一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统技术方案

本实用新型专利技术涉及烟气脱硝技术领域，具体为一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统。本实用新型专利技术包括沿烟气方向依次设置在炉膛和烟道内的高温区尿素喷口、SNCR喷口和SCR喷口，设置在炉膛上的分级风入口，以及设置在炉膛外的尿素溶液储罐；所述的SNCR喷口包括炉膛内SNCR喷口和水平烟道SNCR喷口；所述的炉膛内SNCR喷口设置在炉膛内；所述的水平烟道SNCR喷口设置在水平烟道内；所述的尿素溶液储罐分别通过尿素溶液输送管与高温区尿素喷口、炉膛内SNCR喷口、水平烟道SNCR喷口和SCR喷口连接；所述的尿素溶液储罐与SCR喷口之间设置有尿素水解反应器。本实用新型专利技术经济性高，还原剂利用率高，脱硝处理效果好，能有效避免催化剂堵塞、氨逃逸高等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统
本技术涉及烟气脱硝
，具体为一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统。
技术介绍
近年来，燃煤电厂氮氧化物的排放要求越来越严格，要求燃煤机组氮氧化物排放量小于50mg/m3，对于新建机组都要求能够接近或达到。并且一些重点区域都要求氮氧化物排放浓度不能超过30mg/m3。脱硝还原剂包括：液氨、氨水、尿素等，其中尿素便于储存，无异味，安全性高，逐步替代其它的还原剂。以尿素水解提供氨气的SCR技术，在高脱硝效率运行时，存在催化剂堵塞、氨逃逸高等问题，另外报废的固体催化剂处置也是一大难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，系统简单，经济性高，还原剂利用率高，脱硝处理效果好，能有效避免催化剂堵塞、氨逃逸高等问题。本技术是通过以下技术方案来实现：一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，包括沿烟气方向依次设置在炉膛和烟道内的高温区尿素喷口、SNCR喷口和SCR喷口，设置在炉膛上的分级风入口，以及设置在炉膛外的尿素溶液储罐；所述的SNCR喷口包括炉膛内SNCR喷口和水平烟道SNCR喷口；所述的炉膛内SNCR喷口设置在炉膛内；所述的水平烟道SNCR喷口设置在水平烟道内；所述的尿素溶液储罐分别通过尿素溶液输送管与高温区尿素喷口、炉膛内SNCR喷口、水平烟道SNCR喷口和SCR喷口连接；所述的尿素溶液储罐与SCR喷口之间设置有尿素水解反应器。进一步的，其特征在于，所述的分级风入口设置在燃烧器上方，分级风为一部分燃烧器的二次风。进一步的，所述的高温区尿素喷口设置在燃烧器和分级风入口之间的炉膛内。进一步的，所述的炉膛内SNCR喷口设置在分级风入口上方的炉膛内。进一步的，所述的SCR喷口设置在尾部烟道内。进一步的，所述的尿素水解反应器的水解产品气出口通过水解产品气输送管与SCR喷口连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术通过将高温还原区喷尿素技术应用于煤粉锅炉，利用煤粉锅炉分级燃烧产生的高温还原区，喷入还原剂，从而降低NO；而且，还通过将高温还原区喷尿素技术与低氮燃烧技术、SNCR技术、SCR技术联合应用，低氮燃烧技术使部分二次风作为分级风在炉膛上部注入，降低了燃烧器区域的氧含量，使炉内局部区域整体呈还原性气氛，为高温还原区喷尿素创造条件；同时，采用高温还原区喷尿素技术与SNCR技术、SCR技术共用同一套还原剂存储输送系统，使得整个系统简单，经济性高，降低了对SCR脱率效率的要求，减小SCR催化剂用量，进而减少烟风系统阻力，减少废弃催化剂处理量。进一步的，本技术根据不同燃烧工况产生的炉内温度分布及NO分布情况，优化选择投运的尿素还原剂喷口，调节范围大。附图说明图1为本技术实施例所述的系统结构示意图。图中：1是燃烧器的一次风，2是燃烧器的二次风，3是分级风入口，4是高温还原区尿素喷口，5是炉膛内SNCR喷口，6是水平烟道SNCR喷口，7是SCR喷口，8是尿素溶液储罐，9是尿素水解反应器，10是尿素溶液输送管道，11是水解产品气输送管。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。本技术一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，如图1所示，包括燃烧器的一次风1、燃烧器的二次风2、分级风3、高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、水平烟道SNCR喷口6、SCR喷口7、尿素溶液储罐8、尿素水解反应器9、尿素溶液输送管道10、水解产品气输送管11。煤粉由一次风1携带，与二次风2一起经燃烧器进入炉膛，部分二次风在锅炉上部作为分级风3进入炉膛。