專利名稱：低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物質燃燒發(fā)電設備，具體地指一種低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備。
背景技術：
在現(xiàn)有的鍋爐、熔爐、焚燒爐等大型燃燒設備中，多使用燃盡風系統(tǒng)(0FA，Overfire Air)來降低污染物的排放，即將燃料(可為煤粉、燃油、天然氣等)和二次風(指自爐排上部高速噴入爐膛的若干股氣流所構成的風，可為空氣、氧氣等)一起噴入爐膛的燃燒區(qū)并使之燃燒，并向燃燒區(qū)上方噴入燃盡風(為降低NOx的生成，爐膛內采用分級送風方式在主燃燒器上部單獨送入的熱風，以使可燃物在后期進一步燃盡)以形成完全燃燒區(qū)，從而實現(xiàn)燃燒的最大化，減少污染物的產生。但即使采用了燃盡風系統(tǒng)，燃燒生成的爐膛煙氣中仍會含有一定量的氮氧化物(NOx，主要為NO和N02)，而氮氧化物會導致酸雨、光化學霧等污染。為了進一步降低排放的煙氣中氮氧化物的含量，可使用選擇性非催化還原法(SNCR，SelectiveNon-CatalyticReduction),即將能選擇性地把氮氧化物還原為氮氣的還原劑注入爐膛溫度為85(T110(TC的煙氣中，從而降低爐膛煙氣中氮氧化物的含量，其中還原劑可通過設在折焰角下方的噴口噴入。目前，生物質燃燒發(fā)電設備大多采用生物質循環(huán)流化床鍋爐，它的氮氧化物排放量比燃煤鍋爐要小，一般在200mg/m3左右，略超國家標準的100mg/m3。由于生物質循環(huán)流化床鍋爐的裝機容量較小，如果采用選擇性催化還原法(SCR)進行脫氮，其投資大、成本較高；而使用傳統(tǒng)的選擇性非催化還原法(SNCR)進行脫氮，其采用的還原劑如尿素水溶液將會攜帶大量的水份進入爐內，以使水滴攜帶尿素能夠到達爐膛的深部與煙氣充分混合，但由于生物質燃料本身含水量就比較高，進入大量的水份將使煙氣的熱量被水的汽化潛熱所消耗，所以會導致生物質循環(huán)流化床鍋爐的效率下降。為了解決上述問題，公開號為CN201748452U的中國專利提供了一種選擇性非催化還原系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)相結合的降低氮氧化物系統(tǒng)，其在爐本體側壁上設有燃料噴口，用于將燃料和二次風噴入爐膛中，在爐本體側壁上高于燃料噴口的位置設有燃盡風噴口，在燃盡風噴口處設有液態(tài)還原劑噴霧器，使液態(tài)還原劑形成液滴隨燃盡風一同噴入爐膛。由于燃盡風的風量比二次風要小，與煙氣的混合效果也比較差，且利用此結構噴入爐膛的還原劑溶液濃度偏低，依然存在進入爐內水份過高、脫氮效果較差、鍋爐效率降低的問題。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種脫氮效果顯著、且工藝簡單、經濟實用的低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備，包括循環(huán)流化床鍋爐、旋流分離器和除塵器，所述循環(huán)流化床鍋爐的頂部煙氣出口與旋流分離器的混合煙氣輸入端相連，所述旋流分離器的物料輸出端與循環(huán)流化床鍋爐的下部返料入口相連，所述旋流分離器的煙氣輸出端與除塵器的進口相連，其特殊之處在于所述循環(huán)流化床鍋爐的側壁上部二次風入口處設置有脫氮還原劑噴射裝置，所述除塵器的出口通過分流支管與循環(huán)流化床鍋爐的底部一次風室相連。進一步地，所述分流支管上設置有控制閥，用于根據(jù)實際需要調節(jié)進入循環(huán)流化床鍋爐底部一次風室的煙氣量。本實用新型的優(yōu)點在于所設計的燃燒設備將循環(huán)流化床鍋爐的煙氣經除塵器除塵處理后送入一次風室，降低了一次風的氧含量、降低了爐膛的燃燒溫度、減少了氮氧化物的生成；使得鍋爐爐內接近二次風入口處的溫度在800°C、00°C的溫度區(qū)間，這個溫度區(qū)間在脫氮還原劑脫氮反應的最佳溫度區(qū)間之內，同時利用二次風能夠在爐內與煙氣混合良好的特點，使攜帶脫氮還原劑的霧化顆粒也能夠與煙氣進行良好的混合，得到較好的脫氮效果。傳統(tǒng)脫氮使用的還原劑一般為10%的稀溶液，會帶入大量的水，使煙氣中的水份增加，降低鍋爐效率，本實用新型在二次風入口處噴入高濃度的脫氮還原劑，降低了入爐的水含量，在保證脫氮效果的基礎上提高了鍋爐效率。同時，本實用新型結構簡單實用，不需要對生物質循環(huán)流化床鍋爐進行大的改造，投資成本低，降低氮氧化物排放效果顯著。

