一種scr鍋爐煙氣脫硝工藝系統的製作方法

2023-10-05 15:00:34 2

一種scr鍋爐煙氣脫硝工藝系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，包括位於鍋爐外的還原劑製備系統、尿素溶液供給裝置和尿素溶液計量裝置，以及與所述尿素溶液計量裝置相連接並位於鍋爐內的尿素溶液噴射裝置，其中，所述尿素溶液噴射裝置位於煙氣溫度大於320℃的煙道內，且所述尿素溶液噴射裝置設置於所述鍋爐的SCR反應器的上遊；所述還原劑製備系統還通過尿素溶液迴路與連接所述尿素溶液供給裝置和所述尿素溶液計量裝置的管路相連接。所述尿素溶液噴射裝置設置於煙氣溫度大於320℃的煙道內，噴射器的溫度工作環境大幅度改善，對噴射器的材質要求不高，噴射器內部不需要設置冷卻系統，簡化了噴射器的型式，降低了噴射器的投資費用。
【專利說明】—種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐煙氣脫硝系統，具體涉及一種採用SCR工藝的鍋爐煙氣脫硝工藝系統，屬於煙氣脫硝領域。

【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展，氮氧化物(NOx)汙染物的排放量迅速增加，嚴重汙染了生態環境，已成為制約經濟發展的重要因素之一，其中燃煤鍋爐因其排放量大且相對集中、較其他分散源容易控制，成為控制氮氧化物(NOx)的首選目標。
[0003]選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術以其脫除效率高，還原劑用量少，適應當前環保要求而得到脫銷行業高度重視和廣泛的應用。選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術是指在催化劑和氧氣存在的條件下，在較低的溫度範圍(300-420°C)內，還原劑有選擇性地將煙氣中的氮氧化物(NOx)還原生成生氮氣(N2)和水(H2O)來減少氮氧化物(NOx)排放的技術。由於液氨或氨水在運輸和儲存過程中存在安全隱患，在實際工藝中難以直接使用氨，越來越多的電站鍋爐開始傾向於利用尿素通過熱解制氨工藝來獲取SCR需要的氨氣。
[0004]中國專利文獻CN202061539U公開了一種鍋爐煙氣脫硝系統，其包括位於鍋爐外的氨基物質溶液製備系統，與所述氨基物質溶液製備系統連接的位於鍋爐外的氨基物質溶液供給及控制裝置，以及位於鍋爐轉向室內的氨基物質噴射器組，所述氨基物質溶液供給及控制裝置之間通過氨基物質溶液輸送管道連接，所述氨基物質溶液噴射器組布置在煙氣溫度為300-700°C的鍋爐轉向室內，從上述氨基物質溶液噴射器組噴出的氨基物質液滴與高溫煙氣混合，被加熱並分解成氨氣，從而與煙氣中氮氧化物發生反應。該鍋爐煙氣脫硝系統中，氨基物質溶液噴射器布置在溫度較高的鍋爐轉向室內^0(TC左右)，噴射器長時間在高溫條件下工作會發生蠕變現象，造成噴射器的嚴重變形，從而影響噴射效果，並且在進行檢修時噴射器由於變形而無法拔出，而如果為了減少變形量，需要對噴射器進行冷卻，則噴射器內部必需設置配套的冷卻系統，這無疑增加了噴射器的投資費用。
實用新型內容
[0005]為解決現有技術中氨基物質溶液噴射器設置於鍋爐轉向室內時，噴射器長時間在高溫條件下工作會發生蠕變現象，造成噴射器變形較大影響噴射效果等問題，進而提供了一種採用SCR工藝的鍋爐煙氣脫硝系統。
[0006]為此，本實用新型採取的技術方案為，
[0007]一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，包括位於鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑製備系統、尿素溶液供給裝置和尿素溶液計量裝置，以及與所述尿素溶液計量裝置相連接並位於鍋爐內的尿素溶液噴射裝置，其中，所述尿素溶液噴射裝置位於煙氣溫度大於320°C的煙道內，且所述尿素溶液噴射裝置設置於所述鍋爐的SCR反應器的上遊；所述還原劑製備系統還通過尿素溶液迴路與連接所述尿素溶液供給裝置和所述尿素溶液計量裝置的管路相連接；其中，所述尿素溶液供給裝置為循環供液裝置，其循環的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內的尿素溶液的量的4-6倍。
[0008]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，在鍋爐外部，所述尿素溶液計量裝置還連接有壓縮空氣系統，用以將由所述尿素溶液計量裝置輸送入尿素溶液噴射裝置中的尿素溶液霧化成直徑小於500mm的液滴。
[0009]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，
[0010]所述尿素溶液噴射裝置包括噴槍和設置在噴槍上的噴嘴；
[0011]所述噴槍包括用以運輸尿素溶液的液相主管和套設在所述液相主管外圍的用以運輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設置有液相開孔，所述氣相主管上設置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設置形成同心噴嘴開孔；所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。上述SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述氣相主管為不鏽鋼硬管；
[0012]所述液相主管由間隔設置的若干不鏽鋼硬管和若干不鏽鋼軟管組成從而實現了液相主管的軟連接。
[0013]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，和與所述連接部一體設置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設置有噴孔。
