一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法与流程

本发明属于煤炭燃烧设备领域，涉及一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法，尤其涉及一种适用于中小型燃煤锅炉的低排系统及其处理方法。

背景技术：

链条炉属于层燃锅炉，在我国燃煤工业锅炉中广泛应用。在燃烧组织方式上，链条炉以恒速行进炉排层燃为主，辅以炉排上部区域内细小颗粒构建的悬浮燃烧。其配风以炉排底部送入的一次风占据主导、炉排上部二次风为辅。从燃烧理念上看，借助于合理的一、二次风分配和一次风在炉排下部各风室之间的分配，链条炉在理论上可避免nox的大量生成。

cn107166428a和cn106439792a等公开了层燃锅炉，通过调整烟气的循环分布以达到降低氮氧化物排放的目的。

然而，现有工业燃煤链条排炉普遍存在着以下问题：

(1)锅炉热效率低，平均仅为60％左右；

链条炉排在运行过程中，因过量空气系数大或排烟温度高(因烟气短路等导致对流受热面吸收高温烟气的热量减弱造成的)会导致烟气热损失大，这是影响锅炉热效率的主要原因。

同时，因底渣含碳量高达20wt％～30wt％和漏煤损失导致固体未完全燃烧会造成热损失。

湿法成型的型煤在工业锅炉因煤种(包括挥发分、黏结性、结焦性、含水量和灰分含量等)、粒度、添加剂和燃烧条件等因素，存在燃尽率低，烧不透的问题。

(2)脱硫脱硝除尘改造或新增运行成本高，存在二次污染；

在工业燃煤锅炉超低排放的要求下，脱硫方面多采用半干法(烟气循环流化床脱硫)或湿法脱硫(如双碱法和单碱法等)。脱硝方面，多采用强氧化剂氧化(如次氯酸钠和臭氧等)以及催化剂催化氧化(如锰系催化剂)等方法。除尘方面，多是在电除尘、布袋除尘或电袋除尘的基础上更换高精滤袋或增加湿式电除尘。然而，采用尾部湿法脱硫或半干法烟气脱硫，不仅占地面积大，而且会产生废水和副产品等，二次污染严重；脱硝工艺投资运行成本高。

技术实现要素：

针对现有层燃锅炉存在的锅炉热效率低，脱硫脱硝除尘改造或新增运行成本高，污染物排放高等问题，本发明提供了燃煤锅炉的低排系统及其处理方法。本发明通过采用适用于层燃锅炉的型煤，改进燃煤在层燃锅炉中的燃烧条件，喷入添加剂并优化添加加的添加方式，并结合尾气处理过程，最终降低了排烟热损失，降低了固体未完全燃烧热损失、减少了细煤漏煤量，提高了锅炉热效率，降低了污染物的排放，实现工业锅炉超低排放。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种燃煤锅炉的低排系统，所述系统包括加料单元、层燃锅炉、添加剂添加单元、烟气除尘单元和尾气脱硫脱硝单元；其中，加料单元的物料出口与层燃锅炉的燃煤入口相连，添加剂添加单元的物料出口与层燃锅炉的炉膛相连；层燃锅炉的烟气出口依次与烟气除尘单元和尾气脱硫脱硝单元相连。

