一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，包括稀釋水罐、安全防護(hù)系統(tǒng)、還原劑存儲(chǔ)罐、空氣儲(chǔ)罐和控制系統(tǒng)，還包括計(jì)量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道，稀釋水罐、還原劑存儲(chǔ)罐和空氣儲(chǔ)罐分別通過(guò)管道和泵連接至計(jì)量混合分配單元的進(jìn)料口，安全防護(hù)系統(tǒng)連接至控制系統(tǒng)，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過(guò)上煙道連接，上煙道設(shè)置還原劑噴射裝置，計(jì)量混合分配單元通過(guò)管道與還原劑噴射裝置相連接，還原劑噴射裝置包括通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置和螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。與常規(guī)循環(huán)流化床煙氣脫硝裝置相比，氨逃逸率由12ppm降低至8ppm以下，脫硝效率由60%提升至80%以上。
【專利說(shuō)明】一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及脫硝系統(tǒng)，尤其是一種專用于三廢流化混燃爐的還原法煙氣脫硝系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]中小型燃煤鍋爐等固定能源系統(tǒng)燃燒化石燃料過(guò)程中釋放的氮氧化物對(duì)環(huán)境造成的污染早已經(jīng)變成環(huán)境保護(hù)的焦點(diǎn)話題。NOx是一種主要的大氣污染物質(zhì)，NOx與碳?xì)浠衔锟梢栽趶?qiáng)光作用下造成光化學(xué)污染，排放到大氣中的NOx是形成酸雨的主要原因，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。
[0003]三廢流化混燃爐是用于燃燒廢渣、廢灰、廢氣、煤泥及環(huán)保處理難度比較大的化工廢液，來(lái)產(chǎn)生高位能蒸汽的一種三廢(多廢)余熱回收裝置。
[0004]大氣中65%左右的NOx是由煤燃燒產(chǎn)生的，而三廢流化混燃爐的燃料主要為煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢爐渣、廢灰和廢氣，雖然固體混合燃料的熱值低、硫含量較低，但是由于其在爐膛內(nèi)燃燒溫度較高(通常在95(Tl050°C)，因此三廢爐煙氣成分中的NOx含量一般在400-500 mg/Nm3,平均比循環(huán)流化床等純?nèi)济侯愋湾仩t煙氣成分中的NOx含量高100-200mg/Nm3，并且處理難度大，目前國(guó)內(nèi)三廢流化混燃爐(含兩氣爐)余熱回收裝置尚無(wú)配套NOx脫除裝置，該項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了三廢爐行業(yè)脫硝的空白，隨著國(guó)家環(huán)保政策的進(jìn)一步完善及環(huán)保要求的逐步提高，煙氣脫硝勢(shì)在必行，強(qiáng)制脫硝的環(huán)保壓力將會(huì)落實(shí)到每個(gè)企業(yè)身上，因此，一種專門用于三廢流化混燃爐或兩氣爐煙氣脫硝技術(shù)的實(shí)施和推廣非常必要。
[0005]以往的普通流化床鍋爐SNCR脫硝的容積小，還原劑與煙氣不能及時(shí)均勻的混合，燃燒氣體停留時(shí)間短，所以脫硝效率較低，同時(shí)SNCR對(duì)鍋爐的返料系統(tǒng)有影響，容易造成鍋爐返料系統(tǒng)的堵塞；而三廢爐脫硝容積大，有混燃爐、上煙道和組合除塵器，燃燒氣體停留時(shí)間長(zhǎng)，還原劑可與煙氣充分長(zhǎng)時(shí)間的混合，路徑長(zhǎng)所以對(duì)鍋爐返料無(wú)影響，脫硝效率更高更充分。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，操作方便安全，故障率低，所有參數(shù)在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)報(bào)警，能夠?qū)崿F(xiàn)整套裝置一鍵啟停。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案是:一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，包括:稀釋水罐、安全防護(hù)系統(tǒng)、還原劑存儲(chǔ)罐、空氣儲(chǔ)罐、控制系統(tǒng)、計(jì)量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道；
