具有氮氧化物循环回炉抑制功能的烟气低温吸附再生系统的制作方法

本发明属于烟气净化，具体涉及一种具有氮氧化物循环回炉抑制功能的烟气低温吸附再生系统。

背景技术：

1、烟气吸附净化是常用的烟气净化技术，传统上，烟气吸附通常为高温吸附，即锅炉排出的烟气通过冷却塔冷却到大体200℃，然后进入吸附塔进行高温吸附净化。高温吸附存在吸附剂消耗大，吸附效果差，吸附后的净烟气中氮氧化物含量高，无法实现近零排放的问题。而且，吸附饱和的吸附剂通过加热再生解吸出含有氮氧化物等污染物的再生富气后循环利用，再生富气需要进一步后续处理，相关技术中的再生富气处理工艺复杂，成本高。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

2、相关技术提出了烟气的低温吸附技术，即首先将高温烟气通入喷淋冷却塔中降温为低温烟气，再将低温烟气输入吸附塔内进行低温吸附，吸附饱和的吸附剂送入再生塔内进行加热解吸再生，再生后的吸附剂再送回到吸附塔内进行循环利用。低温吸附中，吸附剂的吸附能力在低温环境下成倍数提升，与常规的高温烟气吸附相比极大提升了吸附净化率，可以实现烟气的近零排放。

3、为了处理再生塔内解吸出来的再生富气中的氮氧化物，相关技术提出了将再生富气返回锅炉燃烧，以简化再生富气的后续处理工序和降低再生富气的处理成本。然而，发明人发现，将再生富气返回锅炉燃烧会导致锅炉和烟气中的氮氧化物含量会不断增高，不但导致净化后的烟气中nox高，净化效果差，而且随着循环的进行，系统中的氮氧化物含量会达到超负荷状态，由此影响了锅炉运行的安全性，系统甚至无法运行。

4、发明人认识到，烟气中的nox分为燃烧型nox和热力型nox，燃烧型nox是指燃料中含氮化合物在燃烧过程中热分解，进而氧化而生成的nox，热力型nox是指空气中的氮气和氧气在高温下反应生成的nox。燃煤锅炉在燃烧过程中产生的nox一般由70％的燃烧型nox和30％的热力型nox组成。燃烧型nox由于是燃料中含氮化合物在燃烧过程中产生的，通常无法避免其产生。然而，热力型nox是由于在锅炉高温的环境下氮气和氧气反应生成，热力型nox的产生会导致锅炉烟气中氮氧化物含量增高，因此，发明人发现，通过抑制锅炉内热力型nox的产生，可以降低烟气中的nox含量，提高烟气净化效果，实现近零排放，而且，对烟气进行吸附净化的吸附剂解吸再生的再生富气可以返回锅炉燃烧，系统中的nox含量不会不断增加，实现了nox平衡，再生富气处理工艺简单，成本低，锅炉运行安全。

5、但是，发明人进一步认识到，当返回锅炉内的氮氧化物的含量超过一定量时，氮氧化物一部分用于燃烧和抑制热力型nox的生成，另一部分过量的氮氧化物会造成锅炉的运行负担，过量的氮氧化物无法被锅炉燃烧吸收，会影响锅炉的运行安全性。

6、为此，本发明提出一种实现氮氧化物回炉平衡的烟气低温吸附再生净化系统，提高了氮氧化物回炉燃烧的锅炉运行安全性。

7、本发明的具有氮氧化物循环回炉抑制功能的烟气低温吸附再生系统包括锅炉、吸附再生设备、加热装置和再生富气循环管，所述锅炉包括炉体和烟道，所述炉体具有炉膛，所述烟道与所述炉膛连通；

8、所述吸附再生设备与所述锅炉的烟道相连，用于将从所述烟道排出的烟气冷却为零度以下的低温烟气，利用吸附剂将所述低温烟气吸附净化为洁净烟气，以及加热吸附饱和的吸附剂以使吸附饱和的吸附剂解吸再生出再生富气且解吸再生后的吸附剂循环用于吸附净化所述低温烟气；