本发明所述“低排”是指排放的烟气中烟尘含量＜10mg/nm³，so2的含量＜50mg/nm³，nox的含量＜200mg/nm³。

本发明中，所述“第一”和“第二”，仅仅是为了在命名上对组件进行区分，并没有其他特殊含义。

本发明所述系统通过采用符合层燃锅炉燃烧特点的型煤作为燃料，优化燃煤的煤质、尺寸形状和添加剂等，使燃煤和层燃锅炉匹配，提供锅炉效率；

同时，通过优化燃烧条件(例如煤层厚度、炉排转速和合理配风等)，减小动力燃烧区域，增大扩散燃烧区域，有利于型煤燃烧的热工环境。

最终通过降低排烟热损失、降低固体未完全燃烧热损失以及减少细煤漏煤量，来提高锅炉热效率；结合洁净型煤和锅炉操作优化、实现工业锅炉超低排放。

本发明所述系统排出的烟气中烟尘的脱除主要依靠型煤固灰和尾气的脱硫除尘；脱硫主要依靠炉内喷射复合添加剂以及尾部脱硫脱硝工艺；脱硝主要依靠烟气再循环、碳还原或催化no氧化以及尾部脱硫脱硝工艺(高温+低温)。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述层燃锅炉为链条炉排炉。

优选地，所述加料单元包括依次连接的改性煤制备单元和预燃煤仓。

优选地，所述改性煤制备单元为干法制备型煤单元，所述干法制备型煤单元包括的具体装置为本领域中已有装置，故不再赘述。本发明改性煤制备单元的关键在于对于型煤中煤质组成、尺寸形状和添加剂等方面的优化。

优选地，所述预燃煤仓与层然锅炉的炉膛联通，其在缺氧的条件下，通过层然锅炉的炉膛内燃烧热量对加入的洁净型煤进行预燃，使其大部分挥发份在还原性气氛下析出，经焦炭层燃烧，有效降低烟气污染物排放。

作为本发明优选的技术方案，所述添加剂添加单元的物料出口与层燃锅炉的炉膛中的燃烧区相连，所述燃烧区为高温燃烧区。

优选地，所述添加剂添加单元包括风机、加热装置、空气发生装置、供粉装置、荷电装置和喷射装置；其中，加热装置包括第一加热装置和第二加热装置，风机与第一加热装置连接，连接后的管路与供粉装置的出口管路汇合，汇合后的管路与荷电装置相连，荷电装置与喷射装置相连，喷射装置与层燃锅炉的炉膛燃烧区相连；空气发生装置经第二加热装置连接至供粉装置的底部。

优选地，所述荷电装置包括荷电针、荷电针支架、绝缘管、接地环和电源，其中，荷电针和荷电针支架置于绝缘管内，荷电针和荷电针支架垂直并相连，荷电针支架固定于绝缘管内，接地环环绕包围绝缘管，电源与荷电针支架相连。

优选地，所述风机为罗茨风机。

本发明中，为了使复合添加剂粉体更好地分散，对储存在供粉装置内超细粉体先由加热的高压空气对其进行不断干燥、松动，以减少粉体颗粒间的液桥力，同时增加其流动性；之后，从供粉装置流出的粉体与风机形成的高速气流混合并被加热，共同进入荷电装置，使粉体颗粒携带上大量静电荷，利用荷电颗粒之间的静电斥力阻止颗粒间的相互团聚，使其处于完全均匀的分散状态，具有最佳活性状态，最后由最前端的喷射装置喷出。在此过程中，让粉体颗粒最大限度的荷电是实现粉体分散、抗团聚的关键。

所述荷电装置的荷电针与荷电针支架安装在绝缘管内，荷电针通过支架与电源相连，电源、荷电针及接地环形成一个较强的电晕场，使粉体颗粒经过该绝缘管时由于静电场的荷电作用，使粉体最大限度的荷电，从而使颗粒间存在较大的库仑排斥力。

本发明结合层燃锅炉的热工环境和炉内脱硫机理，根据炉内实际用煤的化学和物理特性，采用分别在不同温度情况下能够有效脱硫的多种脱硫添加剂组成复合添加剂，从而使脱硫反应在层燃锅炉内从低温到高温的范围内均有效进行。并且本发明采用的添加剂在炉内的分散技术，优化了添加剂和烟气在有效反应区间的停留时间和反应条件，从而使脱硫反应在从低温到高温的范围内均有效进行。

