[发明专利]用于循环流化床SNCR脱硝系统的反应装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种电厂烟气脱硝反应器，具体是适用于循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝系统的旋风分离器，属于烟气净化装置制造的技术领域。

 

背景技术

循环流化床燃烧技术（CFB）是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术，具有煤种适应性强、负荷调节范围大、燃烧稳定、炉内燃烧中添加石灰石低成本脱硫、分级燃烧有效降低NOx排放、灰渣综合利用等优点，特别适用于燃用劣质燃料以及负荷变化频繁的调峰电厂和负荷波动较大的自备电站。

根据2011年发布的《火电厂大气污染物排放标准》，火电厂NO_X排放标准日益严格，新建机组必须同步建设脱硝装置，现役机组的脱硝改造势在必行。脱硝技术领域是以NOx还原技术为主导地位，其NO_X还原技术分为两大类：选择性催化还原技术SCR和选择性非催化还原技术SNCR，这两种技术都适用于循环流化床锅炉的脱硝工程。对比两种脱硝技术，SNCR的工程投资费用、年运行费用都低于SCR，对老机组循环流化床锅炉进行脱硝改造时，SNCR技术可以避免空气预热器、引风机及省煤器等方面的改造，工程量相对较小，工期短，特别是，SCR技术对烟气含尘率要较高，易发生催化剂堵塞中毒。因此，SNCR脱硝技术适用于循环流化床锅炉的新建机组和老机组改造。

SNCR脱硝技术主要是在800℃～1000℃温度范围内，将含氨的还原剂喷入烟气中，将NO还原，生成氮气和水。大量的工程实践实践证明，SNCR技术对反应温度非常敏感，随温度降低，其还原反应速度降低，从而使大量还原剂来不及反应而降低脱硝效率，增加还原剂逃逸量。但是反应温度也不能过高，当温度高于1100℃时，NH₃的氧化反应速度超过还原反应而起主导作用，从而可能造成NO_X排放浓度高于基准排放浓度。

循环流化床锅炉具有一个非常有效的还原剂喷入点和混合反应器―旋风分离器。分离器内的烟气扰动强烈，十分利于实现喷入的还原剂和烟气之间迅速而均匀的混合，分离器内气体流动路径较长，还原剂在反应区获得较长停留时间。根据循环流化床锅炉特殊的燃烧方式，在锅炉满负荷工况，旋风分离器入口处的烟温在800℃～1000℃之间，正是SNCR最佳反应温度范围。

锅炉负荷是SNCR系统运行控制的关键输入参数之一。锅炉负荷降低，旋风分离器内烟气温度下降，当烟气温度随负荷下降而低于SNCR最佳反应温度范围的最低限值时，脱硝反应速度降低，还原剂逃逸量增加，烟气排放测量值中NH_X排放超标，NH₃排放超标，最终导致SNCR系统不能运行。锅炉负荷增加，旋风分离器内烟气温度上升，当烟气温度随负荷升高而高于SNCR最佳反应温度范围的最高限值时，NH₃氧化反应超过还原反应而起主导作用，也会造成烟气排放测量值中NH_X排放超标，NH₃排放超标，SNCR系统不能运行。在循环循环流床锅炉负荷波动范围内，烟气温度一般不会高于SNCR最佳反应温度的最高限值，因此，低负荷时循环流化床锅炉的SNCR系统运行问题更为突出。

 

发明内容

技术问题：为了解决锅炉负荷运行波动较大时SNCR脱硝系统运行存在的问题，本发明目的是提供一种能够更好的控制还原剂逃逸量，锅炉负荷范围广，能够满足更高要求NO_X排放，实现SNCR脱硝系统正常运行的用于循环流化床SNCR脱硝系统的反应装置。

一种用于循环流化床SNCR脱硝系统的反应装置，包括循环流化床锅炉、水平烟道、返料装置、尾部烟道，循环流化床锅炉的一侧分别与水平烟道、返料装置的一端连接，水平烟道的另一端布置尾部烟道，水平烟道、返料装置的另一端之间布置旋风分离器，所述旋风分离器包括进气口、筒体、锥体、中心筒、排气口、排料口，筒体的上部一侧布置与水平烟道连接的进气口，筒体的上部设置与排气口一端连接的中心筒，排气口的另一端与尾部烟道连接，筒体的下部形成逐渐收缩的锥体，锥体远离筒体的一端设置排料口，排料口的末端连接返料装置；筒体的内壁布置相变蓄热材料层。

旋风分离器是循环流化床锅炉主循环回路的关键部件，完成含尘气流的气固分离，并把收集的物料回送至炉膛，同时也是SNCR脱硝系统的关键部件，完成脱硝反应减排NO_X，并把净化烟气送至尾部烟道。旋风分离器入口段喷入还原剂，分离器内侧布置相变蓄热材料层，以增大旋风分离器整体的热惯性。