具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素水解系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素 水解系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于火力發(fā)電廠來說，采用尿素水解工藝的煙氣脫硝工藝，尿素水解的熱量來源 通常為汽輪機(jī)抽汽。尿素溶解和制氨均需要吸收熱量并在一定的溫度和壓力下完成。在通 常情況下，脫硝還原劑采用尿素的脫硝裝置，不管采用尿素?zé)峤膺€是水解工藝，均需要采用 從汽輪機(jī)抽取蒸汽為尿素制氨提供熱量。尿素水解就是尿素在高溫情況下與水反應(yīng)生成 N也和C〇2。
[0003] 尿素溶解在水中存在W下平衡：
[0006] 從上面的化學(xué)反應(yīng)式可W看出，尿素溶解水中存在可逆反應(yīng)，生成氨基甲酸錠 (N也COON也），運(yùn)是一個(gè)可逆反應(yīng)，如果外界條件不變，尿素溶液中將保持運(yùn)個(gè)平衡。尿素被 加熱，氨基甲酸錠將受熱分解出氨氣，原有的平衡被打破，平衡向生成氨基甲酸錠的方向移 動(dòng)，溫度越高，產(chǎn)生氨氣的速率越高，氨基甲酸錠的消耗速度越快，尿素溶液更容易分解，當(dāng) 溫度高于60°C時(shí)，尿素開始水解，溫度達(dá)到80°C時(shí)溶解速度加快，145°CW上時(shí)開始劇增。尿 素水解是吸熱反應(yīng)，提高溫度有利于尿素水解。
[0007] 目前，我國(guó)絕大多數(shù)采用尿素水解的火力發(fā)電廠均采用來自汽輪機(jī)的抽汽。運(yùn)部 分蒸汽用來加熱尿素溶液是W犧牲電廠減少發(fā)電量為代價(jià)獲得的，而且消耗了很多不清潔 能源，將大量污染物排放入水和空氣中。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[000引本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素水解系統(tǒng)，克服現(xiàn) 有技術(shù)中存在的上述問題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)W上目的，本實(shí)用新型提出一種具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素水解系統(tǒng)， 所述直接尿素水解系統(tǒng)包括太陽能集熱裝置、導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累、蒸汽發(fā)生器、換熱器W及多 個(gè)管道，其中所述導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累通過管道與太陽能集熱裝置連接W將管道中的導(dǎo)熱介質(zhì) 累入太陽能集熱裝置中；所述太陽能集熱裝置用于通過吸收太陽能對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱， 太陽能集熱裝置通過管道連接至蒸汽發(fā)生器W在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的幫助下將加熱的導(dǎo)熱 介質(zhì)輸送入蒸汽發(fā)生器;蒸汽發(fā)生器用于接收導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量W加熱除鹽水產(chǎn)生蒸汽，蒸 汽發(fā)生器通過管道連接至導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累W將導(dǎo)熱介質(zhì)輸送回導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累從而形成 導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)路徑;所述蒸汽發(fā)生器通過管道連接至換熱器W將蒸汽直接噴入換熱器中 的尿素溶液W使得尿素溶液水解產(chǎn)生氨氣作為脫硝用的還原劑。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述直接尿素水解系統(tǒng)還包括蓄熱儲(chǔ)能裝置，其中 所述蓄熱儲(chǔ)能裝置通過管道連接至太陽能集熱裝置W在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的幫助下接收通 過太陽能集熱裝置加熱的導(dǎo)熱介質(zhì)并利用導(dǎo)熱介質(zhì)蓄熱儲(chǔ)能，所述蓄熱儲(chǔ)能裝置通過管道 連接至導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的累入口W將利用后的導(dǎo)熱介質(zhì)送回導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累;所述蓄熱儲(chǔ) 能裝置還通過管道連接至導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的累出口W接收由導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累累出的導(dǎo)熱 介質(zhì)并利用儲(chǔ)存的能量對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱;所述蓄熱儲(chǔ)能裝置還通過管道連接至蒸汽發(fā) 生器W在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的幫助下將加熱的導(dǎo)熱介質(zhì)輸送入蒸汽發(fā)生器。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述直接尿素水解系統(tǒng)還包括多個(gè)閥口，其中在所 述導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的累出口與太陽能集熱裝置之間連接有日間開夜間關(guān)的第一閥口；在所 述導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的累出口與蓄熱儲(chǔ)能裝置之間連接有日間關(guān)夜間開的第二閥口；在所述 導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累的累入口與蓄熱儲(chǔ)能裝置之間連接有日間開夜間關(guān)的第=閥口；在蒸汽發(fā) 生器與太陽能集熱裝置、蓄熱儲(chǔ)能裝置之間連接有日間切換至太陽能集熱裝置供熱而夜間 切換至蓄熱儲(chǔ)能裝置供熱的熱源切換閥。