一种两级SNCR脱硝系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种两级SNCR的脱硝系统，可有效增加还原剂的炉内停留时间，提高还原剂与烟气的混合效果，并促进低温区段还原反应的快速进行，进而大大提高SNCR脱硝效率，具有可观的经济及环保效益。所述系统包括锅炉，锅炉折焰角后水平烟道处串联布置的两级旋风分离器，两个旋风分离器前分别布置的第一级SNCR脱硝反应器和第二级SNCR脱硝反应器，后一级旋风分离器的出口端连接排烟烟道；第一级脱硝反应器内设置多支主喷枪，在水平烟道的横截面上均匀的呈多层布置；第二级脱硝反应器内设置有补氨喷枪，沿在水平烟道的横截面布置。

A two stage SNCR denitrification system

The utility model provides a two grade SNCR denitrification system, which can effectively increase the retention time of reducing agent in furnace, improve the mixing effect of reducing agent and flue gas, and promote the rapid reduction reaction of low temperature section, and thus greatly improve the efficiency of SNCR denitrification, which has considerable economic and environmental benefits. The system includes the two stage cyclone separator arranged in series in the horizontal flue of the boiler after the boiler flaming angle, the first stage SNCR denitrification reactor and the second stage SNCR denitrification reactor arranged separately before the two cyclone separators, the exit end of the first stage cyclone separator is connected with the smoke exhaust pipe, and the first stage denitrification reactor is set up with multiple owners. The spray gun is evenly arranged on the cross section of the horizontal flue, and the second stage denitrification reactor is arranged with an ammonia filling gun, which is arranged along the cross section of the horizontal flue.

【技术实现步骤摘要】
一种两级SNCR脱硝系统
本技术涉及锅炉和SNCR脱硝装置布设，具体为一种两级SNCR脱硝系统。
技术介绍
氮氧化物是燃煤锅炉排放的主要污染物之一，近年来国家环保部对氮氧化物的排放标准要求越发严格，单纯依靠低氮燃烧技术，并不能满足环保要求，亟需寻求一种高效且经济的烟气脱硝方案。目前常用的烟气脱硝技术主要有SCR烟气脱硝法以及SNCR烟气脱硝法。SCR烟气脱硝法是在300～400℃温度区间内，以氨作为还原剂在催化剂的作用下，与氮氧化物发生还原反应，进而脱除烟气中的氮氧化物。尽管SCR技术脱硝效率较高，但由于反应过程中需要催化剂的参与，运行费用较高，经济性较差。