一种链条炉炉内脱硫脱硝系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种链条炉炉内脱硫脱硝系统及方法，包括链条炉、料仓和烟粉混合器，其中，所述料仓提供盛放脱硫剂和/或脱硝剂的空间；烟粉混合器分别与料仓、烟气管道和链条炉连接，烟气与脱硫剂和脱硝剂在烟粉混合器中混合后，提供动力，将脱硫剂和脱硝剂输送到安装在链条炉内的喷射管道组件中进行喷射；所述脱硫剂和脱硝剂分别为钙基脱硫剂和尿素粉。锅炉尾部烟气将脱硫剂和脱硝剂输送到链条炉中，可有效防止尿素粉吸潮团聚，同时相对于炉膛烟气，尾部烟气中的温度与含氧量相对低，可在炉膛更高温度区域创造温度相对合适、氧气浓度相对较低的区域进行脱硝反应，解决链条炉由于炉膛温度不稳定、反应空间小等问题。
【专利说明】
一种链条炉炉内脱硫脱硝系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及烟气污染物控制技术领域，具体地说是一种链条炉炉内脱硫脱硝系统及方法。
【背景技术】
[0002]我国目前燃煤工业锅炉约50万台，年耗煤量占全国年耗煤总量的20%以上，其中40 %以上是链条炉排锅炉。燃煤工业锅炉平均运行效率在65%左右，远低于燃煤电站锅炉，受燃烧效率低和污染物控制系统配套不完善等问题影响，燃煤工业锅炉污染物排放量较高，其SO2和NOx排放总量仅次于电站锅炉，甚至在全国重点城市工业锅炉排放造成的污染已经超过电站锅炉。
[0003]炉内燃烧脱硫技术，成本低廉，工艺简单，是解决我国量大面广的工业锅炉严重的污染排放问题的较为有效的途径之一。如，有一个方法是将复合固硫剂倒入料斗中，用调速电机控制螺旋给料机的给料量，并把复合固硫剂送入输送管后通过罗茨风机经喷嘴射入炉内。复合固硫剂在炉内扩散与烟气充分混合随烟气进入烟道，与布置在文丘里烟道两侧喷嘴中喷出的雾化水或碱液再次混合，经除尘器净化后，从烟囱排入大气。该种方法可以提高脱硫效率，但是仅涉及炉内喷射脱硫，并不能实现炉内喷射脱硝。另外，由于链条炉容量较小且燃烧不稳定，缺乏反应空间且燃烧不稳定导致炉内温度变化范围大，采用常规炉膛内喷射氨水、尿素溶液等物质进行脱硝的选择性非催化还原技术(SNCR)效率相对较低且不稳定，严重时还会由于氨逃逸量大导致换热设备的结垢腐蚀。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种链条炉炉内脱硫脱硝系统，该系统是将脱硫剂和脱硝剂与烟气混合后投入到链条炉内，实现链条炉SO2与NOx的低成本高效联合脱除。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种链条炉内脱硫脱硝的方法，该方法是利用上述系统，将部分钙基脱硫剂和尿素粉混合后再与烟气混合，被烟气带入链条炉内，且通过多条喷射管道喷射到炉膛内，进行脱硫脱硝反应。
[0006]为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为:
[0007]—种链条炉炉内脱硫脱硝系统，包括链条炉、料仓和烟粉混合器，其中，所述料仓提供盛放脱硫剂和/或脱硝剂的空间；烟粉混合器分别与料仓、烟气管道和链条炉连接，锅炉尾部烟气与脱硫剂和脱硝剂在烟粉混合器中混合后，提供动力，将脱硫剂和脱硝剂输送到安装在链条炉内的喷射管道组件中进行喷射;所述脱硫剂和脱硝剂分别为钙基脱硫剂和尿素粉。