9、所述加热装置与所述吸附再生设备连通，以接收所述吸附再生设备排出的再生富气并将再生富气中的氮氧化物加热至部分分解；

10、所述再生富气循环管的进口端与所述加热装置相连且所述再生富气循环管出口端伸入所述炉膛内，用于将再生富气中的氮氧化物加热至部分分解后输送至所述炉膛内。

11、本发明实施例的具有氮氧化物循环回炉抑制功能的烟气低温吸附再生系统通过加热装置将系统内吸附剂解吸再生产生的过量的氮氧化物加热部分分解后再进行回炉，在有效保证氮氧化物能够进行燃烧和抑制热力型nox的生成的同时，还能够保证整个系统内的氮氧化物含量不会达到超负荷状态，使整个系统中的氮氧化物的含量维持在动态平衡，提高了锅炉运行安全性。

12、可选地，所述加热装置的加热温度大于等于700℃。可以理解的是，氮氧化物需要在高温下才能进行分解，温度越高分解效率越高，在实际运行过程中，可以根据氮氧化物的回炉量来设置加热装置的加热温度，以设定氮氧化物的分解效率，使得氮氧化物的回炉量调节方便。

13、可选地，所述加热装置为加热管，所述加热管的进口端和出口端分别与所述再生富气出口和所述再生富气循环管的进口端连通，所述加热管的一部分设在所述炉膛内，以利用所述炉膛内燃烧产生的热量进行加热。通过利用炉膛内燃烧产生的热量对回炉前的氮氧化物进行部分加热分解，无需再设置其他加热设备对回炉前的氮氧化物进行，有利于减少设备的制造成本。

14、可选地，所述加热管沿所述炉体的周向盘绕在所述炉体的炉墙上。能够提高加热管与炉膛内燃烧热量的换热效率，同时还可以提高氮氧化物在加热管内的流动路径，使得炉膛内燃烧产生的热量可以对氮氧化物进行充分加热，有利于提高对氮氧化物的加热效率。

15、可选地，所述加热装置为电加热器或蒸汽加热器。再生塔排出的氮氧化物通过电加热器或者蒸汽加热器加热分解后再回炉，无需在对锅炉进行改造，使得对氮氧化物处理方便。

16、可选地，所述炉膛具有第一燃烧区，所述第一燃烧区的温度为700℃-1200℃，所述再生富气循环管的出口端伸入所述炉膛的第一燃烧区内，用于向所述炉膛的第一燃烧区输送氮氧化物。通过再生富气循环管的出口端伸入在炉膛的第一燃烧区，使得氮氧化物可以通过再生富气循环管进入炉膛第一燃烧区内，使得第一燃烧区内的氮氧化物始终保持在一定含量值，来抑制炉膛内第一燃烧区的热力型nox的产生，因此可以大大降低炉膛内燃烧时热力型nox产生，进而可以大大降低处理氮氧化物的成本。

17、可选地，所述再生富气循环管设在所述锅炉在其高度方向上的中部且水平布置。锅炉的中部一般为温度为最高的位置，此处的热力型nox生成量相对于锅炉其他位置相对较多，将再生富气循环管设在锅炉的中部，使得再生富气循环管进入的氮氧化物可以首先进入锅炉的中部进行抑制后，再向锅炉1的温度相对较低的顶部和底部进行扩散抑制，可以大大提高对热力型nox抑制效果。

18、可选地，所述再生富气循环管的出口端邻近所述炉膛的边缘设置。可以避免再生富气循环管的出口端伸入炉膛较深而干扰燃烧器的正常燃烧，有利于提高燃烧器的燃烧稳定性；同时，还可以避免再生富气循环管伸入炉膛内过多，减小再生富气循环管与炉膛内燃烧火焰的接触面积，从而降低再生富气循环管的受热温度，进一步有利于提高再生富气循环管的使用寿命。

19、可选地，所述再生富气循环管的数量为多个，多个所述再生富气循环管环绕所述炉体设置。由于进入第一燃烧区的氮氧化物的位置不同，使得进入第一燃烧区的氮氧化物可以在第一燃烧区内的扩散面积较大，能够充分对热力型nox进行抑制，有利于进一步提高对热力型nox的抑制效果。

20、可选地，吸附再生设备包括喷淋冷却塔、吸附塔和再生塔，喷淋冷却塔具有用于与所述烟道连通的进烟口和用于排出冷却后的烟气的出烟口，进烟口与烟道连通。吸附塔具有烟气进口和洁净烟气出口，烟气进口与喷淋冷却塔的出烟口连通，吸附塔内具有吸附剂，用于将低温烟气吸附净化为低温洁净烟气。再生塔用于加热吸附塔内吸附饱和的吸附剂以使其解吸再生，再生塔具有用于排出所述再生富气的再生富气出口再生富气出口，再生富气出口与再生富气循环管的进口端连通。