[發明專利]一種切圓鍋爐深度脫硝燃燒方法

有效

• 申請號: 201610608058.3
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106287674B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 范衛東;陳燦;王勇;劉泰生;鄧仲勇;謝佳;馬曉偉;吳明州
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23C5/32
• 分類號: F23C5/32;F23C7/02;F23C9/00;F23J7/00
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 王榮;伍姝茜

本發明公開了一種切圓鍋爐深度脫硝燃燒方法，將燃煤通過一層以上的一次風噴口內的一次風送入爐膛主燃區燃燒，并在主燃區通過二次風噴口通入一層以上的二次風，在燃盡區通過燃盡風噴口通入一層以上的燃盡風，其中主燃區的過量空氣系數范圍為0.5～1.05，燃煤進行低氧燃燒；燃盡區的過量空氣系數為1.05～1.3，進行富氧燃燒；還通過還原風噴口噴入還原風，還原風的過量空氣系數為0.6～0.85；最上層燃盡風以下的爐膛內通過一層以上的還原抑制劑噴口噴入氨基還原抑制劑，同層的還原抑制劑噴口位于同一水平面，在爐膛內高溫環境下還原煙氣中的氮氧化物，以及抑制新的氮氧化物生成。本發明不僅可顯著降低爐膛出口的氮氧化物排放值，實現超低排放，且不需要嚴格的溫度窗口和催化劑，大幅降低了脫硝成本，燃燒效率也可保證，經濟效益顯著，并具有廣泛的適用性。

技術領域

本發明涉及一種用于切圓鍋爐脫硝的燃燒方法。

背景技術

切圓鍋爐是燃燒器呈四角布置、噴射燃煤形成切圓燃燒方式；煤在燃燒過程中會排放氮氧化物（NOx）污染物，這些污染物會造成光化學煙霧污染，會對人類呼吸系統及動植物生存均會造成嚴重的危害。我國最新的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011）規定，自2015年1月1日起，全部燃煤鍋爐氮氧化物（以NO₂計）排放限值為100mg/Nm³（采用W型火焰爐膛的，現有的循環流化床火力發電鍋爐以及2003年12月31日前建成投產的火力發電鍋爐等限值為200 mg/Nm³）。

目前成熟應用于鍋爐的脫硝技術分為爐內脫硝和尾部脫硝兩種。爐內脫硝包括采用低NOx燃燒器、空氣分級、燃料再燃、選擇性非催化還原（SNCR）等技術，尾部脫硝包括選擇性催化還原（SCR）、活性炭吸附等技術。

單純采用控制爐內燃燒過程的脫硝技術（例如空氣分級和再燃技術），NO_x還原效率30%～70%左右，對于原始排放在600 mg/m³左右的燃煤鍋爐，NO_x排放控制值不能夠滿足國家的排放標準。目前的普通再燃技術對比空氣分級技術在脫硝效率方面并沒有明顯的提高，但是設備系統更加復雜，因此沒有技術和市場優勢。為了達到較高的脫硝效率，對于普通空氣分級技術的發展方向是在不斷加大空氣的分級程度，然而隨著分級程度的增加，燃料燃燒效率會降低，給燃料燃燒的經濟性帶來了較明顯的負面影響，同時，分級程度加大對處于強還原性氣氛下的爐內水冷壁的安全可靠運行也帶來了顯著的負面影響。

因此，僅僅依靠控制燃燒過程來降低氮氧化物排放效果，在滿足現有國家排放標準，并兼顧高效燃燒等要求，則需要同時使用其它脫硝技術措施。

目前，國內電廠普遍采用選擇性催化還原技術（SCR）在爐膛低NOx燃燒基礎上進行進一步深度脫硝。這種技術在尾部煙道噴入氨劑在催化劑的作用下還原煙氣中的氮氧化物，運行環境的溫度需要控制在300℃～400℃，溫度過高氨反而會被氧化為NOx，氨量控制不當還會造成氨逃逸，并且由于反應過程需要投入催化劑，因此，運行成本較高。

相比于SCR技術，選擇性非催化還原技術（SNCR）在燃盡風之后靠近爐膛出口高溫區投入氨劑還原氮氧化物。由于反應區域溫度高，不需要催化劑，降低了運行成本。但是這種技術適用的溫度反應窗口較窄，在800℃～1100℃之間。在低負荷工況下，爐膛內氧濃度偏高，氨更易被氧化為氮氧化物。如果燃料含硫較高，NH₃還會與SO₃反應生成銨鹽，在低溫下會結渣腐蝕。并且因為布置在燃盡風之后，如果噴入氨量過多，也會造成氨逃逸，因此對鍋爐的工況要求較高，適用的范圍有限。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種切圓鍋爐深度脫硝燃燒方法，它不僅可顯著降低爐膛出口的氮氧化物排放值，實現超低排放，且不需要嚴格的溫度窗口和催化劑，大幅降低了脫硝成本，燃燒效率也可保證，經濟效益顯著，并具有廣泛的適用性。