一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法，结构简单，设计合理，改造方便，不增加额外的设备管道，适宜联合应用其他烟气处理技术，投资成本低，脱硝效率高。所述系统包括均设置在被脱硝锅炉上的SOFA系统和SNCR系统；所述的SOFA系统包括两路SOFA出口，第一SOFA出口设置在锅炉的燃尽区，第二SOFA出口设置在SNCR系统的还原剂喷射口对应的SNCR反应区内。所述方法是在被脱硝锅炉上同时设置SOFA系统和SNCR系统；将SOFA系统中的出风口引出一路燃尽风，与SNCR系统中还原剂喷射口的还原剂一并喷射进入SNCR反应区内。

A Nox Removal System and Method Based on SOFA Combined SNCR System

The invention provides a denitrification system and method based on SOFA combined SNCR system, which has simple structure, reasonable design, convenient transformation, no additional equipment and pipelines, and is suitable for joint application of other flue gas treatment technologies, low investment cost and high denitrification efficiency. The system includes SOFA system and SNCR system which are all installed on the denitrified boiler, the SOFA system includes two SOFA outlets, the first SOFA outlet is located in the burnout zone of the boiler, and the second SOFA outlet is located in the SNCR reaction zone corresponding to the reductant injection port of the SNCR system. The method is to install SOFA system and SNCR system on the denitrified boiler at the same time, to draw out a burnout air from the outlet of the SOFA system and inject the reductant from the reductant injection port into the SNCR reaction zone together with the reductant from the reductant injection port in the SNCR system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法
本专利技术属于烟气氮氧化物污染物脱除
，涉及一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法。
技术介绍
基于分离燃尽风SOFA(SeparatedOver-FireAir)的炉内深度空气分级低NOX燃烧系统，是目前燃煤电厂使用较多的一种空气分级燃烧形式。SOFA系统是基于分离燃尽风技术，在炉膛不同高度布置OFA和SOFA，将炉膛分为初始燃烧NOx还原区和燃料燃尽区，通过优化过量空气系数，可有效降低NOx排放并最大限度提高燃烧效率。可从NOx产生的源头对其进行控制和降低，但无法对已经产生的NOx进行进一步的处理。SNCR(SelectiveNon-CatalyticReduction)即选择性非催化还原法脱硝技术，利用NH3、尿素等作为脱硝还原剂喷入炉内温度为850～1100℃的区域，NH3与烟气中的NOx进行选择性氧化还原反应，NOx被还原为氮气和水。主要的化学反应：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(2)6NO2+8NH3→7N2+12H2O(3)因此，在SNCR工艺中，主要包括还原剂的储存、稀释、供给和锅炉内喷射反应系统。其脱硝效率≥50％，氨逃逸浓度＜5mg/Nm3，不使用催化剂，具有投资成本低、装置简单、占地面积小等优势。但SNCR工艺还原剂消耗较高，适合减排指标要求较低的装置或者作为低NOx燃烧技术的补充工艺。SNCR对反应温度和停留时间的控制难度较大，由于SNCR反应的温度范围较窄，且锅炉变负荷时锅炉烟气温度分布发生改变，通常需要通过流场分析，选择最佳的喷氨点和喷枪设置，并对锅炉变负荷有应对方式。所以温度窗口的选择是SNCR还原NO效率高低的关键。温度较高，还原剂被氧化成NOx，烟气中的NOx含量不减少反而增加；温度较低，反应不充分，造成还原剂流失，对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。所以，如何将保证原剂和烟气的充分混合反应，保证在适当的NH3/NO摩尔比时得到较高的NOx还原率，是又一个亟待解决的关键技术。其存在的问题在于，SNCR的还原剂喷射位置附近烟气温度较高，还原剂喷射进入后不能立即与烟气中NOx发挥作用，不仅浪费还原剂的停留时间，也使SNCR脱硝效率得不到有效提高。对于大型火电厂锅炉，由于在炉膛内烟气和还原剂很难混合均匀，脱硝率一般不高于40％。同时，选择不同的还原剂适用温度不同，例如尿素作为还原剂作用的温度范围稍高，而氨作为还原剂作用的温度范围相对稍低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法，结构简单，设计合理，改造方便，不增加额外的设备管道，适宜联合应用其他烟气处理技术，投资成本低，脱硝效率高。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，包括均设置在被脱硝锅炉上的SOFA系统和SNCR系统；所述的SOFA系统包括两路SOFA出口，第一SOFA出口设置在锅炉的燃尽区，第二SOFA出口设置在SNCR系统的还原剂喷射口对应的SNCR反应区内。