技术领域
[0001] 本实用新型属于
锅炉烟气脱硝技术领域，具体涉及一种层燃炉NOx协同脱除的超低排放系统，该系统能够实现层燃炉低氮燃烧和NOx脱除，实现NOx超低排放。
背景技术
[0002] 公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的
现有技术。
[0003] 燃
煤锅炉按照燃烧方式可分为层燃炉、室燃炉、旋
风炉、
沸腾燃烧炉，其中层燃炉容量相对较小，但因结构简单、操作方便而被广泛应用，约占锅炉总量的60％。近年来，随着
脱硫脱硝改造的深入及超低排放政策的推进，大部分地区燃煤电厂大型机组已完成了超低排放改造，改造技术也很成熟，但针对中小型锅炉的NOx控制技术发展相对落后。目前，各地区纷纷出台地方超低排放标准，因此，数量众多的小型机组层燃炉污染物排放治理成为关注的重点。
[0004] NOx控制技术主要有两个方面，一方面是通过燃烧过程的控制或运行方式的改进，抑制燃烧过程中NOx的产生；另一方面是采用SNCR或SCR技术对烟气中NOx进行脱除。目前，层燃炉NOx控制技术主要以烟气再循环和SNCR为主。
[0005] 烟气再循环技术原理简单，投资小，脱硝效率约10％-30％，但用于层燃炉时，存在灰渣含
碳量升高的问题，进一步会降低
炉膛温度，导致层燃炉热效率下降。
[0006] SNCR技术需要向炉内喷尿素或
氨水，在800℃-1000℃温度区间内可与NO和NO2产生还原反应生成氮气和水。但由于层燃炉炉膛空间有限和炉温偏低，使用SNCR技术时，容易出现
氨水消耗增加，氨逃逸明显，脱硝效率低等问题。
发明内容
[0007] 针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种层燃炉NOx协同脱除的超低排放系统，该系统能够实现层燃炉低氮燃烧和NOx脱除，实现烟气NOx超低排放。
[0008] 为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：
[0009] 一种层燃炉NOx协同脱除的超低排放系统，包括：
[0010] 层燃炉，自下往上依次为挥发分析出区、主燃区、
焦炭燃烧区和燃尽区；
[0011] 换热器，其进口与层燃炉的燃尽区连接，与冷水换热，对烟气进行降温；
[0012] 旋风分离器，其进口与换热器的烟气出口连接；
[0013] 还原剂喷射装置，与所述旋风分离器与换热器之间的连接管道连接；
[0014] 以及，SCR反应器，其进口与旋风分离器的烟气出口连接。
[0015] 层燃炉的燃尽室中汇集的烟气流经换热器进行热量回收后，降至SCR脱硝的合适温度。向该部分烟气中喷射还原剂(如尿素溶液、氨气等)后，烟气携带还原剂进入旋风分离器中，旋风分离器可以将烟气中携带的灰分从烟气中分离下来，减少了烟气中固体颗粒的携带量，当
净化后的烟气进入SCR反应器进行反应时，可以减少对SCR反应器中填充的SCR催化剂的堵塞和中毒，有利于提高SCR催化剂的使用寿命。
[0016] 旋风分离器还可以将还原剂与烟气混合均匀，以提高烟气中NOx的脱除效率。
[0017] 在一些
实施例中，所述旋风分离器的固体出口端与层燃炉的主燃区连接。
[0018] 旋风分离器从烟气中分离出的具有还原性的半焦被循环输送回层燃炉的主燃区，一方面半焦具有一定的还原性可将部分NOx还原为N2，另一方面烟气再循环可降低锅炉主燃烧区过量空气，强化低氮特征，减少NOx生成。
[0019] 进一步的，旋风分离器的固体出口与层燃炉的主燃区之间的输送管道上设置有半焦添加装置。
[0020] 当旋风分离器分离出来的半焦的数量较少，烟气脱硝效果不明显时，可以通过半焦添加装置，向输送管道内添加部分半焦，将半焦输送至层燃炉的主燃区，以降低层燃炉烟气中氮
氧化物的浓度。
[0021] 再进一步的，旋风分离器的固体出口与层燃炉的主燃区之间的输送管道的远离层燃炉的一端连接有风机。通过风机提供足够的
风力，将旋风分离器分离的还原性半焦和添加的半焦颗粒输送至层燃炉的主燃区。
[0022] 在一些实施例中，所述SCR反应器的烟气出口与层燃炉的燃尽区连接。将经过SCR烟气脱硝的烟气循环输送回层燃炉的燃尽区，经过多次脱硝，以充分降低烟气中氮氧化物的浓度，直至达标。
[0023] 在一些实施例中，所述层燃炉NOx协同脱除的超低排放系统还包括旁路烟道，旁路烟道与所述换热器并联，旁路烟道上设置有电动调节型
挡板门。
[0024] 层燃炉正常工作条件下，烟气经过换热器进行热量回收后，温度较为适合SCR脱硝反应，但是如果层燃炉中负荷发生
