本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保與煙氣資源回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣氮氧化物氨轉(zhuǎn)化摻燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一，主要來源于石化燃料燃燒和硝酸、電鍍等工業(yè)排放的廢氣以及汽車排放尾氣。人為排放的nox?90％以上來源于各種燃料的燃燒過程，在通常的燃燒溫度下，燃料燃燒生成的nox中，no占90％以上，no2占5％～10％以上，而n2o只占1％左右。

2、其中，nox是一種有害的大氣污染物，nox的去除在工業(yè)煙氣處理中是必不可少的。常見的煙氣處理方法是采用scr和sncr處理工藝，但這些工藝存在催化劑老化，脫硝效率低，氨逃逸等問題，造成二次污染。

3、通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)煙氣中污染物資源化，實現(xiàn)氮氧化物達標、有效回收煙氣余熱、構(gòu)建節(jié)能環(huán)保的循環(huán)摻燒系統(tǒng)、降低碳排放強度，是本領(lǐng)域的研究重點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨針對煙氣中的氮氧化物，對其進行環(huán)保排放處理及資源化利用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種煙氣氮氧化物氨轉(zhuǎn)化及摻燒系統(tǒng)，包括燃燒加熱設(shè)備、煙氣余熱回收單元、沖洗凈化單元和氨轉(zhuǎn)化單元；

4、煙氣余熱回收單元中，設(shè)置循環(huán)介質(zhì)的循環(huán)管路，包括：熱交換裝置、濃縮池、增壓泵；循環(huán)介質(zhì)在熱交換裝置與高溫煙氣進行換熱，被加熱后的循環(huán)介質(zhì)在濃縮池內(nèi)與氮氧化物溶液再進行換熱；降溫后的循環(huán)介質(zhì)經(jīng)增壓泵重新進入熱交換裝置；

5、沖洗凈化單元被配置為連接煙氣余熱回收單元中的熱交換裝置和濃縮池；沿著煙氣排氣管道依次設(shè)置噴淋洗滌器、引風機、煙囪；經(jīng)熱交換裝置降溫后的煙氣在噴淋洗滌器經(jīng)有機溶劑沖洗，產(chǎn)生氮氧化物溶液；沖洗后的煙氣進入煙囪排放；

6、同時，在煙氣余熱回收單元的濃縮池和沖洗凈化單元的噴淋洗滌器之間設(shè)置循環(huán)管路，在噴淋洗滌器中產(chǎn)生的氮氧化物溶液進入濃縮池與循環(huán)介質(zhì)進行換熱，產(chǎn)生蒸汽和氮氧化物濃縮液；蒸汽經(jīng)冷卻器冷凝后形成冷凝液再進入噴淋洗滌器；氮氧化物濃縮液進入氨轉(zhuǎn)化單元；

7、氨轉(zhuǎn)化單元被配置為連接煙氣余熱回收單元的濃縮池，包括濃縮液泵、電化學反應器、分離器；在濃縮池中產(chǎn)生的氮氧化物濃縮液進入電化學反應器進行化學反應產(chǎn)生氨溶液，經(jīng)分離形成氨氣和有機溶液。

8、優(yōu)選的，煙氣余熱回收單元還包括膨脹罐，其設(shè)置于增壓泵與熱交換裝置之間。

9、優(yōu)選地，在氨轉(zhuǎn)化單元的分離器中產(chǎn)生的有機溶液進入沖洗凈化單元，與冷凝液匯合后進入噴淋洗滌器，參與煙氣凈化。

10、優(yōu)選地，在氨轉(zhuǎn)化單元的分離器中產(chǎn)生的氨氣進入燃燒加熱設(shè)備參與燃燒。

11、本發(fā)明中，循環(huán)介質(zhì)包括液體或氣體，例如導熱油、水、空氣等。

12、本發(fā)明中，熱交換裝置包括列管式換熱器、熱管式換熱器、板翅式換熱器、板式換熱器、夾套式換熱器、噴淋式換熱器、沉浸式蛇管換熱器。

13、優(yōu)選的，熱交換裝置為列管式換熱器。

14、優(yōu)選的，膨脹罐為高位槽(膨脹槽)。

15、本發(fā)明中，對有機溶劑不作限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需求選擇適合的組分和溶劑。

