燃煤过量纯氧燃烧脱硫脱硝处理方法与流程

背景技术：
：现有技术是工业燃煤锅炉是用空气做助燃剂，燃烧过程中氧气严重不足，燃烧过程中脱硫脱硝除尘不彻底，结果是燃烧尾气中含有氮氧化物、硫化物、硫氧化物、碳颗粒、碳氢化合物、一氧化碳、苯及长碳链大分子的有机物等有害物质直接排放空气中，浪费能源和资源，污染环境空气，提高大气层温度，危害人类生存环境，且锅炉燃烧尾气带有大量热能无法完全回收，同时燃料煤中含有大量水分和单质硫，大量水分进入锅炉燃烧室，会大幅度降低锅炉热能转换效率，浪费资源和能源，氮氧化物、硫化物、硫氧化物、碳颗粒、碳氢化合物、一氧化碳、苯及长碳链大分子的有机物等有害物质直接排放空气中，危害人类生存空间。

技术实现要素：
：针对上述普遍存在的缺陷，提供一种燃煤过量纯氧燃烧脱硫脱硝处理方法，

第一步，用于燃烧的煤做烧前脱硫脱水处理，同时煤在燃烧室燃烧过程中使用过量纯氧助燃，用过量纯氧代替空气，过量纯氧燃烧，使燃料瞬时有效地燃烧率达到最高极限值，过量纯氧是指：供给1.1～1.3倍理论纯氧量；彻底减排碳颗粒、一氧化碳、碳氢化合物、长碳链大分子有机物等污染物，达到除尘目标；由于纯氧中没有氮气，尾气中就完全没有由氮气产生的氮氧化物，燃烧气体总量减少70～80％，尾气带走的热量减少70～80％，节能减排；煤中的硫和氮元素在过量纯氧燃烧中与脱硫剂和脱硝剂反应生成稳定的硫酸盐和硝酸盐随炉渣排出，实现部分脱硫脱硝；

第二步，控制煤供给流量，使得燃烧室燃烧温度稳定控制在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间，当燃烧温度低于850℃或者高于1100℃时，燃烧器中温度传感器一立即把信号传递给控制中心一，控制中心一立即发出信号给液化气流量控制阀一，调整煤供给流量，直到燃烧室燃烧温度重新返回850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间后，保持稳定的煤流量供给，维持稳定的燃烧温度在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间，在脱硝器中给温度在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间燃烧尾气喷洒过量液氨，所述的过量液氨是指1.1～1.3倍理论液氨，利用燃烧过程中充足的氧气，使得燃烧过程中产生的极少量氮氧化物还原为性质相对稳定的氮气，达到脱硝的目标；

第三步，在换热器中利用燃烧尾气余热，加热纯氧，降低尾气温度，提高氧气内能，利用温度传感器二和氧气流量控制阀二、控制中心二，把尾气温度控制在300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃，如果尾气温度高于380℃或者低于300℃，换热器中温度传感器二把信号传递给控制中心二，控制中心二立即发出信号给氧气流量控制阀二，调整氧气流量，使得尾气温度稳定控制在300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃，在脱硫器中给温度300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃的尾气中喷洒过量氨水，利用尾气中充足的氧气、氨水使得硫氧化物和氮氧化物完全反应生成硫酸铵和硝酸铵，达到完全脱硫脱硝的目标，所述的过量氨水是指：供给完全脱硫脱硝的理论氨水量的1.1～1.3倍，由于供给过量液氨和氨水，尾气中虽然达到完全脱硫脱硝的目标，总有一部分氨气逃逸在尾气中；

第四步，利用智能泡罩塔，通过水与尾气逆流吸收尾气中氨气，由于氨气极易溶于水，利用控制中心三、氨气检测显示仪、水流量控制阀三，调整吸收水的流量，达到完全吸收尾气中的氨气目标，所述的智能泡罩塔中的泡罩在塔板上的连接是动态可旋转的，所述的泡罩含有动态旋转轴，所述的动态旋转轴的一端固定连接或者可拆卸连接在塔板下方，动态旋转轴的另外一端穿过泡罩，再穿过泡罩上面的微型轻质面轴承，再穿过垫片，最上面是可拆卸的轴向定位连接盖或者泡罩上面直接是可拆卸的轴向定位连接盖；泡罩四面八方的气体通道是螺旋状曲面通道，所有螺旋状曲面通道的曲面的曲率是完全相同的，而且曲面的方向相同，当气体穿过曲面通道进入液体时，产生的反向作用力推动泡罩旋转，泡罩旋转搅动液体运动，提高气体与液体的传质和传热能力，同时提高液体不同位置之间传质传热能力，促进不同位置液体传质浓度和传热温度的均匀性，塔板上面泡罩内有凸起的泡罩旋转定位圆筒，定位圆筒、泡罩、动态旋转轴三轴同轴，定位圆筒与塔板固连或者同一整体或者可拆卸连接，定位圆筒的高度大于泡罩的轴向串动量；溢流管中有可旋转的涡轮，在液体经过溢流管进入下一个塔板的过程中，液体在溢流管中流动，带动涡轮旋转运动，搅动液体运动混合，进一步促进液体内不同浓度和温度之间的混合传递，提高传质、传热能力；所述的涡轮的涡轮片外轮廓是圆弧形状，圆弧大小与溢流管圆弧相吻合。

