多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种还原法降低氮氧化物排放的燃气锅炉，特别涉及有氨气供气源的锅炉厂用的燃气锅炉及其多点喷射氨水雾化还原降低氮氧化物排放的方法，属燃气锅炉NOx降排技术领域。
【背景技术】
[0002]面对愈演愈烈的雾霾危机，锅炉“煤改气”工程是改善雾霾的一项重要举措，且国家环保部在排放浓度方面提出了更高的要求，降低燃气锅炉氮氧化物浓度的排放迫在眉睫。国内外普遍采用的降低燃气锅炉氮氧化物排放浓度的方法有= SNCR法(不需要催化剂，即非选择性催化还原法)和SCR法(需要用催化剂选择性催化还原XSNCR法需要在850度左右的炉膛温度场喷射氨水，NOx排放浓度可达到50mg/Nm3甚至更低；SCR法需要在锅炉炉膛内特定的400度左右温度场里喷射氨水，并在预置催化剂的作用下进行还原，降低NOx效率可以达到80%以上。在燃煤锅炉领域，上述SNCR法和SCR法均相对比较成熟，应用广泛。近年来随着环保要求提高，在燃气锅炉领域也逐渐采用SNCR法或SCR法降低燃气锅炉氮氧化物排放浓度。但上述两个方法也有其显著的缺点，如喷射氨水的温度针对性过强、适用温度区间狭窄、停留时间较短、投资和运行成本昂贵、氨水逃逸后腐蚀锅炉系统、存在毒性催化剂后续处理等问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提供一种多点喷射氨水雾化还原法降低氮氧化物排放的燃气锅炉，采用空气雾化喷枪，将氨水雾化后多点喷射到燃气锅炉区域温度高达1000度以上的主燃区(富燃料区)，用于还原NOx，降低NOx的浓度;克服现有技术中气体燃料直接燃烧生成大量NOx造成的污染环境，满足国家的低排放环保要求。
[0004]为达到上述目的，本发明釆用的技术方案为:一种多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法，燃气锅炉包括压缩空气系统、氨水供给系统和多点喷射系统，其特征在于:所述多点喷射系统的多个喷枪，对称均布设置或分层对称均布设置在炉膛主燃区内侧水冷壁周边，所述喷枪的枪膛分别与压缩空气分配室、氨水溶液分配室管道连接，氨水在所述枪膛内经压缩空气雾化后，通过喷枪喷嘴髙速喷入燃气锅炉的主燃区。
[0005]所述压缩空气分配室压缩空气的压力参数为0.5-0.7MPa，压力露点为_20°C。
[0006]本发明的有益结果:本发明采用空气雾化喷枪，将氨水雾化多点喷射到燃气锅炉区域温度高达1000度以上的主燃区(富燃料区)，使NH3和主燃区的羟基(CN)和NOx之间发生化学还原反应，能够冷却该区域的局部燃烧温度;并能稀释氧浓度，减少氮气、氮化合物与氧气结合的几率，从而减少NOx的产生，将NOx排放降低约15?50%。
[0007]本发明类似于SNCR，成本低，不需要催化剂，只喷雾化氨水，但是SNCR对于氨水的喷射目的地有着严格温度要求，一般要求喷射在800-900度范围内的温度场，实际上已经是炉膛(燃烧区)出口左右的位置，燃烧已经结束，而本发明喷射的位置是温度高达900?1300度的主燃区(富燃料区)，该区域富燃料但是缺氧，雾化氨水中的NH3在相对缺氧的情况下能与NO2反应，从而降低NOx排放。
【附图说明】
[0008]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0009]图1为氨气还原系统结构示意图；
图2为炉膛横断面A-A上多点喷射系统结构示意图。
