一種鍋爐內置尿素熱解管的scr脫硝裝置製造方法
2023-06-06 01:32:36
一種鍋爐內置尿素熱解管的scr脫硝裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，屬於鍋爐脫硝領域，包括通過鍋爐內能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區域的尿素熱解管束，所述尿素熱解管束入口經尿素熱解管束入口分配管和尿素熱解空氣供給管連通壓力風供風裝置，所述尿素熱解管束出口經尿素熱解產物匯聚管和尿素熱解產物供給管連通至SCR脫硝反應裝置或其上遊，所述尿素熱解管束入口分配管還設有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。本實用新型能大幅降低SCR脫硝還原劑尿素熱解工藝投資成本、降低尿素熱解運行能耗和節省運行成本。
【專利說明】—種鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於鍋爐脫硝領域，尤其涉及鍋爐SCR脫硝。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原煙氣脫硝工藝(Selective Catalytic Reduct1n of NOx,簡稱SCR脫硝工藝)還原劑主要有液氨、氨水、尿素三種。液氨由於工藝系統簡單，投資和運行成本較低，在SCR脫硝工藝中應用較廣，但是液氨屬於危險化學品，其運輸和儲存要求苛刻，且獲準審批也越來越多地受到法規的限制，極為不便；同樣，氨水也因為其運輸、儲存問題以及投資運行成本居高而受到應用的局限；作為安全性要求相對較低的SCR脫硝還原劑一尿素具有與液氨相同的脫硝性能，沒有危化品法規限制，可以方便地被運輸、儲存和使用。
[0003]尿素作為SCR脫硝還原劑,主要工藝有熱解制氨和水解制氨工藝,其中熱解制氨工藝由於系統簡單、投資成本低、運行穩定、維護量小，亦越來越多地被電廠採用。目前尿素熱解熱源主要是採用鍋爐熱的一次風同時配置電加熱器或燃氣加熱器，如對於600MW等級機組煙氣脫硝裝置，採用電加熱的尿素熱解工藝的能耗為:500kW/h-1800kW/h，尿素熱解能耗大、運行成本高。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於:提出一種鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，降低SCR脫硝還原劑尿素熱解工藝投資成本、降低尿素熱解運行能耗和節省運行成本。
[0005]本實用新型目的通過下述技術方案來實現:
[0006]一種鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，包括通過鍋爐內能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區域的尿素熱解管束，所述尿素熱解管束入口經尿素熱解管束入口分配管和尿素熱解空氣供給管連通空氣預熱器，所述尿素熱解管束出口經尿素熱解產物匯聚管和尿素熱解產物供給管連通至SCR脫硝反應裝置或其上遊，所述尿素熱解管束入口分配管還設有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。
[0007]上述方案中，利用鍋爐高溫煙氣加熱尿素熱解管束內的尿素溶液並使其分解為含NH3的混合氣體，NH3作為其下遊SCR煙氣脫硝化學反應的還原劑；尿素熱解管束內的尿素溶液呈霧化狀，且由通入尿素熱解管束內的壓力風作為其內介質的流動壓頭和尿素熱解產物NH3的稀釋空氣:首先尿素溶液經霧化裝置以霧化狀態在尿素熱解管束中流動，一方面更有利於壓力風能夠對其產生足夠的流動壓頭，另一方面又更有利於被煙氣快速加熱、充分地熱解，降低對鍋爐系統的影響，同時又提高熱解效率，一舉兩得；同時壓力風既作為前述流動介質的流動壓頭，又作為脫硝所需還原劑NH3的稀釋空氣，又是一舉兩得；然後利用鍋爐本身的高溫煙氣加熱熱解尿素熱解管束中的尿素溶液，既實現了尿素的熱解，同時又利用了鍋爐系統的餘熱，又不會對鍋爐系統造成影響，此為又一一舉兩得；整個系統除霧化裝置夕卜，均利用鍋爐原本的資源，能夠最大限度地降低SCR脫硝還原劑尿素熱解工藝投資成本、降低尿素熱解運行能耗和節省運行成本。
[0008]作為選擇，所述壓力風來源於鍋爐空氣預熱器一次風或二次風。
[0009]上述方案中，可以引空氣預熱器的10±2kPa壓力風，完全利用系統原本資源，既滿足流動壓頭需要和將尿素分解產物稀釋為含NH3濃度體積百分數5%以下的混合氣體的稀釋要求，同時又儘可能降低對系統影響。該方案中，引用風量佔總風量僅僅只需0.5-5%,同時既可以引冷風，又可以引熱風。所述冷風是指未經額外加熱的常溫風，而熱風則是指與冷風相對的，常溫風經額外加熱後的風。
[0010]作為選擇，所述壓力風供風裝置為風機。
[0011]上述方案中，可以採用額外配置的風機作為獨立壓力風源，或前述空氣預熱器的備用壓力風源，可以更靈活方便地進行控制。
[0012]作為選擇，所述尿素熱解空氣供給管設置有空氣調節閥，或者所述尿素溶液供給裝置的尿素溶液管線上設置有流量調節閥，所述尿素熱解產物供給管設置有氨濃度檢測儀，其信號反饋到所述空氣調節閥調節空氣流量，或者反饋到所述流量調節閥調節尿素溶液流量。
[0013]上述方案中，可以根據熱解情況自動調節空氣流量，確保尿素熱解產物NH3體積百分數低於5%。
