一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統的制作方法
【專利摘要】本實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，包括稀釋水罐、安全防護系統、還原劑存儲罐、空氣儲罐和控制系統，還包括計量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道，稀釋水罐、還原劑存儲罐和空氣儲罐分別通過管道和泵連接至計量混合分配單元的進料口，安全防護系統連接至控制系統，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過上煙道連接，上煙道設置還原劑噴射裝置，計量混合分配單元通過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心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。與常規循環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。
【專利說明】一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及脫硝系統，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。
【背景技術】
[0002]中小型燃煤鍋爐等固定能源系統燃燒化石燃料過程中釋放的氮氧化物對環境造成的污染早已經變成環境保護的焦點話題。NOx是一種主要的大氣污染物質，NOx與碳氫化合物可以在強光作用下造成光化學污染，排放到大氣中的NOx是形成酸雨的主要原因，嚴重危害生態環境。
[0003]三廢流化混燃爐是用于燃燒廢渣、廢灰、廢氣、煤泥及環保處理難度比較大的化工廢液，來產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是由煤燃燒產生的，而三廢流化混燃爐的燃料主要為煤化工企業生產過程中產生的廢爐渣、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,平均比循環流化床等純燃煤類型鍋爐煙氣成分中的NOx含量高100-200mg/Nm3，并且處理難度大，目前國內三廢流化混燃爐(含兩氣爐)余熱回收裝置尚無配套NOx脫除裝置，該項技術填補了三廢爐行業脫硝的空白，隨著國家環保政策的進一步完善及環保要求的逐步提高，煙氣脫硝勢在必行，強制脫硝的環保壓力將會落實到每個企業身上，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的實施和推廣非常必要。
[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均勻的混合，燃燒氣體停留時間短，所以脫硝效率較低，同時SNCR對鍋爐的返料系統有影響，容易造成鍋爐返料系統的堵塞；而三廢爐脫硝容積大，有混燃爐、上煙道和組合除塵器，燃燒氣體停留時間長，還原劑可與煙氣充分長時間的混合，路徑長所以對鍋爐返料無影響，脫硝效率更高更充分。
實用新型內容
[0006]本實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，操作方便安全，故障率低，所有參數在線監控，實時報警，能夠實現整套裝置一鍵啟停。
[0007]本實用新型為實現上述目的，采用的技術方案是:一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統，包括:稀釋水罐、安全防護系統、還原劑存儲罐、空氣儲罐、控制系統、計量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道；
[0008]稀釋氨水罐、還原劑存儲罐和空氣儲罐通過管道和泵連接至計量混合分配單元的進料口，安全防護系統連接至控制系統，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過上煙道連接，上煙道設置至少兩個還原劑噴射裝置，計量混合分配單元通過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心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
[0009]進一步，上煙道長2.5-3.0m，脫硝系統工作時，煙氣流速根據鍋爐負荷狀態不同，一般在20-35m/s，根據三廢流化混燃爐煙氣中實際氮氧化物的含量，上煙道側面設置一道縱向的扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，數量為4個，均布排列，工作時形成一道橫向霧墻；煙道頂部設置4個螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置，螺旋形實心圓錐形噴嘴交錯布置，此種還原劑噴射裝置多級分層立體布置，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充分混合并迅速反應，出煙道后的混合氣體進入到三廢爐組合除塵器進一步反應完全，還原劑在850-950°C溫度區間停留時間長，可保證還原劑霧化更加均勻合理，反應更徹底。
[0010]所述計量混合分配單元:包括計量分配箱、還原劑流量調節閥、還原劑流量計、稀釋水流量調節閥、稀釋水流量計、稀釋還原劑切斷閥、壓縮空氣減壓閥及轉子流量計等，以上結構按常規現有技術即可組裝成計量混合分配單元，用來準確計量分配混合還原劑、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:ZL01215849.6)的簡稱，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]所述安全防護系統是指預防氨泄露的氨氣氣體探測器，具有報警警示功能。當發生氨泄露時，會向控制系統發送報警信號，以提示操作人員及時處理。
[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過上煙道進入組合除塵器，在除塵器內部進行煙塵分離，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，以上部件按常規技術連接而成。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。所述螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原噴射裝置包括空氣冷卻管、螺旋形實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的成套脫硝技術裝置，屬于環保【技術領域】的煙氣凈化技術。該技術為高溫段、選擇性、非催化還原的脫硝技術，還原劑為59Γ12%的稀氨水或者氨氣、尿素，通過特殊的霧化噴射裝置，在三廢流化混燃爐高溫煙氣通道中噴入霧化均勻的稀還原劑，稀還原劑在85(Γ1000?的高溫條件下，有選擇性地和煙氣中的NOx充分接觸并發生還原反應，將NOx分解成無毒、無害的N2和水蒸氣，最終實現達標排放，能有效的避免環境污染，更好的保護生態環境。