[0008]稀釋氨水罐、還原劑存儲(chǔ)罐和空氣儲(chǔ)罐通過(guò)管道和泵連接至計(jì)量混合分配單元的進(jìn)料口，安全防護(hù)系統(tǒng)連接至控制系統(tǒng)，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過(guò)上煙道連接，上煙道設(shè)置至少兩個(gè)還原劑噴射裝置，計(jì)量混合分配單元通過(guò)管道與上煙道上還原劑噴射裝置連接，還原劑噴射裝置包括通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置和螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
[0009]進(jìn)一步，上煙道長(zhǎng)2.5-3.0m，脫硝系統(tǒng)工作時(shí)，煙氣流速根據(jù)鍋爐負(fù)荷狀態(tài)不同，一般在20-35m/s，根據(jù)三廢流化混燃爐煙氣中實(shí)際氮氧化物的含量，上煙道側(cè)面設(shè)置一道縱向的扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，數(shù)量為4個(gè)，均布排列，工作時(shí)形成一道橫向霧墻；煙道頂部設(shè)置4個(gè)螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置，螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴交錯(cuò)布置，此種還原劑噴射裝置多級(jí)分層立體布置，保證在煙道形成多道水幕墻，保證了還原劑與煙氣在煙道內(nèi)充分混合并迅速反應(yīng)，出煙道后的混合氣體進(jìn)入到三廢爐組合除塵器進(jìn)一步反應(yīng)完全，還原劑在850-950°C溫度區(qū)間停留時(shí)間長(zhǎng)，可保證還原劑霧化更加均勻合理，反應(yīng)更徹底。
[0010]所述計(jì)量混合分配單元:包括計(jì)量分配箱、還原劑流量調(diào)節(jié)閥、還原劑流量計(jì)、稀釋水流量調(diào)節(jié)閥、稀釋水流量計(jì)、稀釋還原劑切斷閥、壓縮空氣減壓閥及轉(zhuǎn)子流量計(jì)等，以上結(jié)構(gòu)按常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)即可組裝成計(jì)量混合分配單元，用來(lái)準(zhǔn)確計(jì)量分配混合還原劑、稀釋水和空氣。
[0011]所述三廢流化混燃爐是合成氨造氣三廢流化混燃爐(專利號(hào):ZL01215849.6)的簡(jiǎn)稱，主要是三廢(造氣廢渣、廢灰、廢氣)的燃燒部分，后面組合除塵器是除塵部分。
[0012]所述安全防護(hù)系統(tǒng)是指預(yù)防氨泄露的氨氣氣體探測(cè)器，具有報(bào)警警示功能。當(dāng)發(fā)生氨泄露時(shí)，會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，以提示操作人員及時(shí)處理。
[0013]所述組合除塵器是連接在三廢流化混燃爐后面的一個(gè)容器，其主要作用是前面三廢流化混燃爐爐膛燃燒后的煙氣經(jīng)過(guò)上煙道進(jìn)入組合除塵器，在除塵器內(nèi)部進(jìn)行煙塵分離，大量灰塵顆粒在下面落灰口集中回收，避免了對(duì)后面余熱鍋爐的沖刷，它主要是和前面的三廢流化混燃爐本體組合在一起的。
[0014]還原劑噴射裝置:包括空氣冷卻管、霧化噴頭和霧化空氣管，以上部件按常規(guī)技術(shù)連接而成。所述通用扇形噴嘴型還原噴射裝置包括空氣冷卻管、通用扇形噴嘴和霧化空氣管。所述螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原噴射裝置包括空氣冷卻管、螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴和霧化空氣管。通用扇形噴嘴還原噴射裝置和螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴還原噴射裝置都屬于還原劑噴射裝置，只是霧化噴頭不同。
[0015]本實(shí)用新型是一種專門用于脫除三廢流化混燃爐煙氣中NOx的成套脫硝技術(shù)裝置，屬于環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】的煙氣凈化技術(shù)。該技術(shù)為高溫段、選擇性、非催化還原的脫硝技術(shù)，還原劑為59Γ12%的稀氨水或者氨氣、尿素，通過(guò)特殊的霧化噴射裝置，在三廢流化混燃爐高溫?zé)煔馔ǖ乐袊娙腱F化均勻的稀還原劑，稀還原劑在85(Γ1000?的高溫條件下，有選擇性地和煙氣中的NOx充分接觸并發(fā)生還原反應(yīng)，將NOx分解成無(wú)毒、無(wú)害的N2和水蒸氣，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，能有效的避免環(huán)境污染，更好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，與常規(guī)循環(huán)流化床煙氣脫硝裝置相比，氨逃逸率由12ppm降低至Sppm以下，脫硝效率由60%提升至80%以上，可完全滿足三廢爐的脫硝需要。