[0014]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述穹形噴頭的外表面上，設置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設置在所述凹槽的底部。
[0015]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述尿素溶液噴射裝置垂直於所述煙道的中心線。
[0016]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，沿鍋爐煙氣的流動方向，所述尿素溶液噴射裝置上遊設置有鍋爐爐膛、過熱器、鍋爐轉向室、鍋爐省煤器；
[0017]所述尿素溶液噴射裝置下遊的煙道上依次設置有氨氣/煙氣混合器、煙氣導流板、整流格柵和SCR反應器。
[0018]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述尿素溶液噴射裝置距離所述氨氣/煙氣混合器的沿程距離不小於2m。
[0019]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述導流板為圓盤狀，並與煙氣流動的方向形成一銳角。
[0020]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0021](I)本實用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述尿素溶液噴射裝置設置於煙氣溫度大於320°C的煙道內，因為煙氣經過鍋爐省煤器的換熱後煙氣溫度降低，與噴射器布置在鍋爐轉向室相比，噴射器的溫度工作環境大幅度改善，對噴射器的材質要求不高，噴射器內部不需要設置冷卻系統，簡化了噴射器的型式，降低了噴射器的投資費用。
[0022](2)由於噴槍的氣相主管與高溫煙氣相連接，其受熱膨脹變化較大，而內部液相主管的變化較小，容易造成氣相主管與液相主管變形量的不一致，所述液相主管由間隔設置的若干不鏽鋼硬管和若干不鏽鋼軟管組成從而實現了液相主管的軟連接，可以彌補因溫差造成的兩主管的變形量差異，避免液相開孔與氣相開孔因位移產生的尿素溶液霧化不均勻，或噴嘴偏離噴嘴開孔而造成噴嘴損壞，延長噴槍的使用壽命。
[0023](3)所述尿素溶液供給裝置為循環供液裝置，其循環的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內的尿素溶液的量的4-6倍。所述還原劑製備系統儲存有大量的尿素溶液，並為尿素溶液供給裝置提供必需的循環液體，由於循環的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內的尿素溶液的量的4-6倍，從而保證了尿素溶液進入所述尿素溶液計量裝置的壓力穩定，剩餘的尿素溶液由尿素溶液迴路返回所述還原劑製備系統，為管路提供足夠的熱量，避免管道內尿素溶液量減少後，由於尿素溶液散熱出現的結晶現象。
[0024](4)本實用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述尿素溶液噴射裝置垂直於鍋爐煙道中心線方向布置，所受煙氣溫度場較均勻，有助於氨基物質的分解。
[0025](5)本實用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，所述尿素溶液噴射裝置在鍋爐煙道內，煙道內無其他換熱管壁，不存在爆管問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0027]圖1為本實用新型其中一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統的結構示意圖。
[0028]圖2為本實用新型的一種噴嘴結構示意圖；
[0029]圖3為圖2中的噴嘴的側視圖；
[0030]圖4為本實用新型的另一種噴嘴結構示意圖。
[0031]其中，附圖標記表示為，
[0032]1-還原劑製備系統,2-尿素溶液供給裝置,3-尿素溶液計量裝置,4-尿素溶液噴射裝置，5-煙道，6-氨氣/煙氣混合器，7-煙氣導流板，8-整流格柵，9-SCR反應器，10-鍋爐爐膛，11-過熱器，12-鍋爐轉向室，13-鍋爐省煤器。

【具體實施方式】
[0033]如圖1所示為本實用新型一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，包括位於鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑製備系統1、尿素溶液供給裝置2和尿素溶液計量裝置3，以及與所述尿素溶液計量裝置3相連接並位於鍋爐內的尿素溶液噴射裝置4，其中，所述尿素溶液噴射裝置4位於煙氣溫度大於320°C的煙道5內，且所述尿素溶液噴射裝置4設置於所述鍋爐的SCR反應器的上遊；所述還原劑製備系統I還通過尿素溶液迴路與連接所述尿素溶液供給裝置2和所述尿素溶液計量裝置3的管路相連接，其中，所述尿素溶液供給裝置2為循環供液裝置，其循環的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置4噴入所述煙道內的尿素溶液的量的4-6倍。
[0034]本系統中當SCR反應器上遊煙道內煙氣溫度低於320°C時，停止尿素溶液噴射裝置4的尿素溶液噴射；當煙道內煙氣溫度不低於320°C時，所述溶液噴射裝置4持續向煙道內噴入霧化的尿素溶液。
[0035]在上述實施方式的基礎上，在鍋爐外部，所述尿素溶液計量裝置3還連接有壓縮空氣系統，用以將由所述尿素溶液計量裝置3輸送入尿素溶液噴射裝置4中的尿素溶液霧化成直徑小於500mm的液滴。
