一種用于scr脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于鍋爐煙氣SCR脫硝用還原劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于 制備氨還原劑氨水制氨的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，全國(guó)用電負(fù)荷急劇上升，新建擴(kuò)建燃 煤電站在全國(guó)全面鋪開(kāi)。燃煤電廠的建設(shè)導(dǎo)致NOi虧染物排放量呈逐年遞增的趨勢(shì)，排放 量已嚴(yán)重超過(guò)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來(lái)的環(huán)境污染嚴(yán)重?fù)p害了人類健康和可持續(xù)發(fā)展。
[0003] SCR (Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原)技術(shù)是目前脫硝效率最 高、最為成熟、且應(yīng)用最多的一種煙氣脫硝技術(shù)。還原劑的選擇與應(yīng)用技術(shù)是SCR工程應(yīng)用 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用較多的還原劑為液氨和尿素。通常的觀念認(rèn)為液氨的投資 和經(jīng)濟(jì)性方面具有優(yōu)勢(shì)，但是在安全性方面，尤其是在城市中應(yīng)用會(huì)受到很大的障礙；而尿 素因?yàn)槠淞鞒讨胁淮嬖趬毫θ萜鳎恢匾暟踩目蛻舴顬槭走x。這些觀念使得對(duì)安全性 有特殊要求的業(yè)主，不得不接受尿素系統(tǒng)高昂的初始投資費(fèi)用和高的運(yùn)營(yíng)成本費(fèi)用。事實(shí) 上，氨水作為還原劑在中國(guó)臺(tái)灣和歐洲有很多的應(yīng)用。這些成功的應(yīng)用使得對(duì)于安全性和 經(jīng)濟(jì)性均有考量的客戶有了更多的合適選擇。
[0004] 對(duì)氨水SCR技術(shù)的主要誤區(qū)認(rèn)為，氨水含有較大比例的水，因此在蒸發(fā)過(guò)程中需 要消耗較多的能量。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，氨水制氨過(guò)程的能耗要小于相應(yīng)的尿素制氨過(guò)程，和液 氨相當(dāng)。物料平衡的計(jì)算表明，一定比例的熱風(fēng)溫度只要250°C，即可完成氨水溶液的蒸發(fā) 過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的能量消耗遠(yuǎn)小于尿素制氨。實(shí)踐表明：氨水因?yàn)椴恍枰獰峤鉅t等分解設(shè) 備，具有比尿素更好的安全特性，同時(shí)因?yàn)槠錃饣^(guò)程為單純的物理變化，不需要消耗化學(xué) 分解過(guò)程所需要的能量。設(shè)計(jì)合理的氨水氣化過(guò)程，為即追求安全性又需要兼顧投資和運(yùn) 營(yíng)成本的客戶提供全新的解決思路和解決方案，在運(yùn)營(yíng)成本方面具有先天的優(yōu)勢(shì)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種能耗低、操作簡(jiǎn)單、安全的用于SCR脫 硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0007] -種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，包括稀釋風(fēng)機(jī)、加熱器、氣氣換熱 器、氨水蒸發(fā)器和氨噴射格柵，稀釋風(fēng)機(jī)安裝在加熱器的底部進(jìn)風(fēng)管上，加熱器的頂部出風(fēng) 管接至氣氣換熱器的入氣管上，氣氣換熱器的管束布置于脫硝反應(yīng)器內(nèi)，氣氣換熱器的出 氣管再接至氨水蒸發(fā)器的底部，氨水蒸發(fā)器的側(cè)邊接有氨水管，氨水蒸發(fā)器的頂部通過(guò)管 道接至氨噴射格柵的側(cè)邊入口，氨噴射格柵的底部出口接至脫硝反應(yīng)器的頂部，氨噴射格 柵的頂部出口接至鍋爐煙氣排放管。
[0008] 所述稀釋風(fēng)機(jī)由兩臺(tái)并聯(lián)組成。
[0009] 所述加熱器為電加熱器。
[0010] 所述加熱器為蒸汽加熱器，加熱器的上方接設(shè)高溫蒸汽管而下方接設(shè)余熱蒸汽 管。
[0011] 所述氣氣換熱器的入氣管位于出氣管的上方。
[0012] 所述脫硝反應(yīng)器的底部接至清潔煙氣排放管。
[0013] 所述氨水蒸發(fā)器側(cè)邊接的氨水管由兩條并聯(lián)組成。
[0014] 所述氨水蒸發(fā)器中氨水氣化池設(shè)計(jì)為豎孔式。
[0015] 所述氨水蒸發(fā)器側(cè)邊的氨水管接至單獨(dú)的氨水存儲(chǔ)罐，氨水管上安裝計(jì)量泵。