本发明采用复合添加剂向炉膛内喷射，特定的复合添加剂分散喷射技术，突破层燃锅炉炉内喷钙脱硫效率低的限制。通过高效分散技术，可以实现超细粉体的有效分散，最大程度降低粉体的聚团现象，充分发挥超细复合添加剂的高比表面积，高活性的优点，最终实现炉内喷射高效脱硫。

作为本发明优选的技术方案，所述层燃锅炉的烟气出口设有烟气循环管路与层燃锅炉中的风室相连。

优选地，所述层燃锅炉的烟气出口处的烟气循环管路与层燃锅炉中的风室之间设有第一气体输送装置。

优选地，所述第一气体输送装置包括循环风机。

本发明中，通过将层燃锅炉排出的烟气一部分返回炉膛内，利用烟气中惰性气体的吸热和氧浓度的减少，使火焰温度降低，抑制燃烧速度，创造还原气氛，以减少nox。

本发明采用烟气再循环可以降低链条炉中nox的生成量，同时在一定程度上降低了炉膛内温度，对热力型nox的生成起到了很大的抑制作用。另外，烟气再循环可以使炉膛内o2体积分数的减少，同时co2体积分数增加，对燃料型nox的生成起到一定量的抑制作用。

作为本发明优选的技术方案，所述烟气除尘单元包括布袋除尘器。

优选地，所述尾气脱硫脱硝单元包括静置式脱硫脱硝装置。

本发明中尾气脱硫脱硝单元主要解决层燃锅炉炉外so2和nox的吸收问题。

作为本发明优选的技术方案，所述静置式脱硫脱硝装置包括依次连接的脱硫单元和脱硝单元。

本发明所述的尾气脱硫脱硝单元中需要先进行脱硫处理再进行脱硝处理，是由于烟气中so2的排放量严重影响脱硝剂的脱硝效率。

优选地，所述脱硫单元包括至少2个脱硫塔。

优选地，所述至少2个脱硫塔串联和/或并联，即所述脱硫塔可以串联使用也可以并联使用，还可以串联和并联配合的方式使用。

优选地，所述脱硫塔内置脱硫吸附剂，烟气经脱硫塔底部或顶部进入经脱硫吸附剂吸附后排出脱硫塔，烟尘从脱硫塔底部排出。

优选地，所述脱硫吸附剂为脱硫温度在100℃～300℃内的低温脱硫吸附剂，其脱硫温度可为100℃、130℃、150℃、170℃、200℃、230℃、250℃、270℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述脱硫吸附剂的孔隙率为0.5％～0.6％，例如0.5％、0.52％、0.54％、0.56％、0.58％或0.6％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，选择100℃～300℃的低温脱硫添加剂，并结合高孔隙率添加剂成型技术，实现尾部烟道的烟气脱硫。

优选地，所述脱硝单元包括至少1个脱硝塔，其个数可为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个等以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为至少2个脱硝塔。

优选地，所述至少2个脱硝塔串联和/或并联，即所述脱硝塔可以串联使用也可以并联使用，还可以串联和并联配合的方式使用。

优选地，所述脱硝塔内置脱硝剂，烟气经脱硝塔底部或顶部进入经脱硝剂脱硝后排出脱硫塔。

优选地，所述脱硝吸附剂包括为脱硝温度在100℃～300℃内的低温脱硝吸附剂，其脱硝温度可为100℃、130℃、150℃、170℃、200℃、230℃、250℃、270℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述脱硝吸附剂的孔隙率为0.5％～0.6％，例如0.5％、0.52％、0.54％、0.56％、0.58％或0.6％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，对尾气进行辅助脱硝的主要作用是氧化no到no2同时被尾气脱硫脱硝单元中的添加剂等有效吸收，该单元中使用的脱硝添加剂与烟气中剩余的nox反应，达到深度脱硝。