第五步，在氨水稀释调配器中利用智能泡罩塔吸收逃逸氨气产生的氨水和水稀释液氨，生产脱硫过程中需要的合适浓度的氨水，最终达到整个过程中循环使用，避免污染环境。

第六步，把锅炉尾气引入到绝热材料制作的烟道内，用尾气余热加热烟道内金属壳体，金属壳体内是一种连续运转的煤炭传送带，把煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤，由上至下穿过烟道送入金属壳体里的煤炭传送带上，匀速运动一定长度距离L，锅炉尾气余热加热型煤脱去单质硫和水分，型煤在金属壳体内运动L距离内，以尾气热能为主，微波为辅补充热能，把型煤加热到80～123℃范围内，维持一段时间t₃秒后，使得型煤中的单质硫和水分升华溢出型煤，为了防止型煤自燃，利用与型煤逆流的惰性稳定气体，完全拒绝空气和氧气进入，在型煤出口旁金属壳体下方安装一进口管，通入一定压力的惰性稳定气体，在型煤进口的金属壳体上方设有抽气管与定时下作的抽气泵进口管连接，型煤在惰性稳定气体的保护下脱硫脱水，含有硫蒸汽和水蒸气的惰性气体，被抽气泵抽取冷却回收单质硫和水后再回用，所述的惰性稳定气体是指氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气等稳定气体，微波磁控管安装在烟道外面，微波磁控管的馈能口与金属管道固定连接，金属管道穿过烟道和进入金属壳体内，把微波能量导入到金属壳体内型煤上，在型煤进入金属壳体内t₁秒后，如果金属壳体内温度无法达到80～123℃范围内，立即开启微波磁控管t₂秒，对金属壳体进行瞬时加热，使得金属壳体内温度达到80～123℃范围内，关闭微波磁控管，金属壳体在80℃、83℃、86℃、89℃、93℃、96℃、99℃、101℃、105℃、108℃、111℃、115℃、118℃、120℃、80～123℃范围内维持t₃秒，在t₃秒时间段内，抽气泵持续抽气，惰性稳定气体持续供气，使得金属壳体内气体不断置换，而金属壳体温度恒定不变，使得水蒸气和硫蒸汽在低于蒸发气压下持续蒸发，最大限度的脱出水蒸气和硫蒸气，使得型煤完全脱硫脱水；如果金属壳体内温度达到80～123℃范围内，就不用开启微波磁控管；在惰性稳定气体进口管和含有硫蒸汽和水蒸气的惰性稳定气体出口管上安装有单项阀，所述的进口管许进不许出，所述的出口管许出不许进，所述的惰性稳定气体是从绝热罐、汽化器、缓冲罐、单向阀进入金属壳体内；所述的绝热罐是储存液态惰性稳定气体的容器；所述的绝热罐为双层容器，内层为压力容器，外层为真空容器，内层容器盛装液氮或者其他液态惰性气体，汽化器固定在外层容器内壁，内外两层之间抽真空，用多层绝热材料绕包内层容器外壁或其他绝热材料填充内层容器和外层容器之间的空间；锅炉尾气进入烟筒除尘排出，经过脱硫脱水的型煤从金属壳体下方传送至锅炉燃烧室参加燃烧；金属壳体内安装有温度湿度传感器，金属壳体外面有均布的吸热翅片，在吸热翅片上方含有均布的高压气体扫灰喷头；电脑控制中心八与煤炭传送带控制系统、温度湿度传感器、高压气体扫灰喷头控制系统、微波磁控管控制系统、由绝热罐、汽化器、缓冲罐、单向阀组成惰性稳定气体供给系统的控制系统、煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤的控制系统、由单向阀、抽气泵、金属壳体尾气冷却回收系统组成的硫回收系统的控制系统相连接；锅炉尾气流向与金属壳体内型煤流向相反，锅炉尾气流向与金属壳体内惰性稳定气体流向相同。

