一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿膕cr脫硝方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法及其裝置，屬于鍋爐脫硝領(lǐng)域，脫硝方法利用該區(qū)域鍋爐煙氣加熱尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液并使其分解為含NH3的混合氣體，NH3作為其下游SCR煙氣脫硝化學(xué)反應(yīng)的還原劑；裝置包括尿素?zé)峤夤苁?，所述尿素?zé)峤夤苁肟诮?jīng)尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔芎湍蛩責(zé)峤饪諝夤┙o管連通空氣預(yù)熱器一次風(fēng)或二次風(fēng)，所述尿素?zé)峤夤苁隹诮?jīng)尿素?zé)峤猱a(chǎn)物匯聚管和尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管連通至SCR脫硝反應(yīng)裝置或其上游，所述尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔苓€設(shè)有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。本發(fā)明能大幅降低SCR脫硝還原劑尿素?zé)峤夤に囃顿Y成本、降低尿素?zé)峤膺\(yùn)行能耗和節(jié)省運(yùn)行成本。
【專利說明】—種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐脫硝領(lǐng)域，尤其涉及鍋爐SCR脫硝。

【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原煙氣脫硝工藝(Selective Catalytic Reduct1n of NOx,簡(jiǎn)稱SCR脫硝工藝)還原劑主要有液氨、氨水、尿素三種。液氨由于工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行成本較低，在SCR脫硝工藝中應(yīng)用較廣，但是液氨屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，其運(yùn)輸和儲(chǔ)存要求苛刻，且獲準(zhǔn)審批也越來越多地受到法規(guī)的限制，極為不便；同樣，氨水也因?yàn)槠溥\(yùn)輸、儲(chǔ)存問題以及投資運(yùn)行成本居高而受到應(yīng)用的局限；作為安全性要求相對(duì)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(guī)限制，可以方便地被運(yùn)輸、儲(chǔ)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于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資成本低、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)量小，亦越來越多地被電廠采用。目前尿素?zé)峤鉄嵩粗饕遣捎缅仩t熱的一次風(fēng)同時(shí)配置電加熱器或燃?xì)饧訜崞?，如?duì)于600MW等級(jí)機(jī)組煙氣脫硝裝置，采用電加熱的尿素?zé)峤夤に嚨哪芎臑?500kW/h-1800kW/h，尿素?zé)峤饽芎拇?、運(yùn)行成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提出一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法及其裝置，降低SCR脫硝還原劑尿素?zé)峤夤に囃顿Y成本、降低尿素?zé)峤膺\(yùn)行能耗和節(jié)省運(yùn)行成本。
[0005]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，包括設(shè)置通過鍋爐內(nèi)能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區(qū)域的尿素?zé)峤夤苁?，利用該區(qū)域鍋爐煙氣加熱尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液并使其分解為含NH3的混合氣體，NH3作為其下游SCR煙氣脫硝化學(xué)反應(yīng)的還原齊IJ;所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液呈霧化狀，且由通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)作為其內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)壓頭和尿素?zé)峤猱a(chǎn)物NH3的稀釋空氣。
[0007]上述方案中，首先尿素溶液以霧化狀態(tài)在尿素?zé)峤夤苁辛鲃?dòng)，一方面更有利于壓力風(fēng)能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生足夠的流動(dòng)壓頭，另一方面又更有利于被煙氣快速加熱、充分地?zé)峤?，降低?duì)鍋爐系統(tǒng)的影響，同時(shí)又提高熱解效率，一舉兩得；同時(shí)壓力風(fēng)既作為前述流動(dòng)介質(zhì)的流動(dòng)壓頭，又作為脫硝所需還原劑NH3的稀釋空氣，又是一舉兩得；然后利用鍋爐本身的高溫?zé)煔饧訜釤峤饽蛩責(zé)峤夤苁械哪蛩厝芤?，既?shí)現(xiàn)了尿素的熱解，同時(shí)又利用了鍋爐系統(tǒng)的余熱，又不會(huì)對(duì)鍋爐系統(tǒng)造成影響，此為又一一舉兩得；整個(gè)系統(tǒng)除霧化裝置外，都可以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?zé)峤夤に囃顿Y成本、降低尿素?zé)峤膺\(yùn)行能耗和節(jié)省運(yùn)行成本。
[0008]作為選擇，所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t400?800°C的煙氣區(qū)域。
[0009]作為選擇，所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液被鍋爐煙氣加熱到350-650°C。
[0010]上述方案中，合適的溫度區(qū)域，既能保證尿素溶液充分的熱解，又能盡可能降低對(duì)系統(tǒng)鍋爐效率的影響。此布置方式對(duì)鍋爐的影響小或基本可忽略，如600MW等級(jí)的SCR煙氣脫硝裝置，尿素?zé)峤夤苁牟贾脤?duì)區(qū)域的煙氣溫降不超過1_3°C。
[0011]作為選擇，所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液被鍋爐煙氣加熱分解為含NH3濃度體積百分?jǐn)?shù)5%以下的混合氣體。
[0012]作為選擇，所述通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)為10±2kPa壓力的冷風(fēng)或熱風(fēng)。
[0013]作為選擇，所述通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)接引自空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)或二次風(fēng)或由風(fēng)機(jī)提供。