[0008]本发明的系统采用尿素粉作为脱硝剂，并通过烟风进行输送，相比于常规SNCR方法采用溶液作为脱硫剂和脱硝剂，并通过喷枪将溶液送入炉膛，系统的结构更为简单，而且通过尾部烟气回送，由于尾部烟气相对于炉膛温度要低的多，而且含氧量低，喷入炉膛后可抑制燃烧与降低周围烟温，因此可在炉膛更高温度区域创造温度相对合适、氧气浓度相对较低的区域进行脱硝反应，解决了常规SNCR应用于链条炉时由于炉膛温度不稳定、反应空间小等导致脱硝效率低的问题，同时烟气回送到炉膛也能降低NOx的生成，从而从整体上提高了脱硝效率。
[0009]将尿素粉通入链条炉内进行脱硝反应，只有尿素粉尽量均匀地分布在炉膛内，才能实现与氮氧化物充分接触，实现氮氧化物的高效率脱除，但是尿素容易吸水团聚，导致难以均匀分布在炉膛内。该系统采用锅炉尾部烟气对脱硫剂和脱硝剂进行输送，烟气的温度较高，可有效防止尿素粉吸潮团聚，同时烟气中的含氧量低，可有效降低炉膛内氮氧化物的生成，所以提高了脱硝效率。
[0010]优选的，所述喷射管道组件包括喷射主管和至少两个喷射支管，喷射主管的一端与所述烟粉混合器连接，喷射支管并列地连接在喷射主管的另一端，喷射支管分布在炉膛的不同位置处。
[0011]进一步优选的，所述喷射支管的个数为2-6个。喷射支管为多个，且分布在不同位置处，可以将脱硫剂和脱硝剂喷洒到不同的位置处，使喷洒面积覆盖炉膛截面，可以提高脱硫剂和脱硝剂在炉膛内的均匀程度，进而提高脱硫脱硝效率。
[0012]优选的，所述料仓包括混合料仓，其中，混合料仓构成容纳脱硫剂和脱硝剂的混合物的空间。
[0013]钙基脱硫剂与尿素粉混合后，可以对尿素粉起到分散的作用，有效防止尿素粉单独储存造成的吸潮团聚，当尿素粉成粉状时，有利于尿素粉在炉膛内的均匀分布，有利于提高脱硝效率。尿素粉粒平均粒径< I ΟΟμ??。
[0014]进一步优选的，所述料仓还包括单粉料仓，单粉料仓与所述混合料仓并列设置，单粉料仓提供容纳脱硫剂的空间。
[0015]部分钙基脱硫剂单独储存于一个料仓，可灵活调节喷钙量，实现SOdPNOx的经济性联合脱除。
[0016]优选的，所述料仓与烟粉混合器之间连接有给料机。
[0017]进一步优选的，所述给料机为变频螺旋给料机。
[0018]优选的，所述烟气通道上设置有风机。
[0019]进一步优选的，所述风机为变频风机。
[0020]风机与给料机均采用变频控制，能够根据链条炉中SO2与NOx的浓度与脱除效率调节给料量，同时根据给料量调节风机风量，能够在实现脱硫脱硝效率的同时降低运行成本。[0021 ] 一种链条炉内脱硫脱硝的方法，包括如下步骤:
[0022]脱硫剂和脱硝剂按比例混合后，被烟气输送到链条炉内的不同位置处进行喷射，所述脱硝剂为尿素粉。
[0023]优选的，所述烟气的温度为100°C_200°C。
[0024]优选的，所述方法还包括将脱硫剂和尿素粉混合后得到的混合物进行储存的步骤。
[0025]进一步优选的，所述方法还包括将脱硫剂和尿素粉的混合物与脱硫剂按比例混合的步骤。
[0026]优选的，脱硫剂和脱硝剂喷入点的炉膛处的温度为800-100°C ο以保证脱硝反应速率与效率，同时避免脱硝剂氧化。
[0027]本发明的有益效果是:
[0028]1、本发明的脱硝剂为尿素粉，通过尾部烟气将脱硫剂和脱硝剂输送到链条炉中，尾部烟气有一定的温度，可有效防止尿素粉吸潮团聚，同时相对于炉膛烟气，尾部烟气中的温度与含氧量相对低，可在炉膛更高温度区域创造温度相对合适、氧气浓度相对较低的区域进行脱硝反应，解决了常规SNCR应用于链条炉时由于炉膛温度不稳定、反应空间小等导致脱硝效率低的问题，同时尾部烟气回送也可有效降低炉膛内氮氧化物的生成。