脫硝部位在三廢流化混燃爐和組合除塵器之間的上煙道，工作溫度在850-100(TC之間；還原劑噴射裝置為組合旋轉(zhuǎn)式，根據(jù)需要采用多級(jí)分層立體布置，位置可在煙道側(cè)面和頂部均布；還原劑噴射裝置可在水平煙道形成多道水幕墻，保證還原劑與煙氣的充分混合；三廢流化混燃爐容積大，燃燒氣體停留時(shí)間長(zhǎng)，脫硝更充分。脫硝為連續(xù)運(yùn)行，三廢流化混燃爐工程采用選擇性非催化還原(SNCR)工藝煙氣脫硝系統(tǒng)，運(yùn)行方式為連續(xù)運(yùn)行，要求該系統(tǒng)具有很高的可靠性和可利用率，不能因?yàn)樵撓到y(tǒng)的故障而導(dǎo)致停機(jī)。整套系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，操作方便安全，故障率低，所有參數(shù)在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)報(bào)警，能夠?qū)崿F(xiàn)整套裝置一鍵啟停。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型三廢流化混燃爐、上煙道和組合除塵器結(jié)構(gòu)部分的俯視圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型上煙道的結(jié)構(gòu)示意主視圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型上煙道的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
[0021]其中，1、稀釋水罐，2、安全防護(hù)系統(tǒng)，3、還原劑存儲(chǔ)罐，4、空氣儲(chǔ)罐，5、控制系統(tǒng)，
6、計(jì)量混合分配單元，7、組合除塵器，8、三廢流化混燃爐，9、上煙道，10、還原劑噴射裝置，10-1、通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，10-2、螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1和2所示，一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，包括:稀釋水罐1、安全防護(hù)系統(tǒng)2、還原劑存儲(chǔ)罐3、空氣儲(chǔ)罐4、控制系統(tǒng)5、計(jì)量混合分配單元6、組合除塵器
7、三廢流化混燃爐8和上煙道9。
[0024]稀釋水罐1、還原劑存儲(chǔ)罐3和空氣儲(chǔ)罐4通過(guò)管道和泵連接至計(jì)量混合分配單元6的進(jìn)料口，安全防護(hù)系統(tǒng)2連接至控制系統(tǒng)5，三廢流化混燃爐8和組合除塵器7通過(guò)上煙道連接，上煙道9設(shè)置還原劑噴射裝置10，計(jì)量混合分配單元6通過(guò)管道連接至上煙道9上還原劑噴射裝置10，所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)，所述還原劑存儲(chǔ)罐3里的還原劑為氨水。所述還原劑噴射裝置包括通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置和螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
[0025]如圖3和4所示，上煙道長(zhǎng)2.5-3.0m，脫硝系統(tǒng)工作時(shí)，煙氣流速根據(jù)鍋爐負(fù)荷狀態(tài)不同，一般在20-35m/s，根據(jù)三廢爐煙氣中實(shí)際氮氧化物的含量，上煙道9側(cè)面設(shè)置一道縱向通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，數(shù)量為4個(gè)，均布排列，工作時(shí)縱向通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置水平噴形成一道橫向霧墻；煙道頂部設(shè)置4個(gè)螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置，螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置交錯(cuò)布置，工作時(shí)螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置向下噴，此種還原劑噴射裝置的排列，保證了還原劑與煙氣在煙道內(nèi)充分接觸混合并迅速反應(yīng)，出煙道后的混合氣體進(jìn)入到三廢爐組合除塵器進(jìn)一步反應(yīng)完全，還原劑在850-950°C溫度區(qū)間停留時(shí)間長(zhǎng)，可保證還原劑霧化更加均勻合理，反應(yīng)更徹底。