烟气携带飞灰经炉膛和顶部烟道后进入尾部烟道。尿素储存在尿素溶液储罐8内，经尿素溶液输送管道10输送到高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、水平烟道SNCR喷口6、尿素水解反应器9。尿素水解反应器9中的产品气经水解产品输送管11送至SCR喷口7。根据不同燃烧工况产生的炉内温度分布及NO分布情况，优化选择投运的还原剂喷口。一般来说，当机组负荷比较高，炉内整体温度水平比较高时，投运高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、SCR喷口7；当机组负荷比较低，炉内整体温度水平比较低时，投运高温还原区尿素喷口4、水平烟道SNCR喷口6、SCR喷口7。另外也可根据实际情况，将高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、水平烟道SNCR喷口6、SCR喷口7任意组合，以达到高效脱硝的目的。由于富燃料区高温喷氨技术是一种先进的炉内脱除NOx技术。其脱硝原理是在炉内主燃烧区营造高温欠氧环境，并喷入尿素或氨水等氨基还原剂，与NOx发生反应生成N2，从而实现NOx的还原脱除。相对于SCR技术，富燃料区高温喷氨技术无需使用催化剂，投资、维护成本大大降低；相对于SNCR技术，由于在富燃料、缺氧环境中喷入氨基还原剂，因此不存在NH3被氧化的条件，还原剂利用率高；本技术中高温喷氨技术、SNCR技术和SCR技术适用的温度区间不同，沿锅炉烟气流程，依次设置高温喷氨设备、SNCR设备和SCR设备，逐级配置，分级完成脱硝过程。高温喷氨技术、SNCR技术和SCR技术均以尿素为初始还原剂，还原剂存储供应系统实现公用，经济高效；而且喷氨技术与低氮燃烧技术、SNCR技术联合应用可以将NOx排放降低到较低水平。在实际操作应用中，包括如下步骤，步骤1，煤粉由燃烧器的一次风1携带，与燃烧器的二次风2一起经燃烧器进入炉膛，部分二次风在锅炉上部作为分级风通过分级风入口3进入炉膛；烟气携带飞灰经炉膛和顶部烟道后进入尾部烟道；步骤2，储存在尿素溶液储罐8内的尿素经尿素溶液输送管道10输送到高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、水平烟道SNCR喷口6进行烟气脱硝作业；同时尿素水解反应器9中的尿素水解产品气经水解产品气输送管11送至SCR喷口7进行烟气脱硝作业。其中，根据不同燃烧工况产生的炉内温度分布及NO分布情况，选择投运的还原剂喷口，将高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、水平烟道SNCR喷口6、SCR喷口7任意组合。其中，当机组负荷高，炉内整体温度水平高时，投运高温还原区尿素喷口4、炉膛内SNCR喷口5、SCR喷口7；当机组负荷低，炉内整体温度水平低时，投运高温还原区尿素喷口4、水平烟道SNCR喷口6、SCR喷口7。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，其特征在于，包括沿烟气方向依次设置在炉膛和烟道内的高温区尿素喷口(4)、SNCR喷口和SCR喷口(7)，设置在炉膛上的分级风入口(3)，以及设置在炉膛外的尿素溶液储罐(8)；/n所述的SNCR喷口包括炉膛内SNCR喷口(5)和水平烟道SNCR喷口(6)；所述的炉膛内SNCR喷口(5)设置在炉膛内；所述的水平烟道SNCR喷口(6)设置在水平烟道内；/n所述的尿素溶液储罐(8)分别通过尿素溶液输送管(10)与高温区尿素喷口(4)、炉膛内SNCR喷口(5)、水平烟道SNCR喷口(6)和SCR喷口(7)连接；所述的尿素溶液储罐(8)与SCR喷口(7)之间设置有尿素水解反应器(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，其特征在于，包括沿烟气方向依次设置在炉膛和烟道内的高温区尿素喷口(4)、SNCR喷口和SCR喷口(7)，设置在炉膛上的分级风入口(3)，以及设置在炉膛外的尿素溶液储罐(8)；
所述的SNCR喷口包括炉膛内SNCR喷口(5)和水平烟道SNCR喷口(6)；所述的炉膛内SNCR喷口(5)设置在炉膛内；所述的水平烟道SNCR喷口(6)设置在水平烟道内；
所述的尿素溶液储罐(8)分别通过尿素溶液输送管(10)与高温区尿素喷口(4)、炉膛内SNCR喷口(5)、水平烟道SNCR喷口(6)和SCR喷口(7)连接；所述的尿素溶液储罐(8)与SCR喷口(7)之间设置有尿素水解反应器(9)。


2.根据权利要求1所述的一种以尿素为还原剂的煤粉锅炉烟气全流程脱硝系统，其特征在于，所述的分级风入口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，赵锋，向小凤，张向宇，陆续，徐宏杰，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61