CN202660533U - 层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置 - Google Patents

Abstract

层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置，它涉及一种锅炉还原氮氧化物的装置。该装置为解决目前层燃锅炉NOx排放量大，缺少经济高效NOx控制技术的问题。装置方案：层燃锅炉与选择性气固分离器连通，选择性气固分离器的半焦出口端与半焦仓的半焦进口端连通，半焦仓的半焦出口端与增湿活化器的半焦进口端连通，热空气管和/或热烟气管通过风机与增湿活化器的热空气和/或热烟气进口端连通。本实用新型用于实现层燃锅炉低NOx排放，实现与燃烧过程协同的NOx控制。

Description

层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置

技术领域

本实用新型涉及一种能实现层燃锅炉氮氧化物减排的装置。

背景技术

我国现役燃煤工业锅炉约54.6万台，占目前在役工业锅炉总数的85％，且每年以1.5％左右的速度递增。燃煤工业锅炉年用煤量5-6亿吨，约占全国年用煤总量的18％。工业锅炉每年的总能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二。

在工业锅炉污染物减排的研究中，SO₂和烟尘的研究开展比较早，而且已经取得不少的研究成果，并已经工业化应用。由于工业锅炉低温燃烧等特点，使得其生成的NOx量相比较少(400-700mg/Nm³)。所以，工业锅炉的NOx减排工作一直未受到充分的重视。近几年我国的环保要求逐年提高，使得工业锅炉的NOx排放问题越发凸显。特别是NOx在城市空气环境中对PM_2.5的二次源贡献率逐渐受到关注。因此，开发与燃烧过程协同的经济型层燃锅炉低NOx燃烧技术，显得十分紧迫。

我国目前层燃锅炉用煤尚不能实现动力配煤。燃用的煤种粒径分布跨度很大，3-5mm以下的颗粒占有很大的比例。这种情况就导致了燃烧飞灰中含有大量的未燃尽半焦，其粒径分布从0.1mm-2mm不等。这一部分半焦是煤经过初步热解或气化后的产物，被烟气直接从炉排上带走进入锅炉除尘装置。如果能够把这一部分半焦从烟气中选择性的分离出来，将其送回燃烧室的适宜位置，在保证其燃尽的前提下，将可能实现其对燃烧过程中生成NO的有效还原。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置，以解决目前层燃锅炉NOx排放量大，缺少经济高效NOx控制技术的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述装置包括层燃锅炉、选择性气固分离器、半焦仓、增湿活化器、第一管路、风机、热空气管和/或热烟气管，层燃锅炉的左炉墙和右炉墙对称布置有旋流喷射器，层燃锅炉的含尘烟气和半焦出口端通过第一管路与选择性气固分离器的含尘烟气和半焦进口端连通，选择性气固分离器的顶部设有含尘烟气出口端，选择性气固分离器的半焦出口端与半焦仓的半焦进口端连通，半焦仓的半焦出口端与增湿活化器的半焦进口端连通，增湿活化器的设有水蒸汽进口端，热空气管和/或热烟气管通过风机与增湿活化器的热空气和/或热烟气进口端连通，增湿活化器的出口端与两个旋流喷射器连通。

本实用新型具有以下有益效果：1、采用选择性半焦收集装置，其对0.1mm以上颗粒的捕集效率大于95％，***阻力小于500Pa，可以实现对半焦的低阻力高效分离；2、半焦收集后在蒸汽活化装置内与蒸汽接触、混合，由于半焦的温度较高，可能会呈现炙热融融状态，因此当0.2-0.6MPa蒸汽给入时迅速发生如下反应：C+H₂O→CO+H₂-132KJ、CO+H₂O→CO₂+H₂+41KJ和C+CO₂→2CO-172KJ，同时半焦的孔隙结构、比表面积得到极大的丰富。这为半焦输送物在燃烧空间反应提供的更丰富的接触面积，为强化NO的催化还原过程提供了条件。当你半焦给入时会催化、强化如下反应过程，进而实现对NO的高效还原：CO+NO→N₂+CO₂；3、半焦类物质占总入炉煤量的比例在0.5-1.5％左右，半焦类物质的收集并燃尽，可以提高锅炉燃烧效率0.5-1.5％。

