一种燃煤高温炉内两段脱硝方法

技术领域

本发明涉及运动器材领域，尤其涉及一种燃煤高温炉内两段脱硝方法。

背景技术

目前在国内外火电厂已成熟应用的脱硝技术主要包括两大类：一类是炉内低NO

空气分级燃烧技术脱硝原理：将燃烧所需的空气量分成两级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数在0.8左右，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，因而抑制了热力型NOx的生成。同时，燃烧生成的CO和NO进行还原反应，以及燃料N分解成中间产物(如NH、CN、HCN和NH

再燃技术脱硝原理：将主燃区燃烧所需的燃料抽出10％～25％从再燃区送入炉内，由于再燃区过量空气系数α<1，再燃燃料在还原性气氛下将主燃区燃烧过程生成的NOx还原成N2，从而达到降低NOx排放。由于再燃区过量空气系数α<1，再燃燃料燃烧不完全，所以在再燃区后设有燃尽区，使未完全燃烧的再燃燃料燃尽。

然而炉内脱硝技术一般脱硝率较低，无法达到烟气排放要求。为了达到更高的脱硝效果，如何将炉内低NOx燃烧技术和催化脱硝技术结合起来现已成为炉内脱硝的重点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃煤高温炉内两段脱硝方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

2、本发明一种燃煤高温炉内两段脱硝方法，以炉膛为反应器，以高温催化剂作为催化剂；其中：

1)、于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.1％～1％；然后在二次风喷口再加入催化剂，且催化剂添加比例为燃烧区催化剂的5％～10％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.1％～1％；然后在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的0.5％～5％。

进一步的，所述1)中，第二次添加的催化剂随着二次风一起喷人炉膛中。

进一步的，所述高温催化剂的主要活性成分为过渡金属氧化物和碱土金属氧化物。

进一步的，所述高温催化剂的主要活性成分包括氧化铁、氧化钙。其中氧化铁和氧化钙的比例为2:1-6:1。

进一步的，由于冶金固体废弃物中含有较多的该类活性物质，从节约成本以及减少固废为出发点，选用钢渣、炉渣、尾矿等固体废弃物作为高温脱硝催化剂。该方法使用的脱硝催化剂为微米级颗粒，可以增加脱硝催化剂与燃煤烟气的接触面积。

进一步的，所述高温催化剂在800～1200℃高温条件下保持活性,该温度范围为高温原位催化的温度窗口。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明采用分级燃烧技术耦合催化脱硝的方法，利用催化剂催化高温燃煤烟气脱硝，采用催化剂与煤粉掺混和空间喷吹催化剂相结合的两段脱硝的方法，该方法具有气固接触面积大，反应效率高，催化效果明显的优点，具有很大的应用前景和推广价值。

具体实施方式

实施例1

一种燃煤高温炉内两段脱硝方法，以炉膛为反应器，以高温催化剂作为催化剂；其中：

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.5％；然后在二次风喷口再加入催化剂，且催化剂添加比例为燃烧区催化剂的8％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.1％；然后在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的5％。

对比例1

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.5％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的5％。

实施例2

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.1％；然后在二次风喷口再加入催化剂，且催化剂添加比例为燃烧区催化剂的10％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的1％；然后在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的0.5％。

对比例2

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.1％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的0.5％。

实施例3

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的1％；然后在二次风喷口再加入催化剂，且催化剂添加比例为燃烧区催化剂的5％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，先在煤粉燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的0.5％；然后在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的1％。

对比例3

1)、对于采用空气分级燃烧脱硝技术的锅炉来说，在煤粉空气分级燃烧过程中将催化剂与煤粉混合均匀一起喷入燃烧区，且催化剂添加比例为燃烧煤粉的1％；

2)、对于采用燃料分级再燃脱硝技术的锅炉来说，在锅炉再燃区，将催化剂与再燃煤粉混合均匀一起喷入燃煤锅炉再燃区，且催化剂添加比例为喷入再燃煤粉的1％。

实验测试在一套电加热一维煤粉燃烧试验台进行，炉管内径：60mm；炉管高度：1500mm；炉管材质：碳化硅；电炉加热功率：6kW；电炉加热元件：硅钼棒，电炉最高加热温度：1400℃；设计煤粉燃烧功率：0.75kW；设计煤粉燃烧量：150g/h；炉膛使用压力：-1000～1000Pa；控制方式：就地控制柜，按钮启停，表头参数设定。

实验测试结果：燃煤烟气脱硝率(％)

本发明利用分级燃烧与催化脱硝相结合的耦合脱硝技术，在燃煤锅炉内采用催化剂与煤粉掺混和空间喷吹催化剂相结合的两段脱硝技术,使炉内燃烧烟气脱硝效果取得突破性进展,炉内脱硝率由普遍得到的40％以下提高到75％以上,该方法以炉膛作为反应器，设备简单，投资少，能耗低，脱硝效果好。整个过程不需要进行煤粉处理和设备改造，不造成二次污染，具有良好的经济和环境效益。该方法所用的催化剂为冶金固体废弃物，具有成本低，能够减少固体废弃物堆存，实现固废资源化的作用。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。