[0016] -種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)方法，由稀釋風(fēng)機(jī)提供足夠?qū)饣蟮?氨氣稀釋到體積百分濃度5%以下混合氣體的風(fēng)量，該風(fēng)量經(jīng)過(guò)加熱器被加熱到120°C以 上，即作為氣化氨水的稀釋氣源；120°C的稀釋氣源輸送至位于脫硝反應(yīng)器內(nèi)的氣氣換熱 器管束中，在脫硝反應(yīng)器內(nèi)加熱3-5min達(dá)到足夠氣化氨水溶液的溫度250°C，作為蒸發(fā)氨 水的汽化氣；250° C汽化氣在氨水蒸發(fā)器中將質(zhì)量百分濃度20-30%氨水溶液原料氣化為體 積百分濃度5%氨和空氣的混合氣體；混合氣體經(jīng)過(guò)氨噴射格柵得到用于SCR脫硝的氨還原 劑。
[0017] 采用上述方案后，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] (1)稀釋氣源的換熱直接在SCR脫硝反應(yīng)器中進(jìn)行，避免在煙氣管道上另設(shè)換熱 器，從而防止熱量的流失；
[0019] (2)稀釋氣源在進(jìn)入換熱器前已經(jīng)為120°C，避免為了充分換熱而使SCR脫硝溫度 過(guò)低，降低脫硝效率；
[0020] 進(jìn)一步，本實(shí)用新型還具有以下如點(diǎn)：
[0021] (3)設(shè)置氨水計(jì)量泵，可以精確地計(jì)算SCR脫硝的氨氮比，避免氨逃逸的出現(xiàn)；
[0022] (4)氨水氣化池設(shè)計(jì)為豎孔式，可以使氨水更易充分受熱揮發(fā)。
[0023] 總之，本實(shí)用新型能耗低，操作簡(jiǎn)單、安全。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型裝置的整體裝配示意圖；
[0025] 圖2為圖1的局部放大圖；
[0026] 圖3為本實(shí)用新型方法的工藝流程圖。
[0027] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0028] 稀釋風(fēng)機(jī)1，加熱器2,底部進(jìn)風(fēng)管21，頂部出風(fēng)管22,高溫蒸汽管23,余熱蒸汽管 24,氣氣換熱器3,入氣管31，管束32,出氣管33,氨水蒸發(fā)器4,氨水管41，氨水氣化池42， 氨噴射格柵5,脫硝反應(yīng)器6,鍋爐煙氣排放管7,清潔煙氣排放管8。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 如圖1所示，本實(shí)用新型揭示的一種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，包 括稀釋風(fēng)機(jī)1、加熱器2、氣氣換熱器3、氨水蒸發(fā)器4和氨噴射格柵5。
[0030] 稀釋風(fēng)機(jī)1安裝在加熱器2的底部進(jìn)風(fēng)管21上。為了保證工作效率，稀釋風(fēng)機(jī)1 由兩臺(tái)并聯(lián)組成。
[0031] 加熱器2的頂部出風(fēng)管22接至氣氣換熱器3的入氣管31上。加熱器2可采用電 加熱器，或者采用蒸汽加熱器，在加熱器2的上方接設(shè)高溫蒸汽管23而下方接設(shè)余熱蒸汽 管24,利用高溫蒸汽對(duì)稀釋氣源預(yù)加熱。
[0032] 氣氣換熱器3的管束32布置于脫硝反應(yīng)器6內(nèi)，氣氣換熱器3的出氣管33再接 至氨水蒸發(fā)器4的底部。為了有效利用熱量，氣氣換熱器3的入氣管31位于出氣管33的 上方，使稀釋氣源由下向上流動(dòng)進(jìn)行加熱。
[0033] 氨水蒸發(fā)器4的側(cè)邊接有氨水管41，為了保證工作效率，連續(xù)供應(yīng)反應(yīng)還原劑，氨 水管41可由兩條并聯(lián)組成，還可以設(shè)置單獨(dú)的氨水存儲(chǔ)罐。為了可以精確地計(jì)算SCR脫硝 的氨氮比，避免氨逃逸的出現(xiàn)，氨水管41上還安裝計(jì)量泵將氨水定量輸送到氨水蒸發(fā)器4。 為了使氨水更易充分受熱揮發(fā)，如圖2所示，氨水蒸發(fā)器4中氨水氣化池42設(shè)計(jì)為豎孔式， 250°C汽化氣從孔內(nèi)由下而上經(jīng)過(guò)，可以有效地增加汽化氣與氨水的接觸面積，使20%-30% 的氨水得到充分地氣化或霧化，將氨水氣化為5%氨和空氣的混合氣體。氨水蒸發(fā)器4的頂 部通過(guò)管道接至氨噴射格柵5的側(cè)邊入口。
[0034] 氨噴射格柵5的底部出口接至脫硝反應(yīng)器6的頂部，氨噴射格柵5的頂部出口接 至鍋爐煙氣排放管7。
[0035] 脫硝反應(yīng)器6的底部接至清潔煙氣排放管8。
[0036] 運(yùn)用本實(shí)用新型的裝置，具體供應(yīng)方法是如圖3所示。