本发明中，尾部烟道静置式辅助脱硫脱硝工艺，在考虑化学热力学和反应动力学等因素的基础上，根据脱硫脱硝等过程的特点，确定分级式脱除的添加剂配方。

作为本发明优选的技术方案，所述静置式脱硫脱硝装置包括管路和依次设置于管路内部的脱硫模块和脱硝模块。

优选地，所述烟气除尘单元置于管路中脱硫模块的前方。

优选地，所述脱硫模块为脱硫剂箱，脱硫剂箱内置脱硫吸附剂。

优选地，所述脱硫剂箱的箱体为网箱，网箱内置脱硫吸附剂。

优选地，所述脱硫吸附剂包括为脱硫温度在100℃～300℃内的低温脱硫吸附剂。

优选地，所述脱硫吸附剂的孔隙率为0.5％～0.6％，例如0.5％、0.52％、0.54％、0.56％、0.58％或0.6％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述脱硝模块为脱硝剂箱，脱硝剂箱内置脱硝剂。

优选地，所述脱硝剂箱的箱体为网箱，网箱内置脱硝剂。

优选地，所述脱硝吸附剂包括为脱硝温度在100℃～300℃内的低温脱硝吸附剂。

优选地，所述脱硝吸附剂的孔隙率为0.5％～0.6％，例如0.5％、0.52％、0.54％、0.56％、0.58％或0.6％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述系统还包括第二气体输送装置和烟囱，所述尾气脱硫脱硝单元排出的烟气经第二气体输送装置送入烟囱。

优选地，所述第二气体输送装置包括引风机。

第二方面，本发明提供了上述低排系统的处理方法，所述方法包括以下步骤：

(a)将制备得到的型煤加入层燃锅炉中依次进行挥发份析出、气化和焦炭燃烧，产生的烟气排出炉体；

(b)步骤(a)中型煤在层燃锅炉中进行处理的过程中，向层燃锅炉中加入复合添加剂参与型煤的处理；

(c)步骤(a)所述排出炉体的烟气依次经烟气除尘和尾气脱硫脱硝后排出。

作为本发明优选的技术方案，步骤(a)所述型煤为干法成型制备得到的型煤。

优选地，步骤(a)所述型煤中挥发份含量为30wt％～35％，例如30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％或35wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；添加剂含量为10wt％～15wt％，例如10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；灰分<25wt％，例如20wt％、17wt％、15wt％、13wt％或10wt等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述添加剂为脱硫脱硝剂，优选为脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂，其脱硫脱硝温度可为100℃、130℃、150℃、170℃、200℃、230℃、250℃、270℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

其中，步骤(a)所述型煤的平均粒径可为8×20×35mm。

本发明中，对于层燃锅炉当燃烧散煤时，链条炉飞灰系数0.1～0.2，烟尘原始排放浓度在1500mg/nm³～2500mg/nm³。同时，由于散煤的粒径范围变化大，粒径不均一(细煤漏，大块煤燃不尽)会造成底渣含碳量高。而燃用湿法成型工艺制备的工业型煤，因其强度和粒径大造成燃烧不充分，在加上过量空气系数大，会导致锅炉热效率低。

而对于型煤，燃烧干法成型工艺制备的型煤时所释放的影响大气环境的主要污染物浓度较燃烧散煤时有了显著降低。其中，总尘浓度可以降低了80％以上，林格曼黑度也达到了国家环保的要求。可见，燃烧工业型煤较燃烧散煤所带来的固尘效果效益明显，进而使现有尾部除尘工艺无需增加除尘面积，也无需更换高精滤袋或选用褶皱式星型滤袋，即可使烟尘含量达标。

优选地，步骤(a)所述层燃锅炉在运行过程中炉排上燃煤的堆积厚度为8cm～13cm，例如8cm、9cm、10cm、11cm、12cm或13cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(a)所述层燃锅炉在运行过程中炉排的转速为0～10m/h，例如1m/h、3m/h、5m/h、7m/h或10m/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(a)所述型煤通过加料单元加入层燃锅炉中。

