聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制方法、系統及設備與流程

本技術涉及工藝控制領域，尤其涉及一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制方法、系統及設備。

背景技術：

1、煙氣氮氧化物的超低排放已成為環境保護和大氣污染治理的重中之重。氮氧化物，包括一氧化氮和二氧化氮，是燃燒過程中形成的主要污染物之一，它們不僅對人體健康構成威脅，還是形成酸雨和光化學煙霧的關鍵前體物。在全球范圍內，隨著工業化進程的加快和能源需求的增長，氮氧化物的排放問題日益嚴重，對生態環境和公共健康造成了極大的負面影響。因此，實現煙氣中氮氧化物的超低排放，不僅可以有效減輕這種污染帶來的環境和健康壓力，還能符合越來越嚴格的環保法規和標準，為企業可持續發展提供保障。

2、目前，控制氮氧化物排放的主要技術包括選擇性非催化還原(sncr)和選擇性催化還原(scr)。scr技術是目前最為有效的煙氣脫硝技術，其原理是在催化劑的作用下，使用還原劑(如氨或尿素)將氮氧化物還原為氮氣和水，這一過程在較低的溫度下即可實現，效率較高，對環境的適應性強。然而，scr系統的高成本和對催化劑活性的嚴格要求，限制了其在某些工業場合的廣泛應用。此外，sncr技術雖然成本較低，但脫硝效率相對較低，且存在氨逃逸等副作用。盡管存在多種煙氣脫硝技術，但它們各有缺陷和局限。例如，sncr技術在高溫下的操作限制了其在低溫煙氣中的應用，而scr技術則需要高成本的催化劑和嚴格的操作環境。

3、因此，亟需一種技術方案，從而能夠提升煙氣處理的效果和經濟性，同時降低氨逃逸和催化劑消耗，實現鍋爐內煙氣中氮氧化物的超低排放。

技術實現思路

1、為了解決現有技術的不足，本技術實施例提供了一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制方法及系統。本技術解決了現有技術脫硝效率低，達不到超低排放標準等技術問題。

2、本技術實施例提供了一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制方法，包括：在循環流化床鍋爐旋風分離器入口處的第一位置布置第一組sncr脫硝噴槍，并在爐膛內濃相-稀相區臨界點的第二位置布置第二組sncr脫硝噴槍；在第二組sncr脫硝噴槍煙氣側下游濃相-稀相區臨界點的第三位置布置pncr脫硝噴槍，所述pncr脫硝噴槍的數量根據煙氣量確定；第一組和第二組sncr脫硝噴槍聯合運行，或第一組sncr脫硝噴槍與pncr脫硝噴槍聯合運行，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除；當鍋爐低負荷運行時，僅運行第二組sncr脫硝噴槍和pncr脫硝噴槍，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除。

3、一種可以的實現方式中，其中，當運行sncr脫硝噴槍時，包括：將尿素顆粒輸送至溶解罐，通過加熱攪拌制備尿素溶液，并將所述尿素溶液輸送至儲罐中儲存，其中所述溶解罐和儲罐均設有加熱裝置以防止結晶；利用計量泵將所述儲罐中的尿素溶液輸送至分配模塊，所述計量泵設有背壓控制回路，用于調節流向各鍋爐的尿素溶液的流量和壓力；在所述分配模塊中調節尿素溶液壓力和霧化壓縮空氣壓力，控制通往每個噴射器的尿素溶液和霧化空氣的噴射速率和噴射量；將經所述分配模塊分配計量的尿素溶液，在壓縮空氣作用下經sncr脫硝噴槍霧化后噴入鍋爐爐膛內，其中噴槍布置在爐膛溫度為850～1150℃的區域。

4、一種可以的實現方式中，其中，當運行pncr脫硝噴槍時，包括：利用料倉儲存psl藥劑顆粒，并通過卸料閥和引風機作用后，通過輸送管道輸送至分配裝置；利用所述分配裝置將顆粒分配至各pncr脫硝噴槍，并調節各psl藥劑噴槍的噴射量，以將高分子顆粒狀psl藥劑通過pncr脫硝噴槍噴射至800-950℃溫度區域。

