水煤浆热解反应机构(2)主要包括上设有顶部热解气出口A(211)、中部入料口(212)、底部入料口(213)和近底部回料入口(214)的热解反应器(21)，上设有热解气出口B(221)和下料出口(222)的旋风分离器(22)，设置在所述热解气出口B(221)和复合还原型燃烧装置(3)之间的热解气管道(23)，设置在所述下料出口(222)和热解反应器(21)之间的返料器(24)，设置在热解反应器(21)底部入料口(213)上的等离子点火器(25)，与锅炉尾部烟道相连的循环烟气入口(26)，及上设有热风阀门(271)的热风管道(27)；
所述的复合还原型燃烧装置(3)主要包括与制粉系统相连的一次风管道(31)，与锅炉空气预热器相连的高压送风机(32)，上设有高位分离风阀门(331)的高位分离风管道(33)，高位分离风喷口(34)，风箱(35)，低位燃尽风喷口(36)，热解气和氨气复合喷口(37)，及数个互相间隔设置的一次风喷口(38)和二次风喷口(39)；
在装配状态下，与锅炉空气预热器相连的所述高压送风机(32)分别经与之相连的高位分离风管道(33)和热风管道(27)与复合还原型燃烧装置(3)中的高位分离风喷口(34)的输入端及水煤浆热解反应机构(2)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠孝，毕德贵，于娟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31