优选地，从步骤(a)排出炉体的烟气中引出体积含量15％～20％的烟气返回层燃锅炉的风室中，其引出量可为15％、16％、17％、18％、19％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(b)所述复合添加剂包括脱硫脱硝剂，优选为脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂，其脱硫脱硝温度可为100℃、130℃、150℃、170℃、200℃、230℃、250℃、270℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(b)所述复合添加的平均粒径为0.2mm～0.4mm，例如0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.3mm。

优选地，步骤(b)所述复合添加剂经荷电分散喷入层燃锅炉中。

优选地，所述荷电分散喷入层燃锅炉中的喷入速率为15m/s～25m/s，例如15m/s、17m/s、20m/s、23m/s或25m/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为20m/s。

优选地，步骤(b)所述复合添加剂通过添加剂添加单元加入层燃锅炉中。

本发明中，基于燃煤链条排炉的燃烧机理和热工环境，结合燃煤的化学、物理特性，选取和采用分别在不同温度情况下能够有效脱硫的多种脱硫添加剂组成复合添加剂。通过复合添加剂的喷入，在层燃锅炉内脱硫的同时发生碳燃烧和碳还原反应，创造还原气氛和发生碳还原反应，抑制或减少nox的生成。

在焦碳表面发生异相还原反应的主要机理为：烟气中一个no分子首先吸附在焦碳表面生成表面碳氮组分(-cn)，另一个分子与(-cn)结合释放出n2。复合添加剂的粒径越小，在焦炭表面的异相还原率越大。no在焦炭表面还可被还原为n2o，n2o会在焦炭表面经由氧抽提反应发生异相分解释放出n2，进而减少氮氧化物的排放。

在焦炭的催化作用下，co会将no还原为n2，同时生成的co2，co的增加会提高no的还原效率，同时抑制hcn的生成。

优选地，步骤(c)所述尾气脱硫脱硝包括先脱硫再脱硝。

优选地，所述脱硫温度为100℃～300℃。

优选地，所述脱硝温度为100℃～300℃。

优选地，步骤(c)所述烟气除尘在烟气除尘单元中进行。

优选地，步骤(c)所述尾气脱硫脱硝在尾气脱硫脱硝单元中进行。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(a)将干法成型制备得到的型煤和/或煤粉成型制备得到的型煤通过加料单元加入层燃锅炉中依次进行挥发份析出、气化和焦炭燃烧，产生的烟气排出炉体，其中所述型煤中挥发份含量为30wt％～35％，添加剂含量为10wt％～15wt％，灰分<25wt％，添加剂为脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂；层燃锅炉在运行过程中炉排上燃煤的堆积厚度为8cm～13cm；排出炉体的烟气中引出体积含量15％～20％的烟气返回层燃锅炉的风室中；

(b)步骤(a)中型煤在层燃锅炉中进行处理的过程中，通过添加剂添加单元向层燃锅炉中加入复合添加剂参与型煤的处理，其中复合添加剂包括脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂，复合添加的平均粒径为0.2mm～0.4mm，复合添加剂经荷电分散喷入层燃锅炉中；

(c)步骤(a)所述排出炉体的烟气依次经烟气除尘单元进行烟气除尘和尾气脱硫脱硝单元进行尾气脱硫脱硝后排出，其中尾气脱硫脱硝包括先脱硫再脱硝，脱硫温度为100℃～300℃，脱硝温度为100℃～300℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明结合煤质特性、粒径控制、添加剂和燃烧条件等因素，采用与锅炉炉型匹配的型煤，通过降低排烟热损失、固体未完全燃烧热损失等，锅炉燃烧效率大幅提高；

(2)本发明合层燃锅炉的燃烧机理、硫析出特性、nox形成及还原机理和热工环境，在考虑化学热力学和反应动力学等因素的基础上，根据脱硫脱硝等过程的特点，在炉体内采用超细尺寸的多组分添加剂以获得高反应活性，优化添加剂和烟气在有效反应区间的停留时间和反应条件，实现低温、中温和高温全区间的脱硫脱硝，可使炉内脱硫效率大于80％，炉内脱硝效率大于30％；

