專利名稱：基于尿素溶液或氨水的scr煙氣脫硝裝置的制作方法
技術領域：
本實用新 型屬于煙氣氮氧化物減排(脫硝)技術領域，涉及ー種基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置。
背景技術：
煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝エ藝是目前煙氣脫硝的主要技木。SCRエ藝是在催化劑作用下，氨基還原劑與煙氣中的NO發(fā)生選擇性還原反應，使之生成N2和水，從而消除污染。為保證混合和反應效果，要求氨基還原劑采用噴氨格柵以氣態(tài)形式均勻噴入煙道內，故其還原劑一般采用易于蒸發(fā)的液氨。但液氨屬危險化學品，其運輸、貯存均有嚴格的限制，給初期建設和運行管理均帶來較多的不便，増加建設投資和運行費用，并且給電廠和周邊區(qū)域帶來安全隱患和環(huán)境污染風險?，F(xiàn)有技術中，如果使用尿素作還原劑，則需先將尿素熱解，使變?yōu)闅鈶B(tài)氨分子再噴入煙道。美國FUEL TECH有ー套尿素熱解制氨エ藝專利技術，其主要技術方案為在特別設計的熱解室內，利用天然氣或燃油將室外空氣加熱后熱解尿素溶液制成氣態(tài)氨。該技術的缺點是采用天然氣或燃油作為熱源，運行費用高。中國專利文獻中，“直噴尿素法SCR煙氣脫硝エ藝及裝置”(專利申請?zhí)?01010582020. 6)是將固態(tài)尿素粉末直接噴入煙道內，利用煙氣溫度將尿素熱解成氣態(tài)氨，煙溫偏低，熱解效果不很理想一種用于鍋爐煙氣脫硝的尿素制氨エ藝及其系統(tǒng)”(專利申請?zhí)?01010252649. 4)是對美國FUEL TECH套尿素熱解制氨エ藝專利技術的改良，將自然風利用高溫煙氣加熱制成熱解風，該方案同樣也采用美國FUEL TECH的專利中所提到的熱解室進行尿素溶液熱解，同樣具有熱解室結構復雜，投資大的缺點。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，該基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置安全性高，且結構簡單，易于實施。實用新型的技術解決方案如下一種基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，包括熱解反應風道、第一風機、第ニ風機、熱解風加熱器、溶液貯罐、加壓泵、霧化噴槍以及設置在鍋爐尾部煙道內的噴氨格柵和SCR催化反應器；熱解風加熱器設置在于鍋爐爐膛或尾部煙道內；第一風機的出風ロ接熱解風加熱器的入ロ，熱解風加熱器的出ロ接熱解反應風道的進風ロ ；第一風機的進風ロ經風閥接鍋爐的二次風道或經風閥接爐外空氣；第二風機的入口接爐外空氣，第二風機的出口經風閥與熱解反應風道的進風ロ相連；溶液貯罐中的尿素溶液經加壓泵和溶液管道輸出到霧化噴槍的溶液入口 ；霧化噴槍的噴嘴伸入到熱解反應風道中；[0011 ] 熱解反應風道的氣態(tài)氨出ロ接噴氨格柵。在溶液管道上設有計量分配裝置。熱解反應風道上設有一段噴槍固定管，噴槍固定管的入口處設有用于安裝霧化噴槍的噴槍固定法蘭。本實用新型的技術構思如下本實用新型的基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，從鍋爐空氣預熱器后的二次風中(或爐外自然風)取少量熱空氣經過高溫煙氣加熱后用于尿素溶液或氨水溶液的熱解或氣化。為提高此熱解風的溫度，在鍋爐爐膛內或尾部煙道中(比如高溫蒸汽過熱器和低溫蒸汽過熱器之間或低溫蒸汽過熱器和省煤器之間)插入ー個熱解風加熱器，將熱解風溫度提高至350°C -700°C，通過熱解風道接入SCR的噴氨格柵(AIG)。在AIG前的熱解風道內直接噴入配制好的尿素溶液或氨水溶液，高溫熱解風可直接將尿素溶液或氨水溶液分解或氣化成氣態(tài)氨，滿足SCR脫硝還原劑的需要，這樣利用鍋爐煙氣自身熱能將尿素溶液 熱解成氣態(tài)氨，由噴氨格柵(AIG)噴入脫硝反應器前的煙氣，經混合和導流后均勻進入催化反應器，經催化發(fā)生選擇性還原反應，使煙氣中的NOx轉變成N2和H2O,從而實現(xiàn)脫除氮氧化物的目的。