[0029]2、本发明的脱硫剂与脱硝剂-尿素粉混合后储存，对尿素粉起到分散作用，可以防止尿素粉单独存在时的吸潮团聚，有效降低了尿素粉的粒径，保证尿素粉均匀分布在炉膛内，提尚烟气的脱硫脱硝效率。
[0030]3、本发明在料条炉内采用多点喷射的方式，可以提高脱硫剂和脱硝剂与炉膛内烟气的混合均匀程度，进而提高了脱硫脱硝的效率，使脱硫效率达到50-70%，脱硝效率达到30-50%。
【附图说明】
[0031]图1为链条炉炉内多点喷射脱硫脱硝系统的结构示意图；
[0032]图2为喷射管道组件的结构示意图。
[0033]其中，1、链条炉，2、喷射支管，3、喷射主管，4、烟粉混合器，5、第一变频螺旋给料机，6、混合料仓，7、单粉料仓，8、第二变频螺旋给料机，9、变频风机。
【具体实施方式】
[0034]下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述:
[0035]如图1所示，一种链条炉炉内脱硫脱硝系统，包括链条炉1、料仓和烟粉混合器4，其中，所述料仓提供盛放脱硫剂和/或脱硝剂的空间；烟粉混合器4分别与料仓、烟气管道和链条炉I连接，烟气与脱硫剂和脱硝剂在烟粉混合器4中混合后，提供动力，将脱硫剂和脱硝剂输送到安装在链条炉I内的喷射管道组件中进行喷射;所述脱硫剂和脱硝剂分别为钙基脱硫剂和尿素粉。
[0036]如图2所示，所述喷射管道组件包括喷射主管3和至少两个喷射支管2，喷射主管3的一端与所述烟粉混合器4连接，喷射支管2并列地连接在喷射主管3的另一端，喷射支管2分布在炉膛的不同位置处。喷射支管的个数为2-6个，优选为4个。
[0037]料仓包括混合料仓6和单粉料仓7，其中，混合料仓6构成容纳脱硫剂和脱硝剂的混合物的空间。部分钙基脱硫剂与尿素粉混合后，可以对尿素粉起到分散的作用，有效防止尿素粉单独储存造成的吸潮团聚。部分钙基脱硫剂单独储存于一个料仓，可以根据链条炉内的燃烧情况，如燃烧效率、烟气中的二氧化硫和氮氧化物的含量和比例，灵活调节脱硫剂和脱硝剂的用量，实现二氧化硫和氮氧化物的经济性联合脱除。
[0038]混合料仓6与烟粉混合器4之间连接有第一变频螺旋给料机5，单粉料仓7与烟粉混合器4之间连接有第二变频螺旋给料机8，给料机均采用变频控制，能够根据链条炉中302与NOx的浓度与脱除效率调节给料量。
[0039]烟气通道上设置有变频风机。变频风机采用变频控制，能够根据给料量调节风机风量，能够在实现脱硫脱硝效率的同时降低运行成本。
[0040]—种链条炉内脱硫脱硝的方法，包括如下步骤:
[0041]部分钙基脱硫剂与尿素粉的混合物在混合料仓6中储存，部分钙基脱硫剂在单粉料仓7内储存，根据链条炉内的原污染物浓度与要求效率，通过第一变频螺旋给料机5和第二变频螺旋给料机8把需要的脱硫剂和脱硝剂投加到烟粉混合器4中；变频风机9将锅炉尾部烟气150°C左右引到烟粉混合器4实现烟气与部分钙基脱硫剂与尿素粉的混合，然后将部分钙基脱硫剂与尿素粉输送到喷射主管3，通过喷射支管2将脱硫剂和尿素粉进行分流，输送到链条炉I的炉膛进行脱硫脱硝，投入点的炉膛温度为800-1100Γ。
[0042]实施例1
[0043]链条炉内的二氧化硫污染物浓度1000mg/Nm3，9%含氧量，氮氧化物的浓度为200mg/Nm3。
[0044]通过第一变频螺旋给料机5和第二变频螺旋给料机8把需要的脱硫剂和脱硝剂投加到烟粉混合器4中，混合料仓中脱硫剂和脱硝剂的质量比为2:1;变频风机9将锅炉尾部烟气(温度为150°C左右)引到烟粉混合器4实现烟气与钙基脱硫剂与尿素粉的混合，然后将钙基脱硫剂与尿素粉输送到喷射主管3，通过四个喷射支管2将脱硫剂和尿素粉进行分流，输送到链条炉I的炉膛进行脱硫脱硝，投入点的炉膛温度为900°C。