(3)本发明所述系统可以使锅炉的燃烧效率提高至80％以上，排出系统的烟气中烟尘含量＜10mg/nm³，so2的含量＜50mg/nm³，nox的含量＜200mg/nm³。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的燃煤锅炉的低排系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1所述的添加剂添加单元的结构示意图；

图3是本发明实施例1所述的荷电装置的结构示意图；

图4是本发明实施例1所述的尾气脱硫脱硝单元的结构示意图；

图5是本发明实施例2所述的尾气脱硫脱硝单元的结构示意图；

其中，1-层燃锅炉，2-改性煤制备单元，3-预燃煤仓，4-添加剂添加单元，5-烟气除尘单元，6-尾气脱硫脱硝单元，7-第二气体输送装置，8-烟囱，9-第一气体输送装置，41-风机，42-加热装置，43-空气发生装置，44-供粉装置，45-荷电装置，46-喷射装置，421-第一加热装置，422-第二加热装置，451-荷电针，452-荷电针支架，453-绝缘管，454-接地环，455-电源，61-脱硫塔，62-脱硝塔，63-脱硫模块，64-脱硫模块。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法，所述系统包括加料单元、层燃锅炉1、添加剂添加单元4、烟气除尘单元5和尾气脱硫脱硝单元6；其中，加料单元的物料出口与层燃锅炉1的燃煤入口相连，添加剂添加单元4的物料出口与层燃锅炉1的炉膛相连；层燃锅炉1的烟气出口依次与烟气除尘单元5和尾气脱硫脱硝单元6相连。

所述处理方法包括：

(a)将制备得到的型煤加入层燃锅炉1中依次进行挥发份析出、气化和焦炭燃烧，产生的烟气排出炉体；

(b)步骤(a)中型煤在层燃锅炉1中进行处理的过程中，向层燃锅炉中加入复合添加剂参与型煤的处理；

(c)步骤(a)所述排出炉体的烟气依次经烟气除尘和尾气脱硫脱硝后排出。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法，如图1所示，所述系统包括加料单元、层燃锅炉1、添加剂添加单元4、烟气除尘单元5、尾气脱硫脱硝单元6、第二气体输送装置7引风机和烟囱8；加料单元的物料出口与层燃锅炉1的燃煤入口相连，添加剂添加单元4的物料出口与层燃锅炉1的炉膛相连；层燃锅炉1的烟气出口依次与烟气除尘单元5和尾气脱硫脱硝单元6相连，尾气脱硫脱硝单元排出的烟气经第二气体输送7装置送入烟囱8；

其中，层燃锅炉1为链条炉排炉；

加料单元包括依次连接的改性煤制备单元2和预燃煤仓3，改性煤制备单元2包括干法制备型煤单元，预燃煤仓3与层然锅炉1的炉膛联通；

如图2所示，所述添加剂添加单元包括风机41、加热装置42、空气发生装置43、供粉装置44、荷电装置45和喷射装置46；加热装置42包括第一加热装置421和第二加热装置422，风机41与第一加热装置421连接，连接后的管路与供粉装置44的出口管路汇合，汇合后的管路与荷电装置45相连，荷电装置45与喷射装置46相连，喷射装置46与层燃锅炉1的炉膛的高温燃烧区相连；空气发生装置43经第二加热装置422连接至供粉装置44的底部；风机41为罗茨风机；

如图3所示，所述荷电装置45包括荷电针451、荷电针支架452、绝缘管453、接地环454和电源455，其中，荷电针451和荷电针支架452置于绝缘管453内，荷电针451和荷电针支架452垂直并相连，荷电针支架452固定于绝缘管453内，接地环454环绕包围绝缘管453，电源455与荷电针支架452相连；