波动，使得烟气流经换热器换热后，温度较低，SCR脱硝反应效率较低时，需要打开旁路烟道上的电动调节型挡板门，将部分没有经过换热器的烟气与流经换热器换热后的烟气混合，以提高烟气的整体温度，保证SCR脱硝效率。
[0025] 本实用新型的有益效果为：
[0026] (1)本实用新型提供的层燃炉NOx协同脱除超低排放系统，其采用烟气再循环联合低氮半焦和SCR脱硝组合技术，既有低氮效果，也有氮氧化物还原技术，结合使用后，能够显著提高脱硝效率。
[0027] (2)本实用新型的选择性收集及回送循环系统、烟气再循环系统利用了层燃炉燃烧过程中N元素迁移过程控制原理和半焦还原性还原NOx的原理。尤其是旋风分离器的使用，既保证了尿素与烟气的均匀混合，SCR催化剂防堵塞，又为NOx的脱除提供了部分还原剂。相比于只采用SCR脱硝的技术，此实用新型的系统阻力更小，催化剂使用量更少；相比于单一的烟气再循环及低氮燃烧技术，此实用新型NOx脱除效率更高，能达到50mg/m3以下的排放标准。
附图说明
[0028] 构成本
申请的一部分的
说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0029] 图1为本实用新型实施例的层燃炉NOx协同脱除超低排放系统的结构示意图。
[0030] 其中，1-层燃炉；2-换热器；3-电动调节型挡板门；4-还原剂喷射装置；5-旋风分离器；6-SCR反应器；7-风机；8-半焦添加装置；11-挥发分析出区；12-主燃区；13-焦炭燃烧区；14-燃尽区。
具体实施方式
[0031] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0033] 如图1所示，该层燃炉NOx协同脱除超低排放系统包括：锅炉烟气系统、半焦选择性收集及回送循环系统、SCR脱硝系统。锅炉烟气系统包括层燃炉1、换热器2、电动调节型挡板门3及旁路烟道；半焦选择性收集及回送循环系统包括旋风分离器5、输送风机7、半焦定量添加装置8。煤
燃料在层燃炉燃烧的过程大致可分为四个阶段，对应锅炉的四个区：挥发分析出区11、主燃区12、焦炭燃烧区13、燃尽区14。
[0034] 换热器2的进口与层燃炉1的燃尽区14连接，换热器2可以为管壳式换热器、
板式换热器、板翘式换热器或板壳式换热器等，烟气和冷水分别走不同的通道，高温烟气的热量通过换热器2传递给冷水，对烟气进行降温，同时对冷水加热。旋风分离器5的进口与换热器2的烟气出口连接。还原剂喷射装置4(可以向烟气中喷射尿素或氨气)与所述旋风分离器5与换热器2之间的连接管道连接；旋风分离器5的固体出口端与层燃炉1的主燃区12连接。
[0035] 还原剂喷射装置4可以包括还原剂储箱、管道和喷头，还原剂储箱用于存放还原剂，管道提供还原剂的输送通道，喷头用于将还原剂喷至烟气中，可以增加
泵结构，为还原剂的输送提供动力。
[0036] 整个系统中可以设置引风机，为烟气的定向输送提供动力。
[0037] 旋风分离器5的固体出口与层燃炉1的主燃区12之间的输送管道上设置有半焦添加装置8，该半焦添加装置8包括半焦储罐和半焦输送管，半焦储罐通过半焦输送管与所述输送管道连通，半焦输送管上设置有流量计，实现对半焦的定量输送。该输送管道的远离层燃炉1的一端连接有风机7。
[0038] SCR反应器6的烟气进口与旋风分离器5的烟气出口连接，SCR反应器6的烟气出口与层燃炉1的燃尽区14连接。
[0039] 该层燃炉NOx协同脱除超低排放系统还包括旁路烟道，旁路烟道与所述换热器2并联，旁路烟道上设置有电动调节型挡板门3。
[0040] 选取燃烧后温度段500℃-600℃的烟气引入烟气换热器2使高温烟气与锅炉回水换热，烟气温度降低至300℃-400℃，升温后的锅炉回水进入锅炉导流屏。为适应锅炉负荷变化，设置烟气换热器旁路烟道，烟道上设置电动调节型挡板门3来调节烟气温度。向换热后具有合适温度的烟气中喷射尿素或氨气等还原剂，然后烟气携带还原剂进入旋风分离器5，经气固两相分离后的烟气由气相出口排出后进入SCR反应器6进行脱硝，被旋风分离器5分离出来的半焦等固体颗粒通过旋风分离器5的固相出口排出进入输送管道。风机7
抽取除尘后来自SCR反应器6的烟气，通过输送管道吹送烟气及半焦至层燃炉1的主燃区12，从而实现低氮燃烧及NOx半焦还原。
[0041] SCR脱硝后的烟气进入锅炉燃尽室循环脱硝，满足排放标准后，通过后续除尘、脱硫等设备处理后通过烟囱排放。
[0042] 半焦选择性收集及回送循环系统效率可达40％以上，该系统脱硝效率可达90％以3
上，可使NOx排放浓度达到50mg/m以下的超低排放标准。
[0043] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
