可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法技术

可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法，它涉及锅炉燃烧褐煤的方法。它解决了目前采用空气分级燃烧技术锅炉燃烧褐煤容易发生结渣，采用选择性催化还原技术锅炉燃烧褐煤需要催化剂、系统投资巨大、运行成本高，以及采用选择性非催化还原技术锅炉燃烧褐煤脱硝效率低的问题。可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法采用炉膛内从下至上分为主燃区（１）和燃尽区（２）的褐煤锅炉；褐煤燃烧过程中氨基还原剂分级喷入。本发明专利技术两种方法均可降低氮氧化物排放量达６０％以上，而且褐煤燃烧效率高达９８％以上。本发明专利技术两种方法中褐煤在燃烧过程中不发生结渣，不需要催化剂，运行成本仅为选择性催化还原（ＳＣＲ）法运行成本的３０％左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锅炉燃烧褐煤的方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是燃煤锅炉排放的主要大气污染物之一，氮氧化物除了形成酸雨，破坏生态环境，还能形成光化学烟雾，直接危害人类健康。目前，氮 氧化物在我国已经成为仅次于二氧化硫的大气污染物，对酸雨、空气质量和地面臭氧浓度的影响越来越大。2004年1月1日开始实施了新的《火电厂大气 污染物排放标准》(GB13223-2003)，此排放标准比过去的标准更加严格。2004 年7月1日起国家对氮氧化物按每一污染当量(氮氧化物的排污当量为0.95 千克)0.6元直接向排放污染物的单位收费，因此需要在保证煤炭燃烧效率的 同时降低氮氧化物的排放量。我国是世界上最大的煤炭消费国，褐煤资源丰富，根据世界能源理事会 (WEC)统计的2004年底数据，我国煤炭资源中褐煤探明可采储量占我国煤炭 可采储量的16%。所以，褐煤锅炉的燃烧技术成为目前研究的重点。褐煤具有挥发分高、水分高、灰熔点低，容易发生结渣的特点。采用目前 最为常用的空气分级燃烧技术，主燃区过量空气系数为0.8 0.9，虽然可以有 效地降低NOx的生成，但由于空气分级燃烧技术中主燃区为较强的还原气氛， 而褐煤在较强还原气氛中容易发生结渣，所以采用空气分级燃烧技术锅炉燃烧 褐煤效果不理想。采用选择性催化还原(SCR)技术脱硝效率较高，可使锅炉 NOx排放量降低90%以上，但需要催化剂，系统投资巨大，且运行成本高， 很难大面积推广。采用选择性非催化还原(SNCR)技术不需要催化剂，系统 投资和运行费用也远低于SCR技术；但SNCR反应存在"温度窗口"，温度高 于110(TC，氨基还原剂生成的NH3被氧化生成NOx (增加的氮氧化物的排放 量)，当温度低于90(TC， NH3与NOx的反应速率很低，因此只有在温度窗口 (900~1100°C)范围内才能保证较高的脱硝效率。由于锅炉炉内烟气温降速度 大，满足SNCR反应温度窗口的区间非常有限， 一般仅在炉膛折焰角附近到水平烟道的有限空间可满足要求;而且采用SNCR技术还存在氨基还原剂在锅炉 炉膛内难以与烟气均匀混合的问题；所以，虽然SNCR技术小型机理试验的脱 硝效率可以达到80% 90%，但在实际运行中脱硝效率一般只能达到30% 50%。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前采用空气分级燃烧技术锅炉燃烧褐煤容易 发生结渣，采用选择性催化还原技术锅炉燃烧褐煤需要催化剂、系统投资巨大、 运行成本高，以及采用选择性非催化还原技术脱硝效率低的问题，而提供的可 降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法。采用炉膛内从下至上分为主 燃区和燃尽区的褐煤锅炉，主燃区和燃尽区之间以燃尽风喷口为界；褐煤燃烧 过程中氨基还原剂雾化后分级喷入主燃区、燃尽区和水平烟道；其中通过配风 控制主燃区过量空气系数为0.9 1，燃尽区过量空气系数为1.15 1.2;主燃 区中喷入的氨基还原剂所产生的NH3与主燃区烟气中氮氧化物的摩尔比为 0.5 1.1 : 1;燃尽区和水平烟道中喷入的氨基还原剂所产生的NH3与燃尽区 及水平烟道烟气中总氮氧化物的摩尔比为0.6 1.5: 1，并控制锅炉出口的氨 漏失量小于5ppm。采用炉膛内从下至上分为主 燃区和燃尽区的褐煤锅炉，主燃区和燃尽区之间以燃尽风喷口为界；褐煤燃烧 过程中氨基还原剂雾化后分级喷入主燃区和燃尽区；其中通过配风控制主燃区 过量空气系数为0.9 1，燃尽区过量空气系数为L15 1.2;主燃区中喷入的 氨基还原剂所产生的NH3与主燃区烟气中氮氧化物的摩尔比为0.5 1.1 : 1; 燃尽区中喷入的氨基还原剂所产生的NH3与燃尽区烟气中氮氧化物的摩尔比 为0.6 1.5: 1，并控制锅炉出口的氨漏失量小于5ppm。