CN103990373A - 一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法 - Google Patents

一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法 Download PDF

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杨高强
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Abstract

本发明提出一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，此法将SNCR法脱硝技术与无电晕式发射电子技术相结合，氨水溶液经雾化喷枪喷入炉膛出口并随烟气进入旋风分离器，这一过程氨气与烟气混合并与烟气中NOx进行初步SNCR反应；旋风分离器出口的烟气进入无电晕式电子发射阴极反应器，在无电晕式电子发射阴极所激发电子的催化下进行二次反应，进一步脱除烟气中剩余的NOx。本方法将无电晕式电子发射技术引入SNCR脱硝***，安全方便、建设投资小、易于拆卸维护、运行费用低，且上述***协同传统SNCR法脱硝技术，增加了脱硝效率，并降低氨气逃逸量。

Description

一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法
技术领域
本发明涉及一种高温烟气脱硝***，特别是涉及一种以氨水为还原剂的循环流化床燃煤锅炉脱硝新方法。 
背景技术
氮氧化物的控制已成为国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求。随着环保法规及环保要求的提高，研究提升高效低成本的脱硝技术具有广阔的前景。SNCR脱硝技术在窗口温度(850～1050℃)范围内，在炉膛尾部喷入还原剂，还原剂同烟气中NOx发生氧化还原反应生成N2和H2O，达到脱硝的效果。SNCR脱硝***相比SCR脱硝，具有***简单、投资低等特点，但脱硝效率低，一直限制着其大规模应用。 
发明内容
技术问题：为了克服SNCR脱硝技术的脱硝效率低的缺点。本发明目的是提供一种效率更高的循环流化床燃煤锅炉脱硝新方法，利用烟气的高温特性激发无电晕式电子发射阴极发射电子，在SNCR反应窗口温度下产生的发射电子激发烟气中NH3、H2O和O2等分子，产生活性离子，通过一系列中间反应增强SNCR技术脱硝的效果，弥补常规SNCR脱硝效率低下的问题。 
技术方案：本发明的一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，在循环流化床旋风分离器上部的出口处加装无电晕式电子发射阴极反应器；储液罐及调节阀通过液体雾化喷枪向燃煤锅炉尾部喷入氨水溶液，氨水溶液气化为水蒸气和氨气与烟气发生混合并进入旋风分离器进行再次混合，这一过程部分氨气与烟气中NOx发生SNCR反应；旋风分离器内含NH3烟气进入无电晕式电子发射阴极反应器壳体，在阴极发射电子作用下，烟气中气体成分被激发为活性粒子，烟气中NH3与NOx在这些活性粒子作用下发生进一步SNCR反应。 
氨水溶液的喷入量以NH3摩尔量为烟气中NOx摩尔量的1.35～1.75倍，并以雾化喷射方式加入。 
氨水溶液喷射处温度为900～1050℃的SNCR反应窗口温度。 
所述无电晕式电子发射阴极反应器包括烟气进口、无电晕式电子发射极板、无电晕式电子发射阴极反应器壳体、高压直流电源和烟气出口，在无电晕式电子发射阴极反应器壳体内，无电晕式电子发射极板位于烟气进口处，无电晕式电子发射极板与高压直流电源连接。 
无电晕式电子发射阴极反应器内的温度为850～1000℃的SNCR反应窗口温度。 
无电晕式电子发射极板材料为在高温下可自激发电子的钡钨合金。 
所述电子发射极板连接高压直流电源。 
有益效果： 
1、本发明在传统SNCR基础上加入了无电晕式电子发射阴极反应器，使脱硝效率增加，脱硝效率可达到70％左右，比常规SNCR法脱硝技术脱硝效率提高20％左右。 
2、本发明使用的还原剂为8％～15％的氨水溶液，简化了脱硝流程。 
3、本发明将还原剂喷入点选择在炉膛尾部近出口处，此处温度适合还原剂和NOx发生反应，且射流状态在炉膛中更易与烟气混合均匀。 
4、本发明采用旋风分离器与无电晕式电子发射阴极反应器串联进行SNCR脱硝反应，增加了脱硝反应的时间，同时烟气混合程度更加剧烈。 
5、本发明无电晕式电子发射阴极采用钡钨合金，此材料在高温条件下可自激发电子，所需电源电压较低，充分利用能量并且更加安全。 
6、本发明的优势是脱硝效率高、烟气中氨逃逸量小、代价小且安全系数高，适用范围较广，易于传统脱硝工艺的改造。 
附图说明
图1为循环流化床燃煤锅炉脱硝新方法***及方法示意图。 
图2为无电晕式电子发射阴极板3、无电晕式电子发射阴极反应器壳体5的结构示意图。 
如图1、图2所示其中：1、燃煤锅炉，2、旋风分离器，3、无电晕式电子发射阴极板，4、高压直流电源，5、无电晕式电子发射阴极反应器壳体，7、液体雾化喷枪，8、储液罐及调节阀。 
锅炉炉膛一侧的上部和下部分别同水平烟道和返料管的一端连接，水平烟道另一端连接旋风除尘器入口，旋风分离器上下出口分别同无电晕式电子发射阴极反应器入口管道和返料管一端连接。 
具体实施方式
1、一种循环流化床燃煤锅炉脱硝新方法，含有燃煤锅炉1、旋风分离器2、无电晕式电子发射阴极反应器6、液体雾化喷枪7、储液罐及调节阀8。 
2、炉膛1一侧的上部和下部分别同水平烟道和返料管的一端连接，水平烟道另一端连接旋风除尘器入2口，旋风分离器2上下出口分别同无电晕式电子发射阴极3反应器入口管道和返料管一端连接，无电晕式电子发射阴极反应器。 
3、在炉膛1尾部近出口处布置还原剂喷射装置。还原剂为8％～15％的氨水溶液。 
4、氨水溶液流量控制装置为储液罐及调节阀。 
5、氨水溶液喷射处温度为900～1050℃的SNCR反应窗口温度。 
6、无电晕式电子发射阴极反应器3温度为850～1000℃的SNCR反应窗口温度。 
7、无电晕式电子发射阴极材料为钡钨合金。 
8、无电晕式电子发射阴极反应器外壳5外侧布置保温层，本发明的保温层采用石棉。 

