[實用新型]一種帶有高溫SNCR脫硝反應器的煤粉鍋爐結構

有效

• 申請號: 201420295285.1
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203949196U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 高洪培;肖平;王海濤;時正海;蔣敏華
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F23J15/02
• 分類號: F23J15/02;B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本實用新型涉及煤粉鍋爐技術領域，具體涉及一種帶有高溫SNCR脫硝反應器的煤粉鍋爐結構。?

背景技術

根據新的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223－2011)要求：新建火電機組2012年1月1日起NOx排放低于100mg/Nm³；現役W火焰爐、CFB機組NOx排放低于200mg/Nm³(6％O2)。對于煤粉鍋爐一般需要配套脫硝裝置才能夠達到新的環保要求。部分燃用高揮發分的循環流化床鍋爐機組也需要配套脫硝裝置才能夠達到新的環保要求。?

目前燃煤鍋爐的脫硝方式包括爐內低NO_x燃燒、爐膛噴射還原劑的選擇性非催化還原煙氣脫硝(簡稱SNCR)和爐后煙道噴射還原劑的選擇性催化還原煙氣脫硝(簡稱SCR)等三類技術。SNCR技術是將氨基還原劑(如氨氣、氨水、尿素)溶解稀釋，利用機械式噴槍將還原劑溶液霧化成液滴噴入爐膛，在850～1150℃溫度區域和沒有催化劑的條件下，還原劑NH₃(或由還原劑熱解產生的NH₃)與煙氣中的NOx進行選擇性非催化還原反應，將NOx還原成N₂與H₂O，實現脫硝。?

現有與煤粉鍋爐配套的SNCR脫硝裝置的實際運行效果表明其脫硝效率通常只有30％～50％。研究表明，煤粉鍋爐SNCR脫硝效率?偏低的主要原因包括：①接觸時間短，還原劑與NOx在有效溫度區間850～1150℃的接觸的停留時間短；②投送溫度窗口狹窄，通常還原劑溶液的噴射溫度窗口約為850～1150℃，即在折焰角附近的屏式過、再熱器及水平煙道的末級過熱器、再熱器所在的對流區域，由于受熱面的吸熱或鍋爐負荷變化使得煙氣流程上的溫度窗口狹窄，不利于反應進行；③混合均勻性差，還原反應區間內的NH₃分布均勻性主要受到噴射點的數量，噴射速度，霧化效果，霧化粒徑等影響。還原劑與NOx混合不均勻不僅會降低脫硝效率，還會造成局部過高的氨逃逸。?

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種帶有高溫SNCR脫硝反應器的煤粉鍋爐結構，用于現有煤粉鍋爐提高脫硝效率，或新建煤粉鍋爐的設計。?

為了達到上述目的，本實用新型通過如下技術方案實現：?

一種帶有高溫SNCR脫硝反應器的煤粉鍋爐結構，包括爐膛1，在爐膛1上部沿煙氣行進方向依次設有屏式受熱面2、第一對流受熱面3，一個或一個以上的高溫SNCR脫硝反應器4連接在爐膛1煙氣出口與尾部煙道8入口的連結煙道上，或設置在爐膛1煙氣出口內的兩側，當高溫SNCR脫硝反應器4設置在爐膛1煙氣出口內的兩側時，爐膛1煙氣出口和尾部煙道8入口連接，尾部煙道8中沿煙氣行進方向依次布置有第二對流受熱面5、省煤器6和空氣預熱器7。?

所述屏式受熱面2采用屏式過熱器或屏式再熱器。?

所述第一對流受熱面3采用過熱器或再熱器。?

所述第二對流受熱面5采用過熱器或再熱器。?

所述空氣預熱器7采用管式空氣預熱器或回轉式空氣預熱器。?

所述高溫SNCR脫硝反應器4分離器出的煤灰采用氣力輸送的方式送入灰庫。?

所述高溫SNCR脫硝反應器4為由管材、鋼板及耐火材料制成的冷卻型反應器，其冷卻介質為蒸汽、水或空氣；或由耐火材料及鋼板制成的絕熱型反應器，反應器的具體結構形式為旋風分離器。?

所述高溫SNCR脫硝反應器4的脫硝還原劑為液態氨水、尿素溶液、氣態氨氣、固態石灰石粉末、氧化鈣粉末或氫氧化鈣粉末，固態石灰石粉末、氧化鈣粉末、氫氧化鈣粉末采用氣力輸送方式送入反應器。?

本實用新型的工作原理為：燃煤在爐膛1中燃燒，產生的煙氣與布置在爐膛1上部的屏式受熱面2、第一對流受熱面3換熱后，煙氣攜帶煤灰進入高溫SNCR脫硝反應器4，部分煤粉被分離下來，煙氣攜帶少量的煤灰進入尾部煙道8。?

本實用新型的帶有高溫SNCR脫硝反應器的煤粉鍋爐，由于采用SNCR法進行脫硝，并在高溫SNCR脫硝反應器進口煙道內加入還原劑后，使得脫硝效率顯著提高，主要原因如下：①由于高溫SNCR脫硝反應器的進口煙道與出口煙道之間煙氣流程的增加，帶有還原劑的煙氣流過高溫SNCR脫硝反應器，使得了還原劑與NOx接觸的化學反應時間增加；②由于煙氣流程中采用了旋風分離器結構形式的高?溫SNCR脫硝反應器，煙氣進入分離器后煙氣流動方向發生改變，使得煙氣中還原劑與NOX的混合均勻性增加。?