[发明专利]一种实现循环流化床锅炉NOx超低排放的方法

说明书

一种实现循环流化床锅炉NOx超低排放的方法，属于锅炉烟气污染物控制技术领域。该方法在循环流化床锅炉运行过程中，不使用氨水、尿素等还原剂的情况下，通过控制包括床料粒度、循环灰粒度、床层压降、床温、炉膛出口处氧含量、分离器出口逃逸颗粒粒度、一次风份额以及流化速度等运行参数，可使循环流化床锅炉NOx原始排放显著降低，基本满足50mg/m³的超低排放指标；炉膛出口CO浓度低于150mg/m³，且对燃烧效率影响不明显；同时与SNCR或SCR相比，不存在“氨逃逸”等问题，从而改善循环系统性能、强化炉内还原性气氛，使锅炉NOx排放达到超低排放标准要求，减少了环境污染。

技术领域

本发明属于锅炉烟气污染物控制技术领域，具体地说是涉及一种低成本降低循环流化床锅炉烟气NOx排放的方法及装置。

背景技术

NOx是造成酸雨、雾霾等环境问题的重要元凶之一，其主要来源为各类燃料的燃烧过程，特别是来自电站及工业锅炉的排放。根据最新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，新建锅炉NOx排放要求100mg/m³，近年来提出的超低排放指标更是要求NOx排放50mg/m³(基准氧含量6％条件下)。

循环流化床(循环流化床)锅炉由于其中温燃烧(800～900℃)、炉内存在大量还原性物料等特点，在采用分级送风的条件下，原始NOx排放较低，通常可以满足目前绝大多数国家的环保标准。但要实现原始超低排放则面临着巨大挑战，仍需要深度挖掘循环流化床技术的低氮燃烧潜力。

目前降低锅炉NOx排放的方法多采用选择性非催化还原(SNCR)或选择性非催化还原与选择性催化还原(SCR)联用的方法。如发明专利CN103752160A公开了一种循环流化床锅炉NOx超低排放的方法，提出通过在循环流化床锅炉中喷入氨水和氢气来与循环流化床烟气中的NOx发生选择性非催化还原反应，以实现循环流化床锅炉NOx的超低排放。实用新型专利CN205216545U公开了一种循环流化床SNCR和SCR联合脱硝装置，以对循环流化床燃烧产生的NOx进行烟气脱硝。

SNCR技术成本较低，但脱硝效率较低，不能达到超低排放的标准要求，且一定程度上降低了锅炉热效率。和SNCR相比，SCR利用催化剂在中低温条件下将NOx催化还原，其脱硝效率较高，但初投资和运行费用较高，占地面积大，催化剂也需要定期更换。另外，无论SNCR还是SCR，都采用氨作为还原剂，为了达到较高的脱硝效率，必然需要氨的过量投入，从而有少量的NH₃逃逸。这些逃逸的NH₃与燃烧产生的SO₃结合生成NH₄HSO₄或(NH₄)₂SO₄，当温度低于一定值后，凝结在空预器表面，堵塞空预器，并对空预器腐蚀；若没有与SO₃合成，则直接排放到大气中，造成雾霾。

中国发明专利CN105570880A和实用新型专利CN205299496U公开了一种循环流化床锅炉床温均匀性改善和超低排放系统及装置，设置有炉膛、标准分离器入口烟道、大流量分离器入口烟道、加速导流凸台、标准中心筒、大流量中心筒和立管，通过上述部件调整三个分离器的阻力匹配，降低分离器之间的流量偏差及效率偏差，增加中间分离器分离的物料总量，提高炉膛中心区域物料浓度、降低中部床温，从而降低SO₂和NOx的原始生成浓度，减少石灰石和脱硝还原剂消耗量，实现低成本超低排放。这两个专利技术是针对三分离器布置的循环流化床锅炉，期望通过三个分离器循环回路的调整实现三个回路之间的温度均匀性，可以降低NOx的原始生成浓度，但NOx达到超低排放标准还必须依赖烟气脱硝，只不过通过该专利技术能部分降低脱硝还原剂的用量。

中国发明专利CN103900076A和实用新型专利CN203810391U公开了一种燃用低热值燃料的新型超低排放发电系统，其采用深度脱硝来实现NOx超低排放，但放弃了循环流化床低温燃烧的优势。

发明内容