熱解風經一臺變頻控制的第一風機從空氣預熱器后的二次風中抽出(或從爐外自然風中抽取)，風機前加設電動(氣動)調節(jié)風門，同時在加熱器后加設自然風旁路及電動(氣動)自然風調節(jié)閥，自然風通過第二風機從爐外自然空氣中抽取。上述設置協(xié)同作用可穩(wěn)定控制熱解風量和溫度，使之與鍋爐脫硝所需噴入的尿素溶液或氨水溶液量相匹配。熱解風加熱器是一臺氣-氣換熱器，為節(jié)省空間，采用直進直出的排管形式，熱解風在排管內部流過，鍋爐高溫煙氣從排管外部垂直流過，互相換熱后，使熱解風溫度升至350-700 °C。氨水溶液或尿素先經溶解配制成30% -50%的溶液，貯存于貯罐內。用時經泵加壓和調節(jié)流量后，直接經霧化噴槍噴入熱解反應風道內。尿素溶液噴槍采用316或316L材質制成，加設壓縮空氣輔助霧化，噴槍與溶液輸送管和壓縮空氣進管之間為高壓不銹鋼軟管相連，噴槍可自由插入和抽出風道，噴嘴與槍管為螺紋連接，可更換。熱解風換熱后的風道采用不銹鋼或不銹鋼與碳鋼的復合材料制成(內層為不銹鋼)，風道外進行保溫。本實用新型亦適用于用氨水作脫硝還原劑的場合。氨水在此裝置內經熱解風加熱氣化成氣態(tài)氨，同樣經噴氨格柵噴入脫硝反應器前的煙道，經混合、導流后均勻進入催化反應器，將煙氣中的NO還原成N2和水，從而實現(xiàn)煙氣脫硝目的。有益效果本實用新型的基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，具有以下突出優(yōu)點(I)安全性高用尿素溶液或氨水溶液代替液氨作SCR脫硝還原劑后，安全性更高，運輸和存儲更為方便，從而也進ー步消除了電廠特別是城區(qū)電廠的一大安全隱患和環(huán)境風險，可簡化脫硝裝置報批手續(xù)。(2)節(jié)約成本，節(jié)約能耗本實用新型利用鍋爐本身的高溫煙氣自身熱能將SCR脫硝用的尿素溶液或氨水溶液熱解成氣態(tài)氨，克服了現(xiàn)有エ藝中用天然氣或燃油等外部熱源進行熱解而運行費用高的不足，同時因熱解風相對于鍋爐二次風和煙氣量都非常小，對鍋爐本身運行影響亦非常小(可忽略不計)。同時，本エ藝也充分利用了鍋爐煙氣的熱量，避免了外部熱量的消耗，提高了鍋爐熱量的利用率。(3)本實用新型利用鍋爐二次風的高溫風再經鍋爐內的換熱器進行加熱，減小了了鍋爐換熱器的換熱體積，更加便于換熱器的設計和施工安裝，降低了對鍋爐本身結構的影響，便于實施。(4)可使尿素熱解不需其他燃料作熱源，降低脫硝系統(tǒng)的運行費用?？傮w來說，本實用新型的基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置使得SCR脫硝技木，是對現(xiàn)有エ藝和裝置的重大改良，在應用上更加簡便、安全性更高，同時也節(jié)省投資、運行管理費用低。
圖I是基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置總圖；圖2是尿素溶液噴槍示意圖。標號說明1 :鍋爐爐膛；2 :鍋爐二次風道；3 :風閥；4 :第一風機；5 :熱解風加熱器；6 :第二風機；7 :熱解反應風道；8 :噴氨格柵(AIG) ；9 :混合器；10 :導流板；11 :整流裝置；12 :SCR催化反應器；13 :空氣預熱器；14 :煙道；15 :溶液貯罐；16 :加壓泵；17 :溶液計量分配裝置；18 :霧化噴槍；20 :噴槍固定短管；21 :噴槍固定法蘭；22 :霧化噴槍；23 :溶液進ロ ；24 :霧化壓縮空氣進ロ ；25 :噴嘴。