[发明专利]一种生物质锅炉高效NOx控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种生物质锅炉高效NOx控制方法和装置，该方法采用低氮燃烧和烟气脱硝联合方式，低氮燃烧采用烟气再循环,烟气脱硝采用SNCR一次脱硝、SCR二次脱硝，包括以下步骤：（1）低氮燃烧：部分净烟气送入生物质锅炉进行二次燃烧；（2）一次脱硝；（3）二次脱硝；（4）脱硝后的烟气进入下游设施，最后经引风机增压后进入烟囱排放；所述还原剂可选择尿素或氨水。将部分净烟气再次送入生物质锅炉进行二次燃烧，NOx脱除效率高，操作灵活，便于维护，低氮燃烧部分NOx减排效率约20%，SNCR脱硝效率约60%，SCR脱硝效率达85%，NOx脱除效率高；可与生物质锅炉燃烧特点高度匹配，高效可靠，具有很好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及能源环保领域，尤其涉及一种生物质锅炉高效NOx控制方法及装置。

背景技术

生物质锅炉是以农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆）、农业加工业的废弃物（稻壳）等生物质能源作燃料的锅炉。生物质能源特点是可再生、低污染、分布广泛、总量丰富。生物质锅炉排放烟气中含有一定量的氮氧化物（NOx），随着国家对锅炉烟气排放环保标准的提高，生物质锅炉已经不适应新的环保要求，需要进行NOx治理；同时，生物质锅炉有别于传统的燃煤锅炉，常规脱硝方式直接应用于生物质锅炉时遇到了诸多问题，亟需开发适用于生物质锅炉NOx控制的高效方法及装置。

生物质锅炉烟气具有以下的特点：

（1）炉内温度差别大。生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉，每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉，炉膛温度分别为700～760℃、800～950℃、850～1100℃；

（2）生物质中的氮元素主要以蛋白质、游离氨基酸等有机氮的形式存在，同时还有部分无机氮，因此生物质燃烧产生的NOx主要来源于有机氮的氧化反应。生物质锅炉燃烧产生的NOx类型主要是燃料型NOx。

（3）氮氧化物浓度低、但波动大。燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物含量在100～250mg/m³之间波动，如燃料中掺杂模板、木材、树皮等，烟气中二氧化硫、氮氧化物含量会在250～600 mg/m³之间波动，瞬时可能更高；

（4）烟气粉尘含量大，碱金属含量高。生物质燃烧后的灰渣比在（10:0~8:2），由于燃烧粉尘粒径小，比电阻大两个原因，燃生物质锅炉除尘只适合袋式除尘器，堆积密度一般在0.18-0.5t/m³。生物质燃烧粉尘的成分有K₂SO₄、KCl 和K₂CO₃，排放浓度一般在200mg/m³左右；粉尘中碱金属含量高，可达8%以上；

（5）烟气含湿量高。生物质中氢元素含量较高，导致烟气中湿含量也高，可达到15%～30%左右，而燃煤锅炉烟气湿含量不会超过10%；

（6）烟气中烟尘易二次燃烧，燃烧易结焦。由于生物质不能在炉内完全燃烧，在烟道里也由于氧含量不够不能再次燃烧，较大粉尘由于烟气热交换时间很短会保持着燃烧温度，所以一旦在氧条件具备，比如放置于空气中会再次燃烧。燃烧后灰分含有焦油等物质，设备一旦温度降低，就可能产生结焦现象，造成堵塞现象，由于考虑到锅炉结焦及腐蚀问题，排烟温度可能会在160-190℃。

目前锅炉烟气NOx控制主要技术如下：

（1）低氮燃烧技术

采用烟气再循环低氮燃烧技术，将锅炉燃烧后的烟气重新引回一部分送入锅炉送风机入口，通过调节燃烧空气中的氧含量，优化燃烧火焰温度，降低氮氧化物的产生。

（2）SNCR脱硝技术