优选的，第二SOFA出口对应设置气体喷嘴，还原剂喷射口对应设置液体喷嘴，气体喷嘴和液体喷嘴共同设置在SNCR反应区内，SNCR反应区内最下层为气体喷嘴。优选的，每一路的第二SOFA出口和对应的还原剂喷射口共用一个二流体喷嘴。优选的，SOFA系统还包括与第一SOFA出口和第二SOFA出口连接送风的SOFA风机。优选的，还包括设置在被脱硝锅炉上的再燃系统，所述的再燃系统包括设置在再燃区的再燃出风口，以及与再燃出风口连接送风的再燃风机。优选的，所述的SNCR系统包括依次连接在还原剂喷射口上的分配模块、计量模块、循环模块和还原剂制备装置。进一步的，还包括用于控制计量模块和分配模块的自动控制模块；自动控制模块的输入端连接设置在烟道内烟气NOx浓度监测器；烟气NOx浓度监测器设置在SNCR反应区后的烟道内。一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝方法，在被脱硝锅炉上同时设置SOFA系统和SNCR系统；将SOFA系统中的出风口引出一路燃尽风，与SNCR系统中还原剂喷射口的还原剂一并喷射进入SNCR反应区内。优选的，SOFA系统中引出的一路燃尽风与SNCR系统中还原剂在同一通路上共用一个二流体喷嘴；或者采用对应燃尽风的气体喷嘴和对应还原剂的液体喷嘴一并喷射进入SNCR反应区内。优选的，通过调节引入SOFA风的开度和角度，将SNCR还原剂喷入口附近烟气温度降低到1000℃±100℃之内。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统与方法，通过两个系统的联合，一方面可以利用第一SOFA出口的分离燃尽风的上下摆动功能，有效的控制炉膛出口的烟温偏差，使炉膛出口烟温偏差降低到30℃左右，使SNCR的还原剂喷入点位置处于SNCR的温度窗口；另一方面采用第二SOFA出口引出的分离燃尽风与还原剂共同喷入炉膛，有效降低SNCR还原剂喷射位置附近烟气的温度，增加脱硝还原剂与烟气充分接触的几率，使SNCR脱硝还原剂得到最大限度的利用，保证了SNCR的脱硝效率，可以有效改善还原剂在喷射口附近与炉膛内烟气NOx相互作用的起始温度较高的情况，使还原剂得到充分利用，降低NOx的排放量，提高锅炉运行的经济性，从而SNCR效率得到提高。进一步的，能够根据被脱硝锅炉的情况对其进行改造，不增加额外的设备管道，适宜联合应用其他烟气处理技术，在燃煤电厂尤其是老厂的脱硝改造上有较为广泛的应用前景。进一步的，所述的脱硝系统内，能够通过烟气中NOx浓度的反馈控制，对SNCR系统中的还原剂量进行控制和分配，更好的提高脱硝效率。附图说明图1是一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统结构示意图；图中：1-再燃区，2-燃尽区，3-还原剂制备装置，4-循环模块，5-计量模块，6-分配模块，7-还原剂喷射口，8-SNCR反应区，9-再燃出风口，101-再燃风机，102-SOFA风机，11-第一SOFA出口，12-自动控制模块，13-烟气NOx浓度监测器。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术将SOFA系统的分离燃尽风与SNCR系统的还原剂的喷射相结合，有效降低SNCR喷射位置附近的温度，使还原剂在喷射位置附近与烟气混合均匀，增加还原剂的有效停留时间，从而保证SNCR的脱硝效率，实现降低NOx排放量的目的。特别是在燃煤电厂中低负荷运行的情况下，具有非常广阔的应用和推广前景。本专利技术一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，主要包括SNCR系统和SOFA系统，SNCR系统包括还原剂喷射系统，其中：还原剂喷射系统通过还原剂制备装置3产生脱硝还原剂，生成的脱硝还原剂依次经过循环模块4和计量模块5，由分配模块6将不同剂量的还原剂通过喷射口进入SNCR反应区8，与烟气中的NOx发生还原反应，最后将NOx转化为N2，达到排放标准。SNCR系统采用尿素法制备脱硝还原剂，经过还原剂制备系统过来的还原剂通过喷射口进入SNCR反应区8，与烟气中的NOx发生氧化还原反应，最后转化为N2达到排放标准。其中SOFA系统距离SNCR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，包括均设置在被脱硝锅炉上的SOFA系统和SNCR系统；所述的SOFA系统包括两路SOFA出口，第一SOFA出口(11)设置在锅炉的燃尽区(2)，第二SOFA出口设置在SNCR系统的还原剂喷射口(7)对应的SNCR反应区(8)内。

【技术特征摘要】
1.一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，包括均设置在被脱硝锅炉上的SOFA系统和SNCR系统；所述的SOFA系统包括两路SOFA出口，第一SOFA出口(11)设置在锅炉的燃尽区(2)，第二SOFA出口设置在SNCR系统的还原剂喷射口(7)对应的SNCR反应区(8)内。2.根据权利要求1所述的一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，第二SOFA出口对应设置气体喷嘴，还原剂喷射口(7)对应设置液体喷嘴，气体喷嘴和液体喷嘴共同设置在SNCR反应区(8)内，SNCR反应区(8)内最下层为气体喷嘴。3.根据权利要求1所述的一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，每一路的第二SOFA出口和对应的还原剂喷射口(7)共用一个二流体喷嘴。4.根据权利要求1所述的一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，SOFA系统还包括与第一SOFA出口(11)和第二SOFA出口连接送风的SOFA风机(102)。5.根据权利要求1所述的一种基于SOFA联合SNCR系统的脱硝系统，其特征在于，还包括设置在被脱硝锅炉上的再燃系统，所述的再燃系统包括设置在再燃区(1)的再燃出风口(9)，以及与再燃出风口(9)连接送风的再燃风机(101)。6.根据权利要求1所述的一种基于SO...

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