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進ー步詳細說明實施例I :基于尿素溶液的SCR煙氣脫硝裝置如圖I所示，從空氣預熱器后的二次風道上引出熱解風，經第一風機加壓后(加壓范圍6000-10000Pa，滿足氨噴射格柵的壓力要求)，在熱解風加熱器內被鍋爐煙氣加熱到350 700 °C ；配制好的30% -50%尿素溶液貯存于貯罐內，經尿素溶液泵加壓和計量分配裝置控制流量，由霧化噴槍噴入上述被加熱后的熱解風內；霧化后的尿素在高溫下迅速熱解成氣態(tài)氨，達到< 5%的安全指標，經噴氨格柵(AIG)均勻噴入脫硝反應器進氣煙道內，經混合器與煙氣充分混合，經由導流板和整流器后均勻進入脫硝反應器，在催化劑作用下將煙氣中的NO還原成N2,完成脫硝過程。第一風機采用變頻風機，通過變頻控制熱解風量，以與脫硝所需噴入的尿素溶液量相匹配。在熱解風加熱器后加設自然風旁路，自然風由第二風機從爐外自然風中抽取，并加設電動(氣動)冷風調節(jié)閥(即風閥)，通過調節(jié)冷風量來穩(wěn)定控制熱解風溫度。如圖2所示，為使尿素溶液霧化更好，尿素溶液噴槍加設壓縮空氣輔助霧化，噴槍可自由插入或抽出檢修，噴嘴可更換。[0043]實施例2 :基于氨水的SCR煙氣脫硝裝置如圖I所示，從爐外抽取熱解風，經熱解風機加壓至6000-10000Pa后，在熱解風加熱器內被鍋爐煙氣加熱到350 700°C。15% -20%的氨水溶液貯存于貯罐內，經氨水泵加壓和計量分配裝置控制流量，由噴槍噴入上述被加熱后的熱解風內；霧化后的氨在高溫下迅速氣化成氣態(tài)氨，經噴氨格柵均勻噴入脫硝反應器進氣煙道內，經混合器與煙氣充分混合，經由導流板和整流器后均勻進入脫硝反應器，在催化劑作用下將煙氣中的NO還原成N2，完成脫硝過程。 以上所述，僅描述了基本的實放過程，并非對實施過程的限制。所屬領域的技術人員在上述說明的基礎上還可做出其他不同形式的變化，本說明無法也無需對所有實施方式的變化全部列出，而由此所引出的顯而易見的變化形式均處于本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，其特征在于，包括熱解反應風道、第一風機、第二風機、熱解風加熱器、溶液貯罐、加壓泵、霧化噴槍以及設置在鍋爐尾部煙道內的噴氨格柵和SCR催化反應器； 熱解風加熱器設置在于鍋爐爐膛或尾部煙道內； 第一風機的出風口接熱解風加熱器的入口，熱解風加熱器的出口接熱解反應風道的進風口 ；第一風機的進風口經風閥接鍋爐的二次風道或經風閥接爐外空氣； 第二風機的入口接爐外空氣，第二風機的出口經風閥與熱解反應風道的進風口相連； 溶液貯罐中的尿素溶液經加壓泵和溶液管道輸出到霧化噴槍的溶液入口 ；霧化噴槍的噴嘴伸入到熱解反應風道中； 熱解反應風道的氣態(tài)氨出口接噴氨格柵。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，其特征在于，在溶液管道上設有計量分配裝置。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，其特征在于，熱解反應風道上設有一段噴槍固定管，噴槍固定管的入口處設有用于安裝霧化噴槍的噴槍固定法蘭。
專利摘要本實用新型公開了一種基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置，包括熱解反應風道、第一風機、第二風機、熱解風加熱器、溶液貯罐、加壓泵、霧化噴槍以及設置在鍋爐尾部煙道內的噴氨格柵和SCR催化反應器；本實用新型利用鍋爐本身的高溫煙氣自身熱能將SCR脫硝用的尿素溶液或氨水溶液熱解或氣化成氣態(tài)氨，克服了現(xiàn)有工藝中用天然氣或燃油等外部熱源進行熱解而運行費用高的不足，同時因熱解風相對于鍋爐二次風和煙氣量都非常小，對鍋爐本身運行影響亦非常小。同時，本裝置也充分利用了鍋爐煙氣的熱量，避免了外部熱量的消耗，提高了鍋爐熱量的利用率。該基于尿素溶液或氨水的SCR煙氣脫硝裝置安全性高，且結構簡單，易于實施。
文檔編號B01D53/90GK202527072SQ20122017125
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權日2012年4月20日
發(fā)明者彭峻 申請人:湖南安普諾環(huán)?？萍加邢薰?br>