具体解决问题的技术方案：一种燃煤过量纯氧燃烧脱硫脱硝处理方法，

第一步，用于燃烧的煤做烧前脱硫脱水处理，煤在燃烧室燃烧过程中使用过量纯氧助燃，用过量纯氧代替空气，燃烧气体总量减少70～80％，尾气带走的热量减少70～80％，过量纯氧燃烧，使燃料瞬时有效地燃烧率达到最高极限值；煤中的硫和氮元素在过量纯氧燃烧中与脱硫剂和脱硝剂反应生成稳定的硫酸盐和硝酸盐随炉渣排出，实现部分脱硫脱硝；所述的过量纯氧是指：供给1.1～1.3倍理论纯氧量。

第二步，在燃烧室中利用温度传感器一、控制中心一、流量控制阀一，控制煤供给流量，使得燃烧器中燃烧温度稳定控制在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间；在脱硝器中给温度在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃燃烧尾气喷洒过量液氨，利用燃烧过程中充足的氧气，使得燃烧过程中产生的极少量氮氧化物还原为性质相对稳定的氮气；所述的过量液氨是指：供给1.1～1.3倍的理论液氨量。

第三步，在换热器中利用燃烧尾气余热，加热纯氧，利用换热器温度传感器二、控制中心二、流量控制阀二，控制氧气供给流量，使得尾气温度稳定控制在300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃，在脱硫器中给温度在330℃、350℃、300～380℃尾气中喷洒过量氨水，利用尾气中充足的氧气、氨水，使得尾气中的硫氧化物和氮氧化物完全生成硫酸铵和硝酸铵，所述的过量氨水是指：供给完全脱硫脱硝的理论氨水量的1.1～1.3倍。

第四步，通过智能泡罩塔，利用控制中心三、氨气检测显示仪、水流量控制阀三，调整吸收水的流量，达到完全吸收尾气中的氨气目标；所述的智能泡罩塔中的泡罩在塔板上的连接是动态可旋转的，所述的泡罩含有动态旋转轴，所述的动态旋转轴的一端固定连接或者可拆卸连接在塔板下方，动态旋转轴的另外一端穿过泡罩，再穿过泡罩上面的微型轻质面轴承，再穿过垫片，最上面是可拆卸的轴向定位连接盖或者泡罩上面直接是可拆卸的轴向定位连接盖；泡罩四面八方的气体通道是螺旋状曲面通道，所有螺旋状曲面通道的曲面的曲率是完全相同的，而且曲面的方向相同，当气体穿过曲面通道进入液体时，产生的反向作用力推动泡罩旋转，泡罩旋转搅动液体运动，提高气体与液体的传质和传热能力，同时提高液体不同位置之间传质传热能力，促进不同位置液体传质浓度和传热温度的均匀性，塔板上面泡罩内有凸起的泡罩旋转定位圆筒，定位圆筒、泡罩、动态旋转轴三轴同轴，定位圆筒与塔板固连或者同一整体或者可拆卸连接，定位圆筒的高度大于泡罩的轴向串动量；溢流管中有可旋转的涡轮，在液体经过溢流管进入下一个塔板的过程中，液体在溢流管中流动，带动涡轮旋转运动，搅动液体运动混合，进一步促进液体内不同浓度和温度之间的混合传递，提高传质、传热能力；所述的涡轮的涡轮片外轮廓是圆弧形状，圆弧大小与溢流管圆弧相吻合。