本专利技术两种方法均可降低氮氧化物排放量达60%以上，而且褐煤燃烧效率 高达98%以上。本专利技术两种方法中褐煤在燃烧过程中不发生结渣，不需要催化 剂，运行成本仅为选择性催化还原(SCR)法运行成本的30%左右。本专利技术方法与常规空气分级燃烧技术相比，主燃区采用弱还原气氛，有效 地避免燃用褐煤时发生结渣；同时主燃区喷入氨基还原剂，利用煤粉还原气氛200910071378.X下燃烧时产生的还原组分(CHi、 NH3、 HCN、 CO等)与氨基还原剂分解产生 的NH3协同脱除烟气中的NOx，主燃区的弱还原气氛和氨基还原剂的给入降 低了主燃区出口烟气的NOx浓度。由于褐煤水分高，在燃烧时烟气中有大量水蒸气存在，使得SNCR反应的 温度窗口向高温区移动，因此扩大了 SNCR反应温度窗口的区域；加之褐煤采 用低温燃烧技术，所以燃尽风引入锅炉炉膛之后炉内温度还在SNCR反应的温 度窗口内，主燃区出口未反应的NHi和引入燃尽区和水平烟道的氨基还原剂在 氧化性气氛下可以进一步和NOx发生选择性反应(SNCR反应)降低NOx排 放；因此本专利技术方法充分利用整个炉膛空间进行脱氮反应，在烟气流向下游的 空间可以利用上游空间未反应的氨基还原剂进一步还原NOx，氨基还原剂得 到有效的利用，另一方面氨基还原剂喷入位置提前于常规SNCR方法，有利于 氨基还原剂与烟气的混合，增加了氨基还原剂与NOx的SNCR反应时间，提 高脱硝率。本专利技术方法运行可靠性高，而且所使用的褐煤锅炉构造简单，也可使用现 有煤粉锅炉。 附图说明图1是本专利技术所使用的锅炉 的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方 式间的任意组合。具体实施方式一结合图1说明本实施方式可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法采用炉膛内从下至上分为主燃区1和燃尽区2的褐煤锅炉，主燃区1和燃尽区2之间以燃尽风喷口 4为界；褐煤燃烧过程中氨基还原剂雾化后 分级喷入主燃区1、燃尽区2和水平烟道6;其中通过配风控制主燃区1过量空气系数为0.9 1，燃尽区2过量空气系数为1.15 1.2;主燃区1中喷入的氨基还原剂所产生的NH3与主燃区1烟气中氮氧化物的摩尔比为0.5 U : 1;燃尽区2和水平烟道6中喷入的氨基还原剂所产生的NH3与燃尽区2及水平 烟道6烟气中总氮氧化物的摩尔比为0.6 1.5 : 1，并控制锅炉出口的氨漏失6量小于5ppm。本实施方式通过配风装置控制炉内各区域的过量空气系数。本实施方式中 各级氨基还原剂的喷入量可根据实际情况中NOx的排放量、氨的漏失量和运 行成本进行调整。 具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一的不同点是氨基还原剂分三级喷入，第一级氨基还原剂从一级还原剂喷口或燃烧器3的二次风喷口喷 入主燃区1，第二级氨基还原剂从燃尽风喷口 4和/或炉膛折焰角喷口 8喷入燃 尽区2，第三级氨基还原剂从氨基还原剂三级喷口 9喷入水平烟道6。其它步 骤及参数与实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是通过配风控制主燃区1过量空气系数为0.95，燃尽区2过量空气系数为1.16 1.17。 其它步骤及参数与实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一、二或三的不同点是氨基还原剂为质量浓度为5% 20%的氨水溶液、尿素溶液或碳酸氢铵溶液。其它步骤及参数与实施方式一、二或三相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式四的不同点是氨基还原剂为质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法，其特征在于可降低氮氧化物排放量的褐煤锅炉燃烧方法采用炉膛内从下至上分为主燃区（１）和燃尽区（２）的褐煤锅炉，主燃区（１）和燃尽区（２）之间以燃尽风喷口（４）为界；褐煤燃烧过程中氨基还原剂雾化后分级喷入主燃区（１）、燃尽区（２）和水平烟道（６）；其中通过配风控制主燃区（１）过量空气系数为０．９～１，燃尽区（２）过量空气系数为１．１５～１．２；主燃区（１）中喷入的氨基还原剂所产生的ＮＨ↓［３］与主燃区（１）烟气中氮氧化物的摩尔比为０．５～１．１∶１；燃尽区（２）和水平烟道（６）中喷入的氨基还原剂所产生的ＮＨ↓［３］与燃尽区（２）及水平烟道（６）烟气中总氮氧化物的摩尔比为０．６～１．５∶１，并控制锅炉出口的氨漏失量小于５ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，刘欢鹏，王辉，朱舒扬，焦峰，刘敦雨，陈建，曹庆喜，吴少华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]