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述尿素溶液為濃度為40%~55%的尿素溶液。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述換熱器為管殼式換熱器或蒸汽混合式換熱器。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述太陽能集熱裝置為槽式太陽能集熱裝置，其中 的集熱管為真空集熱管。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述蓄熱儲(chǔ)能裝置為固體材料或液體材料儲(chǔ)能裝 置。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述導(dǎo)熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油、融鹽、或除鹽水。
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述蒸汽發(fā)生器為管殼式蒸汽發(fā)生器。
[0018] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述直接尿素水解系統(tǒng)應(yīng)用于包括150MW級(jí)火力發(fā) 電機(jī)組、300MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組或600MW級(jí)火力發(fā)電機(jī)組的需要對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝的火力發(fā)電 廠。
[0019] 由此可見，本方案充分利用了可再生的太陽能資源，通過能量形式的轉(zhuǎn)換來加熱 尿素溶液，為電站鍋爐的煙氣脫硝提供還原劑NH3，降低了化石燃料的消耗和污染物排放， 低碳環(huán)保，技術(shù)應(yīng)用的意義深遠(yuǎn)。
【附圖說明】
[0020] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素水解系統(tǒng)的原 理示意框圖；
[0021] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有聯(lián)合供熱裝置的直接尿素水解系統(tǒng)的連 接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下所述為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施實(shí)例，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
[0023] 圖1為所述直接尿素水解系統(tǒng)的原理示意框圖。如圖1所示，太陽能集熱裝置102接 收太陽光照101，將導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累103累入的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，加熱后的導(dǎo)熱介質(zhì)一部 分進(jìn)入蓄熱儲(chǔ)能裝置104W儲(chǔ)存能量，一部分進(jìn)入蒸汽發(fā)生器105對(duì)除鹽水106加熱W產(chǎn)生 蒸汽107。上面所述的內(nèi)容為白天具有太陽光照時(shí)的運(yùn)行過程。當(dāng)夜間沒有太陽光照時(shí)，所 述蓄熱儲(chǔ)能裝置104對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累103累入的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱(虛線部分），加熱后的 導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入蒸汽發(fā)生器105對(duì)除鹽水106加熱W產(chǎn)生蒸汽107。運(yùn)一內(nèi)容是沒有太陽光照 時(shí)的運(yùn)行過程。所述蒸汽107直接噴入換熱器108中的尿素溶液109W使得尿素溶液109水解 產(chǎn)生氨氣111，剩余液體作為廢液110排出。
[0024] 下面參見圖2具體描述一下該直接尿素水解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0025] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述直接尿素水解系統(tǒng)包括太陽能集熱裝置102、導(dǎo) 熱介質(zhì)循環(huán)累103、蒸汽發(fā)生器105、換熱器108W及多個(gè)管道，其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累 103通過管道與太陽能集熱裝置102連接W將管道中的導(dǎo)熱介質(zhì)累入太陽能集熱裝置102 中，太陽能集熱裝置102用于通過吸收太陽能101對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，所述太陽能集熱裝 置102通過管道連接至蒸汽發(fā)生器105W在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累103的幫助下將加熱的導(dǎo)熱介質(zhì) 輸送入蒸汽發(fā)生器105,蒸汽發(fā)生器105用于接收導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量W加熱除鹽水106產(chǎn)生蒸 汽107,蒸汽發(fā)生器105通過管道連接至導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)累103W形成導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)路徑;所 述蒸汽發(fā)生器105通過管道連接至換熱器108W將蒸汽107直接噴入換熱器108中的尿素溶 液109W使得尿素溶液109水解產(chǎn)生氨氣111作為脫硝用的還原劑，剩余液體作為廢液110排 出。
[0026] 上述過程中，利用了太陽能運(yùn)一清潔能源作為產(chǎn)生蒸汽的熱源，并利用蒸汽直接 對(duì)尿素溶液加熱W產(chǎn)生氨氣。
[0027] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述直接尿素水解系統(tǒng)還包括蓄熱儲(chǔ)能裝置104,所 述蓄熱儲(chǔ)能裝置104通過管道連