[0037] 由稀釋風(fēng)機(jī)1提供足夠?qū)饣蟮陌睔庀♂尩襟w積百分濃度5%以下混合氣體的 風(fēng)量，該風(fēng)量經(jīng)過(guò)加熱器2被加熱到120° C以上，即作為氣化氨水的稀釋氣源。120° C的稀 釋氣源輸送至位于脫硝反應(yīng)器6內(nèi)的氣氣換熱器3管束32中，120° C的氣源風(fēng)進(jìn)入管束32 中與管束32外的高溫?zé)釤煔膺M(jìn)行熱交換，在脫硝反應(yīng)器6內(nèi)加熱3-5min達(dá)到足夠氣化氨 水溶液的溫度250° C，作為蒸發(fā)氨水的汽化氣。通過(guò)這一優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以將氨水氣化過(guò)程所 需額外補(bǔ)充的能量降至原來(lái)的50%-70%。
[0038] 稀釋氣源在進(jìn)入氣氣換熱器3前已經(jīng)為120°C，避免為了充分換熱而使SCR脫硝溫 度過(guò)低，降低脫硝效率，根據(jù)紫荊公司的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，單純的冷稀釋氣源是不可能在保證高效 的脫硝效率下，加熱到足夠氣化氨水溶液的溫度250°C的。而稀釋氣源的換熱直接在SCR 脫硝反應(yīng)器6中進(jìn)行，避免在煙氣管道上另設(shè)換熱器，從而防止熱量的流失。
[0039] 250° C汽化氣在氨水蒸發(fā)器4中將質(zhì)量百分濃度20-30%氨水溶液原料氣化為體積 百分濃度5%氨和空氣的混合氣體?；旌蠚怏w經(jīng)過(guò)氨噴射格柵5得到用于SCR脫硝的氨還 原劑。
[0040] 本實(shí)用新型采用計(jì)量泵定量噴射氨水，可以更精確的固定氨氮比(通常約為1)，因 為氨氮比大于1會(huì)導(dǎo)致氨的逃逸，造成氨氣污染，如果小于1就會(huì)是脫硝(氮）效率降低。
[0041] 實(shí)施例：
[0042] -、實(shí)例介紹
[0043] 項(xiàng)目SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)脫硝效率為70%，SCR反應(yīng)溫度為410°C，使用板式催化劑。使 用25%氨水作為SCR反應(yīng)的還原劑，每臺(tái)鍋爐BMCR工況運(yùn)行時(shí)的氨水消耗量為120kg/h。 每臺(tái)機(jī)組設(shè)置氨水蒸發(fā)器1臺(tái)；蒸汽加熱器1臺(tái)；氣氣換熱器1臺(tái)（重量約5T)。項(xiàng)目鍋爐 主要技術(shù)參數(shù)和脫硝性能要求如下表1所示。
[0044] 表1鍋爐主要技術(shù)參數(shù)和脫硝性能要求
[0045]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，其特征在于：包括稀釋風(fēng)機(jī)、加熱 器、氣氣換熱器、氨水蒸發(fā)器和氨噴射格柵，稀釋風(fēng)機(jī)安裝在加熱器的底部進(jìn)風(fēng)管上，加熱 器的頂部出風(fēng)管接至氣氣換熱器的入氣管上，氣氣換熱器的管束布置于脫硝反應(yīng)器內(nèi)，氣 氣換熱器的出氣管再接至氨水蒸發(fā)器的底部，氨水蒸發(fā)器的側(cè)邊接有氨水管，氨水蒸發(fā)器 的頂部通過(guò)管道接至氨噴射格柵的側(cè)邊入口，氨噴射格柵的底部出口接至脫硝反應(yīng)器的頂 部，氨噴射格柵的頂部出口接至鍋爐煙氣排放管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，其特征在于： 所述氨水蒸發(fā)器中氨水氣化池設(shè)計(jì)為豎孔式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，其特征在于： 所述氨水蒸發(fā)器側(cè)邊的氨水管接至單獨(dú)的氨水存儲(chǔ)罐，氨水管上安裝精準(zhǔn)計(jì)量泵。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于SCR脫硝的氨水制氨還原劑供應(yīng)裝置，包括稀釋風(fēng)機(jī)、加熱器、氣氣換熱器、氨水蒸發(fā)器和氨噴射格柵，稀釋風(fēng)機(jī)安裝在加熱器的底部進(jìn)風(fēng)管上，加熱器的頂部出風(fēng)管接至氣氣換熱器的入氣管上，氣氣換熱器的管束布置于脫硝反應(yīng)器內(nèi)，氣氣換熱器的出氣管再接至氨水蒸發(fā)器的底部，氨水蒸發(fā)器的側(cè)邊接有氨水管，氨水蒸發(fā)器的頂部通過(guò)管道接至氨噴射格柵的側(cè)邊入口，氨噴射格柵的底部出口接至脫硝反應(yīng)器的頂部，氨噴射格柵的頂部出口接至鍋爐煙氣排放管。本實(shí)用新型除了能耗低，還具有工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便和使用安全等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B01D53-56, B01D53-90
【公開(kāi)號(hào)】CN204447761
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520024122
【發(fā)明人】王洪明, 吳新謙, 吳曉東, 壽鐵邦
【申請(qǐng)人】福建紫荊環(huán)境工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日