[发明专利]一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统及方法

权利要求书

1.一种燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统，其特征在于：包括：燃煤工业锅炉，所述锅炉内部设置有低氮燃烧器用于燃烧煤粉，形成含有浓度≤300mg/Nm³的NOx的原烟气；所述锅炉分别连接用于在炉外脱除烟气中SO₂的脱硫除尘装置，用于在炉内烟气脱硝的脱硝装置，以及用于在炉外将NOx氧化为容易被脱硫剂脱除的酸性氧化物的氮氧化物氧化装置；所述脱硝装置与锅炉内部布置的多个喷头相连通，以向炉内烟气喷射脱硝液体；所述氮氧化物氧化装置中包括氧化剂喷射机构；所述脱硫除尘装置还连接有脱硫剂投入装置；

其中，所述锅炉的尾部烟道处连接第一烟气污染物测量装置，所述脱硫除尘装置的尾部烟道处连接第二烟气污染物测量装置，所述第一烟气污染物测量装置或第二烟气污染物测量装置用于实时监测烟气中的NOx和SO₂浓度，并分别与低氮燃烧器、脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置形成控制回路，以将所述第一烟气污染物测量装置或第二烟气污染物测量装置产生的反馈信号分别传输给所述低氮燃烧器、脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置，以调控所述低氮燃烧器生成的NOx量，以及脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置中处理烟气药剂的投入量；

所述控制回路包括NOx控制回路，具体为：炉内的NOx～低氮燃烧器燃烧控制回路、NOx～脱硝喷液量控制回路，以及炉外的NOx～氧化剂投入量第一控制回路、NOx～氧化剂投入量第二控制回路；

所述控制回路还包括SO₂控制回路，具体包括SO₂～脱硫剂投入量第一控制回路和SO₂～脱硫剂投入量第二控制回路；

所述NOx～氧化剂投入量第一控制回路为第一烟气污染物测量装置与氮氧化物氧化装置之间的信号传输及调控回路；所述NOx～氧化剂投入量第二控制回路为第二烟气污染物测量装置与氮氧化物氧化装置之间的信号传输及调控回路；

所述SO₂～脱硫剂投入量第一控制回路为第一烟气污染物测量装置与脱硫除尘装置之间的信号传输及调控回路；所述SO₂～脱硫剂投入量第二控制回路为第二烟气污染物测量装置与脱硫除尘装置之间的信号传输及调控回路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述喷头布置在烟气温度为800℃～950℃的区间内；脱硝液体采用氨水、尿素溶液或生物钙基脱硝剂。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述氧化剂包含但不限于臭氧和/或次氯酸钠；脱硫剂包括但不限制于消石灰、改性消石灰、电石渣中的一种或多种。

4.如权利要求1-3任一项所述燃煤工业锅炉多污染物协同控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)燃煤工业锅炉通过其内部设置的低氮燃烧器燃烧煤粉，形成含有浓度≤300mg/Nm³的NOx的原烟气；

2)脱硝装置向炉内烟气喷入脱硝液体，氮氧化物氧化装置向锅炉尾部烟道内烟气中喷入氧化剂，以及经烟道排出的烟气再进入炉外的脱硫除尘装置脱除SO₂；

3)监测锅炉尾部烟道第一烟气污染物测量装置实时获得的锅炉出口烟气中NOx浓度，以及，监测脱硫除尘装置尾部烟道第二烟气污染物测量装置实时获得的NOx浓度和SO₂浓度；

4)将所述第一烟气污染物测量装置或第二烟气污染物测量装置产生的反馈信号分别传输给所述低氮燃烧器、脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置；以及，根据反馈信号调控所述低氮燃烧器生成的NOx量和脱硫除尘装置、脱硝装置以及氮氧化物氧化装置中处理烟气药剂的投入量；

所述处理烟气药剂包括：所述脱硝装置中的脱硝液体，所述氮氧化物氧化装置中的氧化剂，以及脱硫除尘装置中的脱硫剂；

所述步骤4)中调控包括：炉内的NOx～低氮燃烧器燃烧控制、NOx～脱硝喷液量控制，以及炉外的NOx～氧化剂投入量第一控制、NOx～氧化剂投入量第二控制；其调控方法包括：在炉内，监测锅炉尾部烟道的第一烟气污染物测量装置实时获得的锅炉出口烟气中NOx排放浓度，首先利用NOx～低氮燃烧器燃烧控制回路通过PID调控低氮燃烧器燃烧生成的NOx，若NOx持续升高，则继续利用NOx～脱硝喷液量控制回路通过PID控制调控脱硝装置的喷液量，保证第一烟气污染物测量装置测得的NOx浓度维持在较低的水平；和，

在炉外，监测锅炉尾部烟道的第一烟气污染物测量装置实时获得的锅炉出口NOx排放浓度作为控制的输入量、炉外的脱硫除尘装置尾部烟道的第二烟气污染物测量装置实时获得NOx排放浓度，计算获得氮氧化物氧化装置需要投加的氧化剂量，再利用NOx～氧化剂投入量第二控制回路通过PID控制微调氮氧化物氧化装置的氧化剂投加量；

所述调控还包括SO₂控制，其调控方法包括：监测锅炉尾部烟道第一烟气污染物测量装置实时获得的锅炉出口SO₂排放浓度作为控制的输入量、炉外的脱硫除尘装置尾部烟道第二烟气污染物测量装置实时获得SO₂排放浓度，计算获得脱硫剂投加装置需要投加的脱硫剂量，再利用SO₂～脱硫剂投入量第二控制回路通过PID控制微调脱硫剂投加量。