[0045]链条炉燃烧烟气的脱硫效率达到75%，脱硝效率达到50%。
[0046]对比例I
[0047]只将锅炉尾部烟气用相同温度的空气代替，其他的均与实施例1相同，烟气的脱硫效率为75%，脱硝效率达到40%。
[0048]对比例2
[0049]将脱硫剂和尿素粉脱硝剂分开储存，其他的与实施例1相同，最终的烟气的脱硫效率达到75%，脱硝效率达到35%。
[0050]实施例2
[0051]投入点的炉膛温度为1000°C，其他的与实施例1相同，最终的烟气的脱硫效率达到80%，脱硝效率达到55 %。
[0052]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种链条炉炉内脱硫脱硝系统，其特征在于:包括链条炉、料仓和烟粉混合器，其中，所述料仓提供盛放脱硫剂和/或脱硝剂的空间；烟粉混合器分别与料仓、烟气管道和链条炉连接，锅炉尾部烟气与脱硫剂和脱硝剂在烟粉混合器中混合后，提供动力，将脱硫剂和脱硝剂输送到安装在链条炉内的喷射管道组件中进行喷射;所述脱硫剂和脱硝剂分别为钙基脱硫剂和尿素粉。2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于:所述喷射管道组件包括喷射主管和至少两个喷射支管，喷射主管的一端与所述烟粉混合器连接，喷射支管并列地连接在喷射主管的另一端，喷射支管分布在炉膛的不同位置处； 优选的，所述喷射支管的个数为2-6个。3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于:所述料仓包括混合料仓，其中，混合料仓构成容纳脱硫剂和脱硝剂的混合物的空间； 优选的，所述料仓还包括单粉料仓，单粉料仓与所述混合料仓并列设置，单粉料仓提供容纳脱硫剂的空间。4.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于:所述料仓与烟粉混合器之间连接有给料机； 优选的，所述给料机为变频螺旋给料机。5.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于:所述烟气通道上设置有风机； 优选的，所述风机为变频风机。6.一种链条炉内脱硫脱硝的方法，其特征在于:包括如下步骤: 脱硫剂和脱硝剂按比例混合后，被烟气输送到链条炉内的不同位置处进行喷射，所述脱硝剂为尿素粉。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述烟气的温度为100°C-200°C。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述方法还包括将脱硫剂和尿素粉混合后得到的混合物进行储存的步骤。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:所述方法还包括将脱硫剂和尿素粉的混合物与脱硫剂按比例混合的步骤。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:脱硫剂和脱硝剂喷入点的炉膛处的温度为800-1100。。。
【文档编号】B01D53/56GK106039981SQ201610573687
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】吴华, 崔琳, 李敏, 张立强, 徐夕仁, 崔振林
【申请人】山东神华山大能源环境有限公司, 山东大学