[0014]作為選擇，所述尿素熱解管束布置在鍋爐400?800°C的煙氣區域。
[0015]作為進一步選擇，所述尿素熱解管束布置在省煤器上遊煙氣區域。
[0016]作為更進一步選擇，所述尿素熱解管束布置在鍋爐低溫過熱器或低溫再熱器區域。
[0017]上述方案中，合適的溫度區域，既能保證尿素溶液充分的熱解，又能儘可能降低對系統鍋爐效率的影響。此布置方式對鍋爐的影響小或基本可忽略，如600MW等級的SCR煙氣脫硝裝置，尿素熱解管束的布置對區域的煙氣溫降不超過1_3°C。
[0018]前述本實用新型主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本實用新型可採用並要求保護的方案:如本實用新型，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領域技術人員在了解本實用新型方案後根據現有技術和公知常識可明了有多種組合，均為本實用新型所要保護的技術方案，在此不做窮舉。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]1、簡化了尿素熱解工藝系統、降低投資成本；
[0021]2、可大幅降低SCR脫硝還原劑尿素熱解工藝的能耗和廠用電，節省運行成本；
[0022]3、此布置方式對鍋爐的影響小或基本可忽略。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型實施例的裝置流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下列非限制性實施例用於說明本實用新型。
[0025]參考圖1所示，尿素熱解管束23布置在鍋爐內部能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區域，如鍋爐400?800°C區域，具體可以是省煤器13上遊煙氣區域12，優選的布置區域為低溫過熱器或低溫再熱器區域。
[0026]尿素熱解空氣供給管21接引空氣預熱器3的一次風31 (壓力10±2kPa)，經過尿素熱解管束入口分配管22進入尿素熱解管束23。引接的一次風可以是熱的一次風或冷的一次風，也可單獨配置風機提供空氣。
[0027]由尿素溶液供給裝置供給的質量濃度50%左右的尿素溶液4經霧化裝置以霧化方式噴入尿素熱解管束入口分配管22，隨空氣一起進入尿素熱解管束23。
[0028]尿素熱解管束23內的空氣/尿素被鍋爐煙氣11加熱到350_6501:，尿素分解成含NH3濃度體積百分數5%以下的混合氣體，含NH3的尿素熱解產物混合氣體流出到尿素熱解產物匯聚管25，再通過尿素熱解產物供給管26進入下遊的SCR脫硝反應裝置5與煙氣中的NOx發生化學反應達到脫除NOx目的。
[0029]為控制尿素熱解產物NH3體積百分數低於5%，可在引一次風的尿素熱解空氣供給管21上設置空氣調節閥211調節空氣流量或在尿素溶液供給裝置的尿素溶液4管線上設置流量調節閥；可在尿素熱解產物供給管26上設置氨濃度檢測儀，其信號反饋到空氣調節閥211調節空氣流量，或者反饋到流量調節閥調節尿素溶液流量。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:包括通過鍋爐內能使尿素溶液熱解為含nh3的混合氣體的區域的尿素熱解管束，所述尿素熱解管束入口經尿素熱解管束入口分配管和尿素熱解空氣供給管連通壓力風供風裝置，所述尿素熱解管束出口經尿素熱解產物匯聚管和尿素熱解產物供給管連通至SCR脫硝反應裝置或其上遊，所述尿素熱解管束入口分配管還設有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。
2.如權利要求1所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述壓力風來源於鍋爐空氣預熱器一次風或二次風。
3.如權利要求1所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述壓力風供風裝置為風機。
4.如權利要求1、2或3所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述尿素熱解空氣供給管設置有空氣調節閥，或者所述尿素溶液供給裝置的尿素溶液管線上設置有流量調節閥，所述尿素熱解產物供給管設置有氨濃度檢測儀，其信號反饋到所述空氣調節閥調節空氣流量，或者反饋到所述流量調節閥調節尿素溶液流量。
5.如權利要求1、2或3所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述尿素熱解管束布置在鍋爐400?800°C的煙氣區域。
6.如權利要求5所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述尿素熱解管束布置在省煤器上遊煙氣區域。
7.如權利要求6所述的鍋爐內置尿素熱解管的SCR脫硝裝置，其特徵在於:所述尿素熱解管束布置在鍋爐低溫過熱器或低溫再熱器區域。
【文檔編號】B01D53/90GK204073850SQ201420498222
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】楊志忠, 葉茂, 何維, 潘紹成 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司