层燃锅炉1的烟气出口设有烟气循环管路与层燃锅炉1中的风室相连，烟气循环管路与层燃锅炉1中的风室之间设有第一气体输送装置9循环风机；

烟气除尘单元5为高压静电除尘器；

如图4所示，尾气脱硫脱硝单元4包括静置式脱硫脱硝装置，其包括依次连接的脱硫单元和脱硝单元，脱硫单元中包括4个脱硫塔61，前两个脱硫塔61并联，后两个脱硫塔61并联，烟气从前两个脱硫塔61底部进入顶部排出，排出单元烟气从后两个脱硫塔61顶部进入顶部排出，排出后进入脱硝单元，脱硫塔61底部排出烟尘，脱硫塔61内置脱硫吸附剂，脱硫吸附剂为脱硫温度在100℃～300℃内的低温脱硫吸附剂，脱硫吸附剂为脱硝温度在100℃～300℃内的低温脱硝吸附剂，脱硫吸附剂的孔隙率为0.55％～0.56％；脱硝单元包括1个脱硝塔62，脱硝塔62内置脱硝剂，烟气经脱硝塔62底部进入经脱硝剂脱硝后排出脱硫塔62，脱硝吸附剂为脱硝温度在100℃～300℃内的低温脱硝吸附剂，脱硝吸附剂的孔隙率为0.55％～0.56％。

所述系统的处理方法包括：

(a)将干法成型制备得到的型煤通过加料单元加入层燃锅炉1中依次进行挥发份析出、气化和焦炭燃烧，产生的烟气排出炉体，其中所述型煤中挥发份含量为33wt％～35wt％，添加剂含量为10wt％～13wt％，灰分<25wt％，添加剂为为脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂；层燃锅炉1在运行过程中炉排上燃煤的堆积厚度为10cm～11cm，层燃锅炉1在运行过程中炉排的转速为5m/h～6m/h；排出炉体的烟气中引出体积含量16％～17％的烟气返回层燃锅炉1的风室中；

(b)步骤(a)中型煤在层燃锅炉中进行处理的过程中，通过添加剂添加单元4向层燃锅炉2中加入复合添加剂参与型煤的处理，其中复合添加剂为脱硫脱硝温度在100℃～300℃内的脱硫脱硝剂，复合添加的平均粒径为0.3mm，复合添加剂经荷电分散喷入层燃锅炉中；

(c)步骤(a)所述排出炉体的烟气依次经烟气除尘单元5进行烟气除尘和尾气脱硫脱硝单元6进行尾气脱硫脱硝后排出，其中尾气脱硫脱硝包括先脱硫再脱硝，脱硫温度为100℃～300℃，脱硝温度为100℃～300℃。

本实施例中从系统排出的烟气中烟尘含量＜8mg/nm³，so2的含量＜45mg/nm³，nox的含量＜180mg/nm³，燃烧效率为85％。

实施例2：

本实施例提供了一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法，所述系统的结构参照实施例1中结构，区别在于：如图5所示，所述静置式脱硫脱硝装置包括管路和依次设置于管路内部的脱硫模块63和脱硝模块64，烟气除尘单元5置于管路中脱硫模块63的前方，脱硫模块63为脱硫剂箱，脱硫剂箱的箱体为网箱，网箱内置脱硫吸附剂；脱硝模块64为脱硝剂箱，脱硝剂箱的箱体为网箱，网箱内置脱硝剂；脱硫吸附剂的孔隙率为0.5％～0.53％，脱硝吸附剂的孔隙率为0.5％～0.53％。

所述低排系统的处理方法参照实施例1，区别在于：步骤(a)中型煤中挥发份含量为30wt％～33wt％，添加剂含量为14wt％～15wt％，灰分<25wt％，层燃锅炉1在运行过程中炉排上燃煤的堆积厚度为8cm～10cm，层燃锅炉1在运行过程中炉排的转速为8m/h～10m/h，排出炉体的烟气中引出体积含量15％～16％的烟气返回层燃锅炉1的风室中；步骤(b)中复合添加的平均粒径为0.2mm。

