一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102287812A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102287812A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110197740.5(22)申请日2011.07.15(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人车得福白文刚刘银河(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.F23C10/00(2006.01)F23C10/18(2006.01)F23C10/20(2006.01)F23L7/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统与方法(57)摘要本发明公开了一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统与方法。针对旋风燃烧锅炉本身所存在的污染物NOx排放高，以及目前我国SCR烟气脱硝关键技术、原料、仪表等仍需进口，且该技术本身需要昂贵的催化剂，并存在催化剂中毒，更换，增加装置和占用空间等不利因素，导致其运行成本过高，使其应用受到很大限制。为此，本发明提出一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝方法与系统，其脱硝效率有望高达95％以上，不仅能大大降低旋风燃烧锅炉的NOx排放，而且与SCR技术相比，免去了昂贵的催化剂使用和烟气脱硝装置的占用空间，具有成本低廉、设备简单、实施改造容易等优点。CN10287ACCNN110228781202287825A权利要求书1/1页1.一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统，其特征在于：包括旋风筒、锅炉主炉膛和液态渣粒化水箱，其中锅炉主炉膛下部布置有氨剂/添加剂喷口，锅炉主炉膛上部布置有燃尽风喷口，锅炉主炉膛的底部布置有用来粒化其液态排渣的粒化水箱。2.基于权利要求1所述的一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统的方法，其特征在于，按照下述步骤：(1)由一次风进口送入旋风筒的燃料气流，与二次风进口送入的二次风强烈混合后在过量空气系数α＜1的条件下燃烧，形成富燃料燃烧区，并生成含有NOx的烟气；(2)由布置在锅炉主炉膛下部位置处的氨剂/添加剂喷口送入炉膛的氨剂和增效添加剂，在还原性气氛下与步骤(1)生成的含NOx的烟气发生还原反应，从而将NOx还原为N2；(3)达到完全燃烧所需的剩余空气通过布置在主炉膛上部的燃尽风喷口送入炉膛，在过量空气系数α＞1的条件下达到完全燃烧。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)旋风筒中的富燃料燃烧区的过量空气系数α为0.6～0.95，根据实际燃煤的特点，二次风进口根据需要采用送入“富氧”的空气。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中所添加的增效添加剂是碱金属无机盐。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的过量空气系数α为1.05～1.2，且送入完全燃烧所需剩余空气的燃尽风喷口根据具体需要布置多层，且各层间的送风量可以相等或不等。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据实际需要在采用先进空气分级燃烧脱硝方法的基础上再采用SNCR烟气脱硝技术，其中SNCR技术可以与原先的先进空气分级燃烧脱硝方法共用一套氨剂储备和输送系统。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据需要加长旋风筒的筒体长度，把氨剂/添加剂喷口布置在旋风筒的后半部分。2CCNN110228781202287825A说明书1/4页一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝系统与方法技术领域[0001]本发明涉及一种旋风燃烧锅炉先进空气分级燃烧脱硝方法与系统。背景技术[0002]氮氧化物(NOx)是化学工业、国防工业、电力工业以及锅炉和内燃机等排放气体中有毒物质之一。NOx以燃料燃烧过程中所产生的数量最多，约占30％以上，其中70％来自于煤炭的直接燃烧，固定燃烧源是NOx排放的主要来源。[0003]近几年，NOx的危害受到全球各国越来越多的重视，它不仅是形成酸雨的主要原因之一，而且其经紫外线照射后，可与碳氧化合物生成一种浅蓝色的有毒物质——硝基化合物，造成光化学烟雾，对人的眼、鼻、心、肺及造血组织等均有强烈的刺激和损害作用，也是一种强致癌物质，典型事例为被称为世界八大污染事件之一的1952年美国洛杉矶光化学烟雾事件。该事件致使大批居民发生眼睛红肿、喉痛咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，有400余名65岁以上的老人因此死亡。此外，氧化亚氮(N2O)在高空同温层中会破坏臭氧层，使较多的紫外线辐射到地面，增加皮肤癌的发病率，还可能影响人的免疫系统。[0004]旋风燃烧锅炉是指采用旋风燃烧方式的动力用蒸汽锅炉。空气带动煤粉颗粒在圆筒内旋转燃烧时称为旋风燃烧，旋风燃烧是人为组织的一种稳定的、可控的高速旋转火焰流，它充满在整个燃烧室空间，具有极其强