而SNCR脱硝反应过程中无需催化剂的作用，将尿素等氨基还原剂喷入炉内温度为850℃～1100℃的区域内，即可将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水，其初投资及运行成本均较低。出于经济性的考虑，在满足环保标准的前提下，更适宜选用SNCR烟气脱硝技术。研究者针对如何延长SNCR脱硝还原剂炉内停留时间、提高还原剂与烟气的混合效果给出不同解决方案，如中国专利CN201510494130.X公开的一种SNCR脱硝系统及垃圾焚烧锅炉，在SNCR喷枪下游加装扰流器，扰流器喷射形成与烟气流动方向相反的扰动气流，通过扰动气流增加还原剂的停留时间，并加强了还原剂与烟气的混合效果，从而提高了脱硝效率。又如中国专利CN201510329157.3公开的一种层燃炉SNCR脱硝装置，外接SNCR脱硝反应烟道，将炉膛出口处烟气引至锅炉外面，完成脱硝反应后再引回炉膛，从而给SNCR脱硝工艺提供足够的反应空间，同时增加了还原剂与烟气的混合时间，进而提高了SNCR脱硝效率。然而以上系统受炉内空间限制，增加停留时间效果不明显。目前SNCR技术的脱硝效率只能达到40％～60％左右，有待进一步提高。
技术实现思路
针对现有SNCR脱硝技术中存在脱硝效率低的问题，本技术提供一种两级SNCR的脱硝系统，可有效增加还原剂的炉内停留时间，提高还原剂与烟气的混合效果，并促进低温区段还原反应的快速进行，进而大大提高SNCR脱硝效率，具有可观的经济及环保效益。本技术是通过以下技术方案来实现：一种两级SNCR脱硝系统，包括锅炉，锅炉折焰角后水平烟道处串联布置的两级旋风分离器，两个旋风分离器前分别布置的第一级SNCR脱硝反应器和第二级SNCR脱硝反应器，后一级旋风分离器的出口端连接排烟烟道；第一级脱硝反应器内设置多支主喷枪，在水平烟道的横截面上均匀的呈多层布置；第二级脱硝反应器内设置有补氨喷枪，沿在水平烟道的横截面布置。优选的，所述的锅炉侧壁上设置有低氮燃烧器；所述的锅炉顶部设置有屏式过热器。优选的，所述的排烟烟道内依次设置有对流式过热器、再热器、省煤器和空气预热器。优选的，还包括：冷渣器；冷渣器的输入端分别连接旋风分离器出口以及炉膛底部排渣口，冷渣器的出口连接灰渣输送履带。优选的，还包括甲烷喷口，甲烷喷口的输入端与甲烷储罐相连，甲烷喷口的出口连接在第二级SNCR脱硝反应器入口烟道内。优选的，主喷枪的输入端依次连接第一计量模块、第一流量计和第一控制阀；第一控制阀的输入端连接氨基溶液；优选的，补氨喷枪的输入端依次连接第二计量模块、第二流量计和第二控制阀；第二控制阀的输入端连接氨基溶液，控制端连接激光探测器的输出端；所述的激光探测器设置在前一级旋风分离器的出口上，用于测量NOx的浓度。优选的，每支主喷枪和补氨喷枪前均设置一个手动阀门，所有手动阀门开度相同。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术在折焰角后水平烟道上依次布置两级SNCR脱硝反应器，第一级SNCR脱硝反应器设置多支主喷枪，其喷氨量由机组负荷控制，在第一级SNCR脱硝反应器出口设置一组激光探测器，对第一级SNCR脱硝反应器出口处NOx浓度进行测量，根据NOx浓度信号实时调整第二级SNCR脱硝反应器中补氨喷枪的喷氨量。设置两级SNCR脱硝反应器，能够对烟气进行两次脱硝，从而大大降低氮氧化物排放量；此外，在第一级SNCR脱硝反应器中未反应的氨气能够在第二级SNCR脱硝反应器中完全反应，从而有效降低氨逃逸。同时在两级SNCR脱硝反应器后分别布置一个旋风分离器，喷入脱硝还原剂的烟气进入旋风分离器入口时，由于筒壁的约束作用，气流将由直线运动转变成圆周运动，旋转气流严器壁成螺旋形向下。当旋转向下的气流达到锥体下端某一位置时，由于锥筒内外气流压差作用，使气流向分离器中心靠拢，最终气流由下反转向上，由旋风分离器上部出口排出。这一过程大大延长了SNCR脱硝还原剂与烟气的接触时间，并提高了还原剂与烟气的混合效果，进而大大提高了SNCR脱硝反应的脱硝效率，具有良好的经济效益及环境效益。进一步的，在第一级脱硝反应器后、第二级脱硝反应器前设置甲烷喷口，甲烷喷口的输入端与CH4储罐连接。由于烟气在第一级SNCR脱硝反应器及其后连接的旋风分离器内流动过程中会造成烟温损失，使旋风分离器出口温度可能会低于SNCR脱硝反应的最佳温度区间，最终造成第二级SNCR脱硝反应效率下降。