[0010]图中，1.氨水还原溶液控制调节阀；2.还原溶液分配室;3.储气罐;4.流量控制阀；5.压力调节阀；6.空气电磁阀；7.空气压缩分配器;8.喷枪;9炉膛主燃区(富燃料区)；10炉膛水冷壁。
【具体实施方式】
[0011]图1为氨气还原系统结构示意图；图2为多点喷射系统结构示意图。
[0012]如图1，2所示，一种多点喷射氨水雾化还原降低氮氧化物排放的燃气锅炉，包括压缩空气系统、氨水供给系统和多点喷射系统，其特征在于:
所述压缩空气系统包括依次前后管道连接的空气储气罐3、流量控制阀4、压力调节阀
5、空气电磁阀6和压缩空气分配室7。
[0013]所述氨水供给系统通过控制调节阀I与氨水溶液分配室2管道连接；
所述多点喷射系统，包括炉膛主燃区9内侧水冷壁10周边对称均布设置的多个喷枪8，所述喷枪8的枪膛分别与压缩空气分配室7、氨水溶液分配室8管道连接(见图1)。压缩空气经压缩空气系统输送至枪头8，氨水经氨水系统输送至枪头8，在枪头8内部，氨水与压缩空气混合，即压缩空气冲击和撕裂氨水，然后雾化状氨水混合物在枪膛内与压缩空气混合雾化后，经喷枪8喷嘴多点髙速喷入燃气锅炉的主燃区9(如图2所示)。使雾化的氨气中的NH3和主燃区的羟基、NOx之间发生化学还原反应，降低烟气中NOx的浓度，提高脱硝效率。
[0014]所述燃气锅炉垂直设置，横截面是方形，喷枪8位于主燃区9内侧不同高度的径向平面上。所述不同高度的径向平面数量为I?3个。
[0015]在锅炉炉膛内同一个平面上，喷枪8布置尽可能对称均衡布置在炉膛四角和四边，选取合适的速度和角度喷入炉膛主燃区9，多点喷入雾化氨水，气流扰动强，后期混合好，以达到氨水和高温烟气充分混合，确保ΝΗ3、0Η和NOx之间充分的化学反应，实现氮氧化物的超级还原，降低NOx排放。
[0016]所述压缩空气分配室7压缩空气的压力参数为0.5-0.7MPa，压力露点为_20°C。
[0017]所述喷枪8采用防腐材料制作。
【主权项】
1.一种多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法，燃气锅炉包括压缩空气系统、氨水供给系统和多点喷射系统，其特征在于:所述多点喷射系统的多个喷枪，对称均布设置或分层对称均布设置在炉膛主燃区内侧水冷壁周边，所述喷枪的枪膛分别与压缩空气分配室、氨水溶液分配室管道连接，氨水在所述枪膛内经压缩空气雾化后，通过喷枪喷嘴髙速喷入燃气锅炉的主燃区。2.根据权利要求1所述一种多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法，其特征在于:所述压缩空气分配室压缩空气的压力参数为0.5-0.7MPa，压力露点为_20°C。
【专利摘要】本发明提供一种多点喷射氨水雾化还原降低燃气锅炉NOx排放的方法，要解决降低气体燃料直接燃烧生成大量NOx造成污染环境技术问题，属燃气锅炉氮氧化物降排技术领域。其特征在于氨水经压缩空气雾化后，经分层多点对称均布设置的喷枪喷嘴髙速喷射到燃气锅炉区域温度高达1000度以上的主燃区（富燃料区），使雾化的氨汽中的NH3和主燃区的羟基、NOx之间发生化学还原反应，降低NOx的浓度。低温的雾化氨水喷射至高温主燃区，能够冷却该区域的局部燃烧温度，并且，雾化氨水能稀释氧浓度，减少氮气、氮化合物与氧气结合的几率，从而减少NOx的产生。降低烟气中NOx的浓度。
【IPC分类】B01D53/79, B01D53/56
【公开号】CN105536487
【申请号】CN201610050265
【发明人】陈宝明, 毕德贵, 田莉勤, 刘佳云
【申请人】上海华之邦科技股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月26日