16、優(yōu)選的，有機溶劑包括一元醇、二元醇或兩者混合的有機溶劑，也可按一定比例與水組成混合水溶劑。

17、本發(fā)明中，噴淋洗滌器包括填料塔、噴淋塔、板式塔、鼓泡塔、湍球塔和文丘里洗滌器等。

18、優(yōu)選的，噴淋洗滌器為噴淋塔。

19、本發(fā)明中，分離器包括機械式分離器、離心分離器、過濾分離器、萃取分離器、膜分離器、加熱分離器等。

20、優(yōu)選的，分離器為加熱分離器。

21、本發(fā)明中，冷卻器包括列管式冷卻器、板式冷卻器和風冷式冷卻器。

22、優(yōu)選的，冷卻器為風冷式冷卻器。

23、本發(fā)明中，對熱交換裝置、噴淋洗滌器、分離器、冷卻器、膨脹罐的數(shù)量沒有限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要進行增減。當上述裝置或設(shè)備為多個時，其類型可以相同，也可以不同。

24、本發(fā)明中，燃燒加熱設(shè)備包括主要以各種化石能源(液體、氣體、煤炭，也包含各種以生物質(zhì)氣、生物顆粒、固體垃圾等)作為燃料的鍋爐、汽輪機、內(nèi)燃機、工業(yè)加熱設(shè)備、加熱爐、反應爐等。

25、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

26、1、通過煙氣余熱回收系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)與高溫煙氣在熱交換裝置中進行換熱實現(xiàn)煙氣降溫，達到節(jié)能的目的；

27、2、根據(jù)氮氧化物的特性選用合適的有機溶劑，對來自煙氣余熱回收系統(tǒng)的煙氣進行沖洗和吸附，最大程度降低煙氣中氮氧化物的含量，實現(xiàn)煙氣的環(huán)保排放，達到超低氮排放的要求；

28、3、利用氨轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，將從煙氣中沖洗和吸附獲取的氮氧化物進行電化學反應，實現(xiàn)了氮氧化物到氨的轉(zhuǎn)化，避免了資源浪費；

29、4、氨是一種清潔的燃料，其燃燒產(chǎn)生氮氣和水。若將產(chǎn)生的氨作為燃燒加熱設(shè)備摻燒的燃料，不僅降低了化石能源的消耗，也降低了燃燒后煙氣中氮氧化物的形成；

30、5、將煙氣余熱回收、煙氣沖洗凈化、氨氣合成過程整合在同一系統(tǒng)中，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，提高系統(tǒng)運行效率，減少成本和系統(tǒng)損耗。

技術(shù)特征：

1.一種煙氣氮氧化物氨轉(zhuǎn)化及摻燒系統(tǒng)，包括燃燒加熱設(shè)備(18)、煙氣余熱回收單元(2)、沖洗凈化單元(3)和氨轉(zhuǎn)化單元(4)；

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣余熱回收單元(2)還包括膨脹罐(21)。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在氨轉(zhuǎn)化單元(4)的分離器(16)中產(chǎn)生的有機溶液進入沖洗凈化單元(3)，與冷凝液匯合后進入噴淋洗滌器(8)。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在氨轉(zhuǎn)化單元(4)的分離器(16)中產(chǎn)生的氨氣進入燃燒加熱設(shè)備(18)參與燃燒。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，換熱介質(zhì)包括液體或氣體。

6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，熱交換裝置包括列管式換熱器、熱管式換熱器、板翅式換熱器、板式換熱器、夾套式換熱器、噴淋式換熱器或沉浸式蛇管換熱器；

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，熱交換裝置為列管式換熱器；噴淋洗滌器為噴淋塔；分離器為加熱分離器；冷卻器為風冷式冷卻器。

8.如權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，膨脹罐為高位槽。

9.如權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，有機溶劑含有一元醇和/或二元醇。

10.如權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，燃燒加熱設(shè)備包括鍋爐、燃氣輪機、內(nèi)燃機、加熱爐或反應爐。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種煙氣氮氧化物氨轉(zhuǎn)化及摻燒系統(tǒng)，包括燃燒加熱設(shè)備、煙氣余熱回收單元、沖洗凈化單元和氨轉(zhuǎn)化單元。煙氣余熱回收單元利用循環(huán)介質(zhì)與高溫煙氣在換熱器內(nèi)進行換熱實現(xiàn)煙氣降溫、余熱回收，達到節(jié)能的目的；沖洗凈化單元利用有機溶劑對來自煙氣余熱回收系統(tǒng)降溫后的煙氣進行噴淋、吸收，形成氮氧化物濃縮液，達到最大程度降低煙氣中氮氧化物的目的，實現(xiàn)煙氣的環(huán)保達標排放；氨轉(zhuǎn)化單元對氮氧化物濃縮液進行化學反應，產(chǎn)生氨和有機溶劑；燃燒加熱設(shè)備用產(chǎn)生的氨作為摻燒的燃料，代替部分化石燃料，降低碳排放水平，并實現(xiàn)煙氣污染物資源化循環(huán)利用。

技術(shù)研發(fā)人員：邸泰深,刁?？?郭曉坤
受保護的技術(shù)使用者：北京碧海能源裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10