圖1為一種低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備的結構示意圖。圖2為圖1中的A部放大結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。圖中所示的低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備，主要由循環(huán)流化床鍋爐1、旋流分離器4和除塵器2組成。循環(huán)流化床鍋爐I的頂部設有煙氣出口 1C、底部設有一次風室Id ;循環(huán)流化床鍋爐I的側壁上部設有二次風入口 la、側壁下部分別設有燃料入口 Ie和返料入口 lb。循環(huán)流化床鍋爐I的側壁上部二次風入口 Ia處設置有脫氮還原劑噴射裝置5，用于向爐膛內噴射脫氮還原劑。循環(huán)流化床鍋爐I的頂部煙氣出口 Ic與旋流分離器4的混合煙氣輸入端相連，旋流分離器4的物料輸出端與循環(huán)流化床鍋爐I的下部返料入口 Ib相連，旋流分離器4的煙氣輸出端與除塵器2的進口相連。除塵器2的出口分為兩路，一路直接與煙囪3相連，另一路通過分流支管6與循環(huán)流化床鍋爐I的底部一次風室Id相連，用于向一次風室Id輸送煙氣。在分流支管6上設置有控制閥7，用于調節(jié)煙氣量。本實用新型的運行過程如下首先，生物質燃料從燃料入口 Ie進入循環(huán)流化床鍋爐1，進行燃燒，產生的煙氣自頂部煙氣出口 Ic進入旋流分離器4，將未燃盡的生物質燃料分離出來，并通過下部返料入口 Ib返回到鍋爐中重新燃燒，從旋流分離器4分離出的煙氣導入除塵器2中，去除其中絕大部分的粉塵雜質，獲得較為潔凈的煙氣，所得較為潔凈的煙氣中的一部分通往煙 3，排入大氣；剩余煙氣引入循環(huán)流化床鍋爐I的底部一次風室Id中進行循環(huán)，以降低一次風的氧含量，進而降低循環(huán)流化床鍋爐I的爐膛燃燒溫度。所引入一次風室Id的煙氣量可以根據(jù)實際工況通過控制閥7進行調整，使爐膛底部處于欠氧燃燒狀態(tài)，從而使燃料入口 Ie處爐膛溫度控制在80(T90(TC的范圍內，避免局部爆燃、超溫的發(fā)生，減少燃料氮的生成，減少燃料的結渣、聚團，提高鍋爐的熱效率。與此同時，脫氮還原劑由循環(huán)流化床鍋爐I的二次風入口 Ia處噴出，與二次風混合后導入爐膛，利用二次風使霧化的脫氮還原劑與爐膛內的煙氣充分混合，進而使其中的氮氧化物與脫氮還原劑發(fā)生化學反應而被脫除。脫氮還原劑可選用尿素水溶液、氨水、胺化合物水溶液中的一種，各溶液的百分比濃度為40%飛0%。本實施例中，優(yōu)選質量百分比濃度為50%的尿素水溶液。該尿素水溶液通過噴射方式霧化成平均直徑為10(Γ1000 μ m霧化液滴顆粒，利用二次風與煙氣充分混合，由于尿素水溶液的濃度很高，水含量很少，因而避免了大量水份使熱煙氣的熱量被水的汽化潛熱消耗過多的不足，同時使鍋爐不會因為噴入大量的水而降低效率。通過調整二次風噴入時的溫度，控制循環(huán)流化床鍋爐I的二次風入口Ia處的爐膛溫度在80(T900°C的范圍內，并將尿素水溶液與氮氧化物反應的停留時間控制在O. 5 ls的范圍內，這樣尿素水溶液將與爐膛內的氮氧化物充分反應，最大限度地降低循環(huán)流化床鍋爐I排放物中的氮氧化物，從而在不污染環(huán)境的同時，保證循環(huán)流化床鍋爐I的熱效率。
權利要求1.一種低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備，包括循環(huán)流化床鍋爐(I)、旋流分離器(4)和除塵器(2)，所述循環(huán)流化床鍋爐(I)的頂部煙氣出口(Ic)與旋流分離器(4)的混合煙氣輸入端相連，所述旋流分離器(4)的物料輸出端與循環(huán)流化床鍋爐(I)的下部返料入口(Ib)相連，所述旋流分離器(4)的煙氣輸出端與除塵器(2)的進口相連，其特征在于所述循環(huán)流化床鍋爐(I)的側壁上部二次風入口( Ia)處設置有脫氮還原劑噴射裝置(5)，所述除塵器(2)的出口通過分流支管(6)與循環(huán)流化床鍋爐(I)的底部一次風室(Id) 相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備，其特征在于所述分流支管(6)上設置有控制閥(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種低氮氧化物排放的生物質循環(huán)流化床燃燒設備，包括循環(huán)流化床鍋爐、旋流分離器和除塵器，所述循環(huán)流化床鍋爐的頂部煙氣出口與旋流分離器的混合煙氣輸入端相連，所述旋流分離器的物料輸出端與循環(huán)流化床鍋爐的下部返料入口相連，所述旋流分離器的煙氣輸出端與除塵器的進口相連，所述循環(huán)流化床鍋爐的側壁上部二次風入口處設置有脫氮還原劑噴射裝置，所述除塵器的出口通過分流支管與循環(huán)流化床鍋爐的底部一次風室相連。其結構簡單實用，不需要對循環(huán)流化床鍋爐進行大的改造，投資成本低，降低氮氧化物排放效果顯著。
文檔編號F23C10/20GK202884903SQ20122057581
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權日2012年11月2日
發(fā)明者韓旭, 張巖豐, 曹民俠, 李宏 申請人:陽光凱迪新能源集團有限公司