[0036]在上述實施方式的基礎上，所述尿素溶液噴射裝置4包括噴槍和設置在噴槍上的噴嘴；所述噴槍包括用以運輸尿素溶液的液相主管和套設在所述液相主管外圍的用以運輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設置有液相開孔，所述氣相主管上設置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設置形成同心噴嘴開孔；所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。在上述實施方式的基礎上，所述氣相主管為不鏽鋼硬管；所述液相主管由間隔設置的若干不鏽鋼硬管和若干不鏽鋼軟管組成。
[0037]在上述實施方式的基礎上，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，與所述連接部一體設置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設置有噴孔(如圖2和3所示)。
[0038]作為進一步優選的實施方式，如圖4所示，所述穹形噴頭的外表面上，設置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設置在所述凹槽的底部。
[0039]在上述實施方式的基礎上，所述尿素溶液噴射裝置4垂直於所述煙道5的中心線。
[0040]在上述實施方式的基礎上，沿鍋爐煙氣的流動方向，所述尿素溶液噴射裝置4上遊設置有鍋爐爐膛10、過熱器11、鍋爐轉向室12和鍋爐省煤器13 ;所述尿素溶液噴射裝置4下遊的煙道上依次設置有氨氣/煙氣混合器6、煙氣導流板7、整流格柵8和SCR反應器9。
[0041]在上述實施方式的基礎上，所述尿素溶液噴射裝置4距離所述氨氣/煙氣混合器6的沿程距離不小於2m。
[0042]在上述實施方式的基礎上，所述導流板7為圓盤狀，並與煙氣流動的方向形成一銳角。
[0043]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，包括位於鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑製備系統(I)、尿素溶液供給裝置(2)和尿素溶液計量裝置(3)，以及與所述尿素溶液計量裝置(3)相連接並位於鍋爐內的尿素溶液噴射裝置(4)，其特徵在於， 所述尿素溶液噴射裝置(4)位於煙氣溫度大於320°C的煙道(5)內，且所述尿素溶液噴射裝置(4)設置於所述鍋爐的SCR反應器的上遊； 所述還原劑製備系統(I)還通過尿素溶液迴路與連接所述尿素溶液供給裝置(2)和所述尿素溶液計量裝置(3)的管路相連接；其中，所述尿素溶液供給裝置(2)為循環供液裝置，其循環的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置(4)噴入所述煙道內的尿素溶液的量的4-6倍。
2.根據權利要求1所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，在鍋爐外部，所述尿素溶液計量裝置(3)還連接有壓縮空氣系統，用以將由所述尿素溶液計量裝置(3)輸送入尿素溶液噴射裝置(4)中的尿素溶液霧化成直徑小於500mm的液滴。
3.根據權利要求2所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於， 所述尿素溶液噴射裝置(4)包括噴槍和設置在噴槍上的噴嘴； 所述噴槍包括用以運輸尿素溶液的液相主管和套設在所述液相主管外圍的用以運輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設置有液相開孔，所述氣相主管上設置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設置形成同心噴嘴開孔； 所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。
4.根據權利要求3所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於， 所述氣相主管為不鏽鋼硬管； 所述液相主管由間隔設置的若干不鏽鋼硬管和若干不鏽鋼軟管組成。
5.根據權利要求3或4所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，和與所述連接部一體設置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設置有噴孔。
6.根據權利要求5所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，所述穹形噴頭的外表面上，設置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設置在所述凹槽的底部。
7.根據權利要求1、2、3、4或6所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，所述尿素溶液噴射裝置(4)垂直於所述煙道(5)的中心線。
8.根據權利要求7所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，沿鍋爐煙氣的流動方向，所述尿素溶液噴射裝置(4)上遊設置有鍋爐爐膛(10)、過熱器(11)、鍋爐轉向室(12)和鍋爐省煤器(13)； 所述尿素溶液噴射裝置(4)下遊的煙道上依次設置有氨氣/煙氣混合器(6)、煙氣導流板(7)、整流格柵⑶和SCR反應器(9)。
9.根據權利要求8所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，所述尿素溶液噴射裝置(4)距離所述氨氣/煙氣混合器(6)的沿程距離不小於2m。
10.根據權利要求9所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統，其特徵在於，所述導流板(7)為圓盤狀，並與煙氣流動的方向形成一銳角。
【文檔編號】B01D53/90GK203971757SQ201420416418
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】李海英, 畢浩生 申請人:北京洛卡環保技術有限公司