附图说明

图1是本实用新型装置方案的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的装置包括层燃锅炉1、选择性气固分离器2、半焦仓3、增湿活化器4、第一管路5、风机6、热空气管和/或热烟气管7，层燃锅炉1的左炉墙和右炉墙对称布置有旋流喷射器1-1，层燃锅炉1的含尘烟气和半焦出口端通过第一管路5与选择性气固分离器2的含尘烟气和半焦进口端连通，选择性气固分离器2的顶部设有含尘烟气出口端2-1，选择性气固分离器2的半焦出口端与半焦仓3的半焦进口端连通，半焦仓3的半焦出口端与增湿活化器4的半焦进口端连通，增湿活化器4的设有水蒸汽进口端，热空气管和/或热烟气管7通过风机6与增湿活化器4的热空气和/或热烟气进口端连通，增湿活化器4的出口端与两个旋流喷射器1-1连通。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的装置还包括控制阀8，半焦仓3的半焦出口端与增湿活化器4的半焦进口端连通位置处设有控制阀8，此结构用于控制进入到增湿活化器4中半焦的质量。其它实施方式与具体实施方式一相同。

层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物工艺包括如下步骤：

步骤一、层燃锅炉1的燃煤烟气进入到选择性气固分离器2中进行气固分离，气固分离后烟气排出，粒径大于0.1mm的半焦收集到半焦仓3内；

步骤二、半焦仓3运送半焦到增湿活化器4中，此时将水蒸汽、热空气和/或热烟气通入到增湿活化器4中，半焦与水蒸汽在增湿活化器4中进行增湿活化反应，反应时间为5-7秒，水蒸汽的压力为0.4-0.6MPa，水蒸汽与半焦质量比为0.2-0.35，其中通入到增湿活化器4中的热空气的温度为110-160℃，通入到增湿活化器4中的热空气的热烟气的温度为80-160℃；

步骤三、步骤二中所述增湿活化反应的气体产物是一氧化碳和氢气，热空气和/或热烟气将一氧化碳、氢气和半焦带入到旋流喷射器1-1中并通过旋流喷射器1-1顺时针或逆时针旋转射流进入到炉膛，其中在旋流喷射器1-1内的时间为0.1-0.2秒，在炉膛内一氧化碳和氢气与氮氧化物进行反应，炉膛内一氧化碳和氢气与氮氧化物的反应时间为2-5.5秒，实现氮氧化物的还原。

当炉膛出口氧量低于5.5％，燃料挥发份高于35％时，采用热空气回送半焦；当炉膛出口氧量高于10％，燃料挥发份高于25％时，采用热烟气回送半焦；当炉膛出口氧量在5.5％-10％之间，燃料挥发份高于在25％-35％时，采用热烟气、热空气混合回送半焦。

Claims (2)

1.一种层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置，其特征在于所述装置包括层燃锅炉(1)、选择性气固分离器(2)、半焦仓(3)、增湿活化器(4)、第一管路(5)、风机(6)、热空气管和/或热烟气管(7)，层燃锅炉(1)的左炉墙和右炉墙对称布置有旋流喷射器(1-1)，层燃锅炉(1)的含尘烟气和半焦出口端通过第一管路(5)与选择性气固分离器(2)的含尘烟气和半焦进口端连通，选择性气固分离器(2)的顶部设有含尘烟气出口端(2-1)，选择性气固分离器(2)的半焦出口端与半焦仓(3)的半焦进口端连通，半焦仓(3)的半焦出口端与增湿活化器(4)的半焦进口端连通，增湿活化器(4)的设有水蒸汽进口端，热空气管和/或热烟气管(7)通过风机(6)与增湿活化器(4)的热空气和/或热烟气进口端连通，增湿活化器(4)的出口端与两个旋流喷射器(1-1)连通。

2.根据权利要求1所述层燃飞灰半焦活化并用于炉内催化还原氮氧化物的装置，其特征在于所述装置还包括控制阀(8)，半焦仓(3)的半焦出口端与增湿活化器(4)的半焦进口端连通位置处设有控制阀(8)。

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