第五步，在氨水稀释调配器中使用智能泡罩塔吸收逃逸氨气产生的氨水和水稀释液氨，生产脱硫过程中需要的合适浓度的氨水。

第六步，把锅炉尾气引入到绝热材料制作的烟道内，用尾气余热加热烟道内金属壳体，金属壳体内是一种连续运转的煤炭传送带，把煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤，由上至下穿过烟道送入金属壳体里的煤炭传输带上，匀速运动一定长度距离L，锅炉尾气余热加热型煤脱去单质硫和水分，型煤在金属壳体内运动L距离内，以尾气热能为主，微波为辅补充热能，把型煤加热到80～123℃范围内，维持一段时间t₃秒后，使得型煤中的单质硫和水分升华溢出型煤，为了防止型煤自燃，利用与型煤逆流的惰性稳定气体，完全拒绝空气和氧气进入，在型煤出口旁金属壳体下方安装一进口管，通入一定压力的惰性稳定气体，在型煤进口的金属壳体上方设有抽气管与定时工作抽气泵进口管连接，型煤在惰性稳定气体的保护下脱硫脱水，含有硫蒸汽和水蒸气的惰性气体，被抽气泵抽取冷却回收单质硫和水后再回用，所述的惰性稳定气体是指氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气等稳定气体，微波磁控管安装在烟道外面，微波磁控管的馈能口与金属管道固定连接，金属管道穿过烟道和进入金属壳体内，把微波能量导入到金属壳体内型煤上，在型煤进入金属壳体内t₁秒后，如果金属壳体内温度无法达到80～123℃范围内，立即开启微波磁控管t₂秒，对金属壳体进行瞬时加热，使得金属壳体内温度达到80～123℃范围内，关闭微波磁控管，金属壳体在80℃、83℃、86℃、89℃、93℃、96℃、99℃、101℃、105℃、108℃、111℃、115℃、118℃、120℃、80～123℃范围内维持t₃秒，在t₃秒时间段内，抽气泵持续抽气，惰性稳定气体持续供气，使得金属壳体内气体不断置换，而金属壳体温度恒定不变，使得水蒸气和硫蒸汽在低于蒸发气压下持续蒸发，最大限度的脱出水蒸气和硫蒸气，使得型煤完全脱硫脱水；如果金属腔体内温度达到80～123℃范围内，就不用开启微波磁控管；在惰性稳定气体进口管和含有硫蒸汽和水蒸气的惰性稳定气体出口管上安装有单项阀，所述的进口管许进不许出，所述的出口管许出不许进，所述的惰性稳定气体是从绝热罐、汽化器、缓冲罐、单向阀进入金属壳体内；所述的绝热罐是储存液态惰性稳定气体的容器；所述的绝热罐为双层容器，内层为压力容器，外层为真空容器，内层容器盛装液氮或者其他液态惰性气体，汽化器固定在外层容器内壁，内外两层之间抽真空，用多层绝热材料绕包内层容器外壁或其他绝热材料填充内层容器和外层容器之间的空间；锅炉尾气进入烟筒除尘排出，经过脱硫脱水的型煤从金属壳体下方传送至锅炉燃烧室参加燃烧；金属壳体内安装有温度湿度传感器，金属壳体外面有均布的吸热翅片，在吸热翅片上方含有均布的高压气体扫灰喷头；电脑控制中心八与煤炭传送带控制系统、温度湿度传感器、高压气体扫灰喷头控制系统、微波磁控管控制系统、由绝热罐、汽化器、缓冲罐、单向阀组成惰性稳定气体供给系统的控制系统、煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤的控制系统、由单向阀、抽气泵、金属壳体尾气冷却回收系统组成的硫回收系统的控制系统相连接；锅炉尾气流向与金属壳体内型煤流向相反，锅炉尾气流向与金属壳体内惰性稳定气体流向相同。

本发明的优点：过量纯氧燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最大限度的极限值，彻底减排燃烧尾气中含有氮氧化物、硫化物、硫氧化物、一氧化碳、苯及长碳链大分子的有机物等有害物质，在烧前脱硫脱水，在燃烧中脱硫脱硝于炉渣，利用液氨、氨水二次脱硝脱硫，利用回收尾气能源，在煤炭燃烧前脱水脱硫，双层次节能减排，回收尾气余能，脱水提高煤炭有效能量转化率，燃前脱出单质硫，大幅度减少煤炭中硫含量，降低煤炭燃烧中脱硫压力，大幅度降低硫氧化物和硫化物排放，节能减排保护环境。

具体实施方式：一种燃煤过量纯氧燃烧脱硫脱硝处理方法，用于燃烧的煤做烧前脱硫脱水处理，煤在燃烧器中燃烧过程中使用过量纯氧助燃，用过量纯氧代替空气，燃烧气体总量减少70～80％，过量纯氧燃烧，使燃料瞬时有效地燃烧率达到最高极限值；煤中的硫和氮元素在过量纯氧燃烧中与脱硫剂和脱硝剂反应生成稳定的硫酸盐和硝酸盐随炉渣排出，实现部分脱硫脱硝；所述的过量纯氧是指：供给1.1～1.3倍理论纯氧量。

在燃烧室中利用温度传感器一、控制中心一、流量控制阀一，控制煤供给流量，使得燃烧温度稳定控制在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间；在脱硝器中给温度在850℃、880℃、890℃、920℃、935、950℃、980℃、1000℃、1028℃、1050℃、1070℃、1090℃、850～1100℃之间燃烧尾气喷洒过量液氨，利用燃烧过程中充足的氧气，使得燃烧过程中产生的极少量氮氧化物还原为性质相对稳定的氮气；所述的过量液氨是指：供给1.1～1.3倍的理论液氨量。