Claims (6)

1.一种循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于在循环流化床旋风分离器(2)上部的出口处加装无电晕式电子发射阴极反应器；储液罐及调节阀(8)通过液体雾化喷枪(7)向燃煤锅炉(1)尾部喷入氨水溶液，氨水溶液气化为水蒸气和氨气与烟气发生混合并进入旋风分离器(2)进行再次混合，这一过程部分氨气与烟气中NOx发生SNCR反应；旋风分离器(2)内含NH3烟气进入无电晕式电子发射阴极反应器壳体(5)，在阴极发射电子作用下，烟气中气体成分被激发为活性粒子，烟气中NH3与NOx在这些活性粒子作用下发生进一步SNCR反应。
2.根据权利要求1所述的循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于氨水溶液的喷入量以NH3摩尔量为烟气中NOx摩尔量的1.35～1.75倍，并以雾化喷射方式加入。
3.根据权利要求1所述的循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于氨水溶液喷射处温度为900～1050℃的SNCR反应窗口温度。
4.根据权利要求1所述的循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于所述无电晕式电子发射阴极反应器包括烟气进口、无电晕式电子发射极板(3)、无电晕式电子发射阴极反应器壳体(5)、高压直流电源(4)和烟气出口，在无电晕式电子发射阴极反应器壳体(5)内，无电晕式电子发射极板(3)位于烟气进口处，无电晕式电子发射极板(3)与高压直流电源(4)连接。
5.根据权利要求4所述的循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于无电晕式电子发射阴极反应器内的温度为850～1000℃的SNCR反应窗口温度。
6.根据权利要求4所述的循环流化床燃煤锅炉脱硝方法，其特征在于无电晕式电子发射极板(3)材料为在高温下可自激发电子的钡钨合金。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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