[0026]常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐，因煙氣中氮氧化物一般在300mg/NM3以下，一般在出口煙道中設(shè)置一組縱向噴頭，脫硝效率約為50-60%，氨逃逸往往高達(dá)12ppm，基本能滿足循環(huán)流化床鍋爐的脫硝需求，因三廢流化混燃爐煙氣中氮氧化物一般在400-500 mg/NM3，常規(guī)循環(huán)流化床SCNR脫硝工藝無(wú)法滿足三廢爐煙氣脫硝需要，因此，一種專門應(yīng)用于三廢混燃爐的煙氣脫硝技術(shù)，采用常規(guī)噴頭與螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴相結(jié)合方式，可確保還原劑與煙氣混合更加均勻，同時(shí)結(jié)合三廢流化混燃爐結(jié)構(gòu)特性，還原劑與煙氣充分混合后，上煙道9至組合除塵器7出口均為還原劑與氮氧化物的反應(yīng)空間，還原時(shí)間可保證在2S以上，具有充分的還原時(shí)間，可最大限度的提高還原劑的利用率，節(jié)省了還原劑用量即降低了氨逃逸率，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，與常規(guī)循環(huán)流化床煙氣脫硝裝置相比，氨逃逸率由12ppm降低至8ppm以下，脫硝效率由60%提升至80%以上，可完全滿足三廢爐的脫硝需要。
[0027]廢渣和廢灰摻配部分煙煤或無(wú)煙煤沫經(jīng)輸煤系統(tǒng)進(jìn)入三廢流化混燃爐底部，利用布風(fēng)板進(jìn)行配風(fēng)燃燒，生產(chǎn)中的廢氣在爐膛中上部進(jìn)入混燃爐燃燒，混燃后的高溫?zé)煔?850-1000°C )通過(guò)上煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行煙塵脫離，組合旋轉(zhuǎn)式噴射裝置可在水平煙道形成多道水幕墻，保證目的是讓還原劑與煙氣充分混合。脫硝后的煙氣進(jìn)入主要受熱面即余熱鍋爐，隨后進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)一步除塵后去脫硫裝置脫硫，達(dá)標(biāo)后的煙氣經(jīng)煙囪排空。
[0028]目前全國(guó)正在運(yùn)行的三廢流化混燃爐裝置約250余套，目前僅有幾套裝置配置了SCR煙氣脫硝裝置，雖能滿足煙氣脫硝需要，但投資較大(單套脫硝裝置投資額約1000萬(wàn)元左右)，而燃煤爐上常規(guī)SNCR煙氣脫硝裝置雖然投資較少，但脫硝效率低無(wú)法滿足脫硝需要，因此，一種專用于三廢流化混燃爐的還原法煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可滿足三廢流化混燃爐煙氣脫硝的需求，能大大降低脫硝投資，同時(shí)可把煙氣中NOx降到100mg/Nm3以下，可完全滿足以后國(guó)家對(duì)NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，有了脫硝裝置使得煙氣排放更潔凈，減少了環(huán)境污染，保護(hù)了環(huán)境。
[0029]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，包括:稀釋水罐、安全防護(hù)系統(tǒng)、還原劑存儲(chǔ)罐、空氣儲(chǔ)罐和控制系統(tǒng)其特征在于:還包括計(jì)量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道； 所述稀釋水罐、還原劑存儲(chǔ)罐和空氣儲(chǔ)罐分別通過(guò)管道和泵連接至計(jì)量混合分配單元的進(jìn)料口，安全防護(hù)系統(tǒng)連接至控制系統(tǒng)，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過(guò)上煙道連接，上煙道設(shè)置至少兩個(gè)還原劑噴射裝置，計(jì)量混合分配單元通過(guò)管道與還原劑噴射裝置相連接，所述還原劑噴射裝置包括通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置和螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述上煙道長(zhǎng)2.5-3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述上煙道其中一個(gè)側(cè)面設(shè)置4個(gè)縱向排列的通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，上煙道頂部交錯(cuò)設(shè)置4個(gè)螺旋形實(shí)心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制整個(gè)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK204159203SQ201420645179
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】葉文約, 徐丙剛, 秦文勇, 王言官 申請(qǐng)人:臨沂龍?jiān)垂?jié)能技術(shù)有限公司