[0016]本實用新型的有益效果是:經過多次現場對比實驗，與常規循環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式，根據需要采用多級分層立體布置，位置可在煙道側面和頂部均布；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，燃燒氣體停留時間長，脫硝更充分。脫硝為連續運行，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，運行方式為連續運行，要求該系統具有很高的可靠性和可利用率，不能因為該系統的故障而導致停機。整套系統自動化程度高，操作方便安全，故障率低，所有參數在線監控，實時報警，能夠實現整套裝置一鍵啟停。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型三廢流化混燃爐、上煙道和組合除塵器結構部分的俯視圖。
[0019]圖3是本實用新型上煙道的結構示意主視圖。
[0020]圖4是本實用新型上煙道的結構示意俯視圖。
[0021]其中，1、稀釋水罐，2、安全防護系統，3、還原劑存儲罐，4、空氣儲罐，5、控制系統，
6、計量混合分配單元，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、螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[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，包括:稀釋水罐1、安全防護系統2、還原劑存儲罐3、空氣儲罐4、控制系統5、計量混合分配單元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、還原劑存儲罐3和空氣儲罐4通過管道和泵連接至計量混合分配單元6的進料口，安全防護系統2連接至控制系統5，三廢流化混燃爐8和組合除塵器7通過上煙道連接，上煙道9設置還原劑噴射裝置10，計量混合分配單元6通過管道連接至上煙道9上還原劑噴射裝置10，所述控制系統為PLC控制系統，所述還原劑存儲罐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2.5-3.0m，脫硝系統工作時，煙氣流速根據鍋爐負荷狀態不同，一般在20-35m/s，根據三廢爐煙氣中實際氮氧化物的含量，上煙道9側面設置一道縱向通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，數量為4個，均布排列，工作時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；煙道頂部設置4個螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置，螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置交錯布置，工作時螺旋形實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充分接觸混合并迅速反應，出煙道后的混合氣體進入到三廢爐組合除塵器進一步反應完全，還原劑在850-950°C溫度區間停留時間長，可保證還原劑霧化更加均勻合理，反應更徹底。
[0026]常規循環流化床鍋爐，因煙氣中氮氧化物一般在300mg/NM3以下，一般在出口煙道中設置一組縱向噴頭，脫硝效率約為50-60%，氨逃逸往往高達12ppm，基本能滿足循環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，常規循環流化床SCNR脫硝工藝無法滿足三廢爐煙氣脫硝需要，因此，一種專門應用于三廢混燃爐的煙氣脫硝技術，采用常規噴頭與螺旋形實心圓錐形噴嘴相結合方式，可確保還原劑與煙氣混合更加均勻，同時結合三廢流化混燃爐結構特性，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空間，還原時間可保證在2S以上，具有充分的還原時間，可最大限度的提高還原劑的利用率，節省了還原劑用量即降低了氨逃逸率，經過多次現場對比實驗，與常規循環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煙煤沫經輸煤系統進入三廢流化混燃爐底部，利用布風板進行配風燃燒，生產中的廢氣在爐膛中上部進入混燃爐燃燒，混燃后的高溫煙氣(850-1000°C )通過上煙道進入除塵器進行煙塵脫離，組合旋轉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。脫硝后的煙氣進入主要受熱面即余熱鍋爐，隨后進入靜電除塵器進一步除塵后去脫硫裝置脫硫，達標后的煙氣經煙囪排空。
[0028]目前全國正在運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1000萬元左右)，而燃煤爐上常規SNCR煙氣脫硝裝置雖然投資較少，但脫硝效率低無法滿足脫硝需要，因此，一種專用于三廢流化混燃爐的還原法煙氣脫硝技術應運而生，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，同時可把煙氣中NOx降到100mg/Nm3以下，可完全滿足以后國家對NOx排放標準的要求，有了脫硝裝置使得煙氣排放更潔凈，減少了環境污染，保護了環境。
[0029]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統，包括:稀釋水罐、安全防護系統、還原劑存儲罐、空氣儲罐和控制系統其特征在于:還包括計量混合分配單元、組合除塵器、三廢流化混燃爐和上煙道； 所述稀釋水罐、還原劑存儲罐和空氣儲罐分別通過管道和泵連接至計量混合分配單元的進料口，安全防護系統連接至控制系統，三廢流化混燃爐和組合除塵器通過上煙道連接，上煙道設置至少兩個還原劑噴射裝置，計量混合分配單元通過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心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
2.根據權利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統，其特征在于:所述上煙道長2.5-3m。
3.根據權利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統，其特征在于:所述上煙道其中一個側面設置4個縱向排列的通用扇形噴嘴型還原劑噴射裝置，上煙道頂部交錯設置4個螺旋形實心圓錐形噴嘴型還原劑噴射裝置。
4.根據權利要求1所述的專用于三廢流化混燃爐的煙氣脫硝系統，其特征在于:所述控制系統為PLC控制系統，PLC控制系統控制整個脫硝系統的運行。
【文檔編號】B01D53/56GK204159203SQ201420645179
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】葉文約, 徐丙剛, 秦文勇, 王言官 申請人:臨沂龍源節能技術有限公司