本实施例中从系统排出的烟气中烟尘含量＜10mg/nm³，so2的含量＜50mg/nm³，nox的含量＜200mg/nm³，燃烧效率为82％。

实施例3：

本实施例提供了一种燃煤锅炉的低排系统及其处理方法，所述系统的结构参照实施例1中结构，区别在于：脱硫吸附剂的孔隙率为0.58％～0.6％，脱硝吸附剂的孔隙率为0.58％～0.6％。

所述低排系统的处理方法参照实施例1，区别在于：步骤(a)中型煤中挥发份含量为33wt％～35wt％，添加剂含量为10wt％～12wt％，灰分<25wt％，层燃锅炉1在运行过程中炉排上燃煤的堆积厚度为12cm～13cm，层燃锅炉1在运行过程中炉排的转速为7m/h～8m/h，排出炉体的烟气中引出体积含量18％～20％的烟气返回层燃锅炉1的风室中；步骤(b)中复合添加的平均粒径为0.38mm。

本实施例中从系统排出的烟气中烟尘含量＜9mg/nm³，so2的含量＜48mg/nm³，nox的含量＜190mg/nm³，燃烧效率为83％。

对比例1：

本对比例提供了一种燃煤锅炉系统及其处理方法，所述系统的结构参照实施例1中结构，区别在于：所述系统中采用的燃煤为散煤。

其处理方法参照实施例1中的方法。

本对比例由于采用的散煤，会使链条炉飞灰系数达到0.1～0.2，烟尘原始排放浓度在1500～2500mg/nm³，同时还会出现燃煤烧不透的问题，进而降低了锅炉的燃烧效率。

本对比例，从系统排出的烟气中烟尘含量＞30mg/nm³，so2的含量约为100mg/nm³，nox的含量＞250mg/nm³，燃烧效率为仅为76％。

对比例2：

本对比例提供了一种燃煤锅炉系统及其处理方法，所述系统的结构参照实施例1中结构，区别在于：所述系统中不包括添加剂添加单元4，即不向锅炉中添加复合添加剂。

本对比例由于未向炉膛内部添加复合添加剂，会使烟气污染物排放升高，进而从系统排出的烟气中烟尘含量＞35mg/nm³，so2的含量约为130mg/nm³，nox的含量＞280mg/nm³，燃烧效率为仅为75％。

对比例3：

本对比例提供了一种燃煤锅炉系统及其处理方法，所述系统的结构参照实施例1中结构，区别在于：尾气脱硫脱硝单元中，脱硝单元位于脱硫单元前。

其处理方法参照实施例1中方法。

本对比例由于尾气脱硫脱硝单元中先进行脱硝后进行脱硫，会使脱硝效率急剧下降，进而从系统排出的烟气中烟尘含量＞20mg/nm³，so2的含量约为110mg/nm³，nox的含量＞300mg/nm³燃烧效率为78％。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明结合煤质特性、粒径控制、添加剂和燃烧条件等因素，采用与锅炉炉型匹配的型煤，通过降低排烟热损失、固体未完全燃烧热损失等，锅炉燃烧效率大幅提高；

本发明合层燃锅炉的燃烧机理、硫析出特性、nox形成及还原机理和热工环境，在考虑化学热力学和反应动力学等因素的基础上，根据脱硫脱硝等过程的特点，在炉体内采用超细尺寸的多组分添加剂以获得高反应活性，优化添加剂和烟气在有效反应区间的停留时间和反应条件，实现低温、中温和高温全区间的脱硫脱硝，可使炉内脱硫效率大于80％，炉内脱硝效率大于30％；

本发明所述系统可以使锅炉的燃烧效率提高至80％以上，排出系统的烟气中烟尘含量＜10mg/nm³，so2的含量＜50mg/nm³，nox的含量＜200mg/nm³。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。