在换热器中利用燃烧尾气余热，加热纯氧，利用换热器中温度传感器二、控制中心二、流量控制阀二，控制氧气供给流量，使得尾气温度稳定控制在300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃；在脱硫器中给温度在300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、300～380℃的尾气中喷洒过量氨水，所述的过量氨水是指：供给完全脱硫脱硝的理论氨水量的1.1～1.3倍。

通过智能泡罩塔，利用控制中心三、氨气检测显示仪、水流量控制阀三，调整吸收水的流量，达到完全吸收尾气中的氨气目标；所述的智能泡罩塔中的泡罩在塔板上的连接是动态可旋转的，所述的泡罩含有动态旋转轴，所述的动态旋转轴的一端固定连接或者可拆卸连接在塔板下方，动态旋转轴的另外一端穿过泡罩，再穿过泡罩上面的微型轻质面轴承，再穿过垫片，最上面是可拆卸的轴向定位连接盖或者泡罩上面直接是可拆卸的轴向定位连接盖；泡罩四面八方的气体通道是螺旋状曲面通道，所有螺旋状曲面通道的曲面的曲率是完全相同的，而且曲面的方向相同，当气体穿过曲面通道进入液体时，产生的反向作用力推动泡罩旋转，泡罩旋转搅动液体运动，提高气体与液体的传质和传热能力，同时提高液体不同位置之间传质传热能力，促进不同位置液体传质浓度和传热温度的均匀性，塔板上面泡罩内有凸起的泡罩旋转定位圆筒，定位圆筒、泡罩、动态旋转轴三轴同轴，定位圆筒与塔板固连或者同一整体或者可拆卸连接，定位圆筒的高度大于泡罩的轴向串动量；溢流管中有可旋转的涡轮，在液体经过溢流管进入下一个塔板的过程中，液体在溢流管中流动，带动涡轮旋转运动，搅动液体运动混合，进一步促进液体内不同浓度和温度之间的混合传递，提高传质、传热能力；所述的涡轮的涡轮片外轮廓是圆弧形状，圆弧大小与溢流管圆弧相吻合。

在氨水稀释调配器中使用智能泡罩塔吸收逃逸氨气产生的氨水和水稀释液氨，生产脱硫过程中需要的合适浓度的氨水。

带有均布的吸热翅片和高压气体扫灰喷头的金属壳体设置在锅炉烟道中，连续运转的煤炭传送带设置在金属壳体中，由煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤，被从上到下穿过烟道送入金属壳体里的煤炭传送带上，微波磁控管安装在烟道外面。

所述的微波磁控管的馈能口与金属管道固定连接，金属管道穿过烟道和进入金属壳体内；金属管道与金属壳体固定连接。

在型煤出口的金属壳体下安装一惰性稳定气体进口管，所述的惰性稳定气体进口管与由单向阀、绝热罐、汽化器、缓冲罐组成的惰性稳定气体供给系统的气体出口管相连接。

所述的绝热罐是储存液态惰性稳定气体的容器；所述的绝热罐为双层容器，内层为压力容器，外层为真空容器，内层容器盛装液氮或者其他液态惰性气体，汽化器固定在外层容器内壁，内外两层之间抽真空，用多层绝热材料绕包内层容器外壁或其他绝热材料填充内层容器和外层容器之间的空间。

在型煤进口的金属壳体上安装一金属抽气管，所述的金属抽气管与单向阀、抽气泵、金属壳体尾气冷却回收系统组成的硫回收系统进气管相连接。

所述的金属壳体内安装有温度湿度传感器，金属壳体外面有均布的吸热翅片，在吸热片送含有均布的高压气体扫灰喷头。

电脑控制中心八与煤炭传送带控制系统、温度湿度传感器、扫灰喷头控制系统、微波磁控管控制系统、惰性稳定气体供给系统的控制系统、煤炭与过量脱硫剂、脱硝剂混合制成多孔的型煤的控制系统、由单向阀、抽气泵、金属壳体尾气冷却回收系统组成的硫回收系统的控制系统相连接。

金属壳体在80℃、83℃、86℃、89℃、93℃、96℃、99℃、101℃、105℃、108℃、111℃、115℃、118℃、120℃、80～123℃范围内维持t₃秒，在t₃秒时间段内，抽气泵持续抽气，惰性稳定气体持续供气，使得金属壳体内气体不断置换，而金属壳体温度恒定不变，使得水蒸气和硫蒸汽在低于蒸发气压下持续蒸发，最大限度的脱出水蒸气和硫蒸气，使得型煤完全脱硫脱水。

锅炉尾气流向与金属壳体内型煤流向相反，锅炉尾气流向与金属壳体内惰性稳定气体流向相同。