5、一種可以的實現方式中，其中，在循環流化床鍋爐旋風分離器入口處的第一位置布置第一組sncr脫硝噴槍，并在爐膛內濃相-稀相區臨界點的第二位置布置第二組sncr脫硝噴槍，包括：在循環流化床鍋爐旋風分離器入口處的第一位置設置第一組sncr脫硝噴槍；利用計算流體動力學軟件模擬爐內氣固兩相流動，確定濃相-稀相區臨界點位置；在所述臨界點位置安裝多個熱電偶，測量并繪制溫度分布曲線，選取位于sncr反應目標溫度窗口的第二位置；在所述第二位置設置第二組sncr脫硝噴槍，其中噴槍與爐膛橫截面呈15-30°夾角。

6、一種可以的實現方式中，其中，在第二組sncr脫硝噴槍煙氣側下游濃相-稀相區臨界點的第三位置布置pncr脫硝噴槍，所述pncr脫硝噴槍的數量根據煙氣量確定，包括：確定第二組sncr脫硝噴槍煙氣側下游濃相-稀相區臨界點的第三位置，所述第三位置通過預設經驗公式或cfd模擬分析確定；根據煙氣流量、氮氧化物初始濃度及脫硝效率要求，計算pncr脫硝噴槍所需目標數量；在所述第三位置沿煙道周向均勻布置目標數量個pncr脫硝噴槍，并優化噴槍的噴射角度、噴射速度和霧化粒徑。

7、一種可以的實現方式中，其中所述預設經驗公式包括：其中，lc表示距離sncr噴槍下游的臨界長度，d表示顆粒直徑，ρp表示顆粒密度，ρg表示煙氣密度，g表示重力加速度，μ表示煙氣粘度，ug表示煙氣速度。

8、一種可以的實現方式中，其中，第一組和第二組sncr脫硝噴槍聯合運行，或第一組sncr脫硝噴槍與pncr脫硝噴槍聯合運行，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除，包括：獲取鍋爐煙氣入口與出口的氮氧化物濃度數據，計算脫硝效率，根據脫硝效率與預設目標值的偏差，確定需調整的運行參數及其調整幅度；根據確定的調整參數及幅度，選擇聯合運行模式，所述模式包括第一組和第二組sncr脫硝噴槍聯合運行模式，或第一組sncr脫硝噴槍與pncr脫硝噴槍聯合運行模式；根據各噴槍位置溫度，動態調整還原劑分配比例，采用最小二乘法擬合氮氧化物濃度與還原劑噴射量關系曲線，優化還原劑分配策略；通過煙氣分析儀持續監測出口氮氧化物濃度，設定預警值，當濃度接近排放限值時，自動調整運行參數。

9、一種可以的實現方式中，其中，當鍋爐低負荷運行時，僅運行第二組sncr脫硝噴槍和pncr脫硝噴槍，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除，包括：當鍋爐負荷低于60％時，啟動第二組sncr脫硝噴槍和pncr脫硝噴槍聯合運行；動態調整還原劑噴射量，以維持還原劑與氮氧化物摩爾比在1.0-1.5范圍內。

10、本技術實施例還提供了一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制系統，包括噴槍位置計算單元和噴槍控制單元；其中，所述噴槍位置計算單元用于在循環流化床鍋爐旋風分離器入口處的第一位置布置第一組sncr脫硝噴槍，并在爐膛內濃相-稀相區臨界點的第二位置布置第二組sncr脫硝噴槍；在第二組sncr脫硝噴槍煙氣側下游濃相-稀相區臨界點的第三位置布置pncr脫硝噴槍，所述pncr脫硝噴槍的數量根據煙氣量確定；所述噴槍控制單元用于第一組和第二組sncr脫硝噴槍聯合運行，或第一組sncr脫硝噴槍與pncr脫硝噴槍聯合運行，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除；當鍋爐低負荷運行時，僅運行第二組sncr脫硝噴槍和pncr脫硝噴槍，以對鍋爐煙氣內的氮氧化物進行脫除。

11、本技術實施例還提供了一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制設備，包括：處理器、存儲器、系統總線；其中，所述處理器以及所述存儲器通過所述系統總線相連；所述存儲器用于存儲一個或多個程序，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當被所述處理器執行時使所述處理器執行上述實施例所述的方法。

12、在如上所提供的一種聯合還原煙氣氮氧化物的超低排放控制方法、系統及設備中，本技術實施例通過脫硝點位相結合，自適應控制脫硝模式相結合，能夠提升煙氣處理的效果和經濟性，同時降低氨逃逸和催化劑消耗，實現鍋爐內煙氣中氮氧化物的超低排放。