一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉的制作方法

本技术属于锅炉低氮燃烧、具体涉及一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉。

背景技术：

1、目前中国的能源结构仍为化石能源为主，我国的发电厂仍以煤、天然气、工业废气等有机化合物为主燃料，这些燃料燃烧过程中均会产生有大量co2，因而必须对锅炉的外排烟气进行严格监控，业界经过多年研究和实践，降排/脱硝技术日趋成熟，基本都能达到行规排放标准。近几年来，随着全球“低碳化”呼声的日趋强化，我国也提出了要在2030年前达到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”的发展决策。所以，利用“零碳”燃料代替传统的化石燃料已势在必行，目前已成为业界普遍关注和探索研究的重要课题。

2、氨气nh3，是一种典型的氢能载体，其在燃烧过程中不仅释放热量多，而且无碳化物生成，其本身比较容易储存和液化，且自身有异味，一旦发生泄漏易及时发现的特点，故业界公认是一种很有应用潜力的“零碳”型清洁燃料。将氨气作为主燃料或将氨气作为掺烧燃料引用于燃气锅炉中，目前仅处于研究开发的探索阶段。实现氨气的燃烧比较容易，但氨气燃烧时极易生成氮氧化物no，导致锅炉烟气中的nox排放浓度高达几千甚至上万，且控制难度较大，成为目前困扰业界的一大难点。经检索发现，我国于2021年09月24日公开的cn202110888922.0《一种掺烧氨气的四角切圆煤粉锅炉系统》专利申请中，给示了一种采用氨气与煤粉掺烧的技术方案：主体包括从下向上依次设置在锅炉上的氨气/煤粉燃烧部和氨气燃尽区；氨气/煤粉燃烧部包括煤粉燃烧区和氨气/煤粉燃烧区；煤粉燃烧区中控制煤粉处于非完全燃烧状态，为上层的氨气/煤粉燃烧区进行氨气燃烧时提供较多的co，使氨气更易于燃烧，且通过在锅炉的氨气/煤粉燃烧区所在的炉墙铺设卫燃带，保证了燃烧区域的温度，在锅炉的上部设置氨气燃尽区，保证氨气完全燃烧，在氨气燃尽区的上方设置sofa区，可降低热力型nox的生成，设置sncr脱硝设备可减少炉膛nox的排放。显然，该方案仅属于起步探索阶段的雏形成果，由于没有从源头上内部解决降氮问题，因而结构相对比较复杂，必须在锅炉燃烧室烟气流中下游处附加设置专用降排设施，不仅结构相对比较复杂、投入成本较高，而且日常监察工作量较大，实际效果又较难保证。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，通过氨气输入控制系统按预先设定比例分别向炉膛内相关区域输送相应设定量的氨气，使产生的高温烟气中所富含的nox在还原区内及时充分加以还原，能确保燃气锅炉低氮达标排放的低氮燃气锅炉。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

3、一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，包括由下向上依次排列设置的主燃区、还原区和燃尽区，还包括调温区与氨气输入控制系统，其中：

4、所述的主燃区对应炉壁上固设有燃气燃烧器，所述燃气燃烧器上设有助燃空气入口、点火枪、氨气专用输入口和其他燃气输入口；

5、所述的还原区对应炉壁上固设有若干还原剂喷入口；

6、所述的燃尽区对应炉壁上固设有包括若干燃尽风喷口的燃尽风装置；

7、所述的调温区设置在主燃区和还原区之间，其对应炉壁上固设有包含若干温度探测器和降温介质输入喷口的温控装置；

8、所述的氨气输入控制系统固设在炉膛外侧，包括供气总管道、与供气总管道分支相连的主燃区供气管道和还原区供气管道，以及设于相应管道上的调节阀，主燃区供气管道连接至所述的氨气专用输入口，还原区供气管道连接至所述的还原剂喷入口。

9、所述的调节阀至少设置有两个。

10、所述的调节阀分别固设在所述主燃区供气管道上和还原区供气管道上。

11、所述的调节阀分别固设在供气总管道上和主燃区供气管道上。

12、所述的调节阀分别固设在供气总管道上和还原区供气管道上。

13、采用本实用新型的一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，具有以下优点：

14、1、采用氨气输入控制系统的主燃区供气管道和还原区供气管道及调节阀，能够按预先设定的比例进行掺烧氨气与还原氨气的分配定量供给，使得采用氨气为掺烧燃料完全燃烧时所产生的nox在还原区的高温烟气中都能得到充分还原，从而确保外排烟气的稳定达标；

15、2、采用调温区，能够使燃烧产生的烟气降温至还原区所要求的最佳还原反应温度范围，以确保烟气在还原区能充分还原；

16、3、采用调节阀，还能够根据其他燃气燃烧产生的nox量，进行相应调节还原氨气的供给量，有利于烟气在还原区能充分还原；

17、4、通过调节阀还可对各供气量进行实时微调，以排除运行过程中有可能发生的不确定因素的干扰，确保还原效率、系统的总体降氮效果及工作稳定性。

技术特征：

1.一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，包括由下向上依次排列设置的主燃区、还原区和燃尽区，其特征在于：还包括调温区与氨气输入控制系统，其中：

2.根据权利要求1所述的采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，其特征在于：所述的调节阀至少设置有两个。

3.根据权利要求1或2所述的采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，其特征在于：所述的调节阀分别固设在所述主燃区供气管道上和还原区供气管道上。

4.根据权利要求1或2所述的采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，其特征在于：所述的调节阀分别固设在供气总管道上和主燃区供气管道上。

5.根据权利要求1或2所述的采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，其特征在于：所述的调节阀分别固设在供气总管道上和还原区供气管道上。

技术总结本技术公开了一种采用氨气为掺烧燃料的低氮燃气锅炉，包括由下向上依次排列设置的主燃区、还原区和燃尽区，还包括调温区与氨气输入控制系统，通过氨气输入控制系统可按预先设定的配比提供相应设定量的燃烧氨气及还原氨气，使得采用氨气为掺烧燃料完全燃烧时所产生的NOx在还原区的高温烟气中都能得到充分还原，从而确保外排烟气的稳定达标；另外，通过调温区能够使燃烧产生的烟气降温至还原区所要求的最佳还原反应温度范围，以确保烟气在还原区能充分还原。技术研发人员：徐志斌,岳小俊,徐正,贾丹丹受保护的技术使用者：上海铂纳森环境科技有限公司技术研发日：20230714技术公布日：2024/4/29