甲烷添加剂的加入，能够降低SNCR脱硝反应的温度区间，提高还原反应速率，使SNCR脱硝反应在相对较低的温度下也能够快速反应，从而脱硝效率达到85％以上，并有效降低氨逃逸。附图说明图1为本技术所述两级SNCR脱硝系统的结构示意图。图2为本技术所述两级SNCR脱硝系统喷氨量控制回路。图中：1-甲烷储罐；2-低氮燃烧器；3-第一级SNCR脱硝反应器；4-旋风分离器；5-第二级SNCR脱硝反应器；6-激光探测器；7-甲烷喷口；8-屏式过热器；9-对流式过热器；10-再热器；11-省煤器；12-空气预热器；13-冷渣器；31-第一计量模块；32-第一流量计；33-第一控制阀；34-主喷枪；51-第二计量模块，52-第二流量计，53-第二控制阀，54-补氨喷枪。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。如图1所示，本技术一种SNCR脱硝系统，包括低氮燃烧器2、屏式过热器8、第一级SNCR脱硝反应器3、第二级SNCR脱硝反应器5、旋风分离器4、对流式过热器9、再热器10、省煤器11、空气预热器12以及冷渣器13。锅炉的炉膛内燃料燃烧通过低氮燃烧器2采用低氮燃烧技术，炉膛上部顶棚布置屏式过热器8。在炉膛折焰角后方水平烟道处，串联布置第一级SNCR脱硝反应器3、第二级SNCR脱硝反应器5。在第一级SNCR脱硝反应器3、第二级SNCR脱硝反应器5后分别布置一个旋风分离器4。对流式过热器9及再热器10布置于尾部竖井上部。布置冷渣器13对旋风分离器4分离后的灰渣以及炉内排出的灰渣进行冷却，冷却后通过灰渣输送履带排至捞渣机。其中，第一级SNCR脱硝反应器3的进烟口和锅炉的出烟口连通，第一级SNCR脱硝反应器3和第二级SNCR脱硝反应器5的出烟口和对应的旋风分离器4的进烟口连通。如图2所示，第一级脱硝反应器3中布置多支主喷枪34，主喷枪34的输入端依次连接第一计量模块31、第一流量计32和第一控制阀33；第一控制阀33的输入端连接氨基溶液，主喷枪34喷氨量由锅炉负荷控制；第二级脱硝反应器5中布置数量少于主喷枪34的补氨喷枪54，补氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级SNCR脱硝系统，其特征在于，包括锅炉，锅炉折焰角后水平烟道处串联布置的两级旋风分离器(4)，两个旋风分离器(4)前分别布置的第一级SNCR脱硝反应器(3)和第二级SNCR脱硝反应器(5)，后一级旋风分离器(4)的出口端连接排烟烟道；第一级脱硝反应器(3)内设置多支主喷枪(34)，在水平烟道的横截面上均匀的呈多层布置；第二级脱硝反应器(5)内设置有补氨喷枪(54)，沿在水平烟道的横截面布置。

【技术特征摘要】
1.一种两级SNCR脱硝系统，其特征在于，包括锅炉，锅炉折焰角后水平烟道处串联布置的两级旋风分离器(4)，两个旋风分离器(4)前分别布置的第一级SNCR脱硝反应器(3)和第二级SNCR脱硝反应器(5)，后一级旋风分离器(4)的出口端连接排烟烟道；第一级脱硝反应器(3)内设置多支主喷枪(34)，在水平烟道的横截面上均匀的呈多层布置；第二级脱硝反应器(5)内设置有补氨喷枪(54)，沿在水平烟道的横截面布置。2.如权利要求1所述的一种两级SNCR脱硝系统，其特征在于，所述的锅炉侧壁上设置有低氮燃烧器(2)；所述的锅炉顶部设置有屏式过热器(8)。3.如权利要求1所述的一种两级SNCR脱硝系统，其特征在于，所述的排烟烟道内依次设置有对流式过热器(9)、再热器(10)、省煤器(11)和空气预热器(12)。4.如权利要求1所述的一种两级SNCR脱硝系统，其特征在于，还包括：冷渣器(13)；冷渣器(13)的输入端分别连接旋风分离器(4)出口以及炉膛底部排渣口，冷渣器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆续，张向宇，张波，向小凤，高宁，徐宏杰，
申请(专利权)人：中国华能集团公司，西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11