[0014]上述方案中，引自空氣預(yù)熱器的10±2kPa壓力風(fēng)，既滿足流動(dòng)壓頭需要和將尿素分解產(chǎn)物稀釋為含NH3濃度體積百分?jǐn)?shù)5%以下的混合氣體的稀釋要求，同時(shí)又盡可能降低對(duì)鍋爐系統(tǒng)影響。該方案中，引用風(fēng)量占總風(fēng)量?jī)H僅只需0.5-5%。所述冷風(fēng)是指未經(jīng)額外加熱的常溫風(fēng)，而熱風(fēng)則是指與冷風(fēng)相對(duì)的，常溫風(fēng)經(jīng)額外加熱后的風(fēng)。
[0015]一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝裝置，包括通過鍋爐內(nèi)能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區(qū)域的尿素?zé)峤夤苁?，所述尿素?zé)峤夤苁肟诮?jīng)尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔芎湍蛩責(zé)峤饪諝夤┙o管連通空氣預(yù)熱器一次風(fēng)或二次風(fēng)，所述尿素?zé)峤夤苁隹诮?jīng)尿素?zé)峤猱a(chǎn)物匯聚管和尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管連通至SCR脫硝反應(yīng)裝置或其上游，所述尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔苓€設(shè)有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。
[0016]上述方案中，整個(gè)系統(tǒng)除霧化裝置外，都可以利用鍋爐原本的資料，能夠最大限度地降低SCR脫硝還原劑尿素?zé)峤夤に囃顿Y成本、降低尿素?zé)峤膺\(yùn)行能耗和節(jié)省運(yùn)行成本。
[0017]作為選擇，所述尿素?zé)峤饪諝夤┙o管設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)閥，或者所述尿素溶液供給裝置的尿素溶液管線上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，所述尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管設(shè)置有氨濃度檢測(cè)儀，其信號(hào)反饋到所述空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣流量，或者反饋到所述流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)尿素溶液流量。
[0018]上述方案中，可以根據(jù)熱解情況自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣流量，確保尿素?zé)峤猱a(chǎn)物NH3體積百分?jǐn)?shù)低于5%。
[0019]作為選擇，所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t400?800°C的煙氣區(qū)域。
[0020]作為進(jìn)一步選擇，所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t低溫過熱器或低溫再熱器區(qū)域。
[0021]前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案:如本發(fā)明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]1、簡(jiǎn)化了尿素?zé)峤夤に囅到y(tǒng)、降低投資成本；
[0024]2、可大幅降低SCR脫硝還原劑尿素?zé)峤夤に嚨哪芎暮蛷S用電，節(jié)省運(yùn)行成本；
[0025]3、此布置方式對(duì)鍋爐的影響小或基本可忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0028]參考圖1所示，尿素?zé)峤夤苁?3布置在鍋爐內(nèi)部能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區(qū)域，如鍋爐400?800°C區(qū)域，具體可以是省煤器13上游煙氣區(qū)域12，合適的布置區(qū)域?yàn)榈蜏剡^熱器或低溫再熱器區(qū)域。
[0029]尿素?zé)峤饪諝夤┙o管21接引空氣預(yù)熱器3的一次風(fēng)31 (壓力10±2kPa)，經(jīng)過尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔?2進(jìn)入尿素?zé)峤夤苁?3。引接的一次風(fēng)可以是熱的一次風(fēng)或冷的一次風(fēng)，也可單獨(dú)配置風(fēng)機(jī)提供空氣。
[0030]由尿素溶液供給裝置供給的質(zhì)量濃度50%左右的尿素溶液4經(jīng)霧化裝置以霧化方式噴入尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔?2，隨空氣一起進(jìn)入尿素?zé)峤夤苁?3。
[0031]尿素?zé)峤夤苁?3內(nèi)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?jǐn)?shù)5%以下的混合氣體，含NH3的尿素?zé)峤猱a(chǎn)物混合氣體流出到尿素?zé)峤猱a(chǎn)物匯聚管25，再通過尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管26進(jìn)入下游的SCR脫硝反應(yīng)裝置5與煙氣中的NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到脫除NOx目的。
[0032]為控制尿素?zé)峤猱a(chǎn)物NH3體積百分?jǐn)?shù)低于5%，可在引一次風(fēng)的尿素?zé)峤饪諝夤┙o管21上設(shè)置空氣調(diào)節(jié)閥211調(diào)節(jié)空氣流量或在尿素溶液供給裝置的尿素溶液4管線上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥；可在尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管26上設(shè)置氨濃度檢測(cè)儀，其信號(hào)反饋到空氣調(diào)節(jié)閥211調(diào)節(jié)空氣流量，或者反饋到流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)尿素溶液流量。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:包括設(shè)置通過鍋爐內(nèi)能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區(qū)域的尿素?zé)峤夤苁?，利用該區(qū)域鍋爐煙氣加熱尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液并使其分解為含NH3的混合氣體，NH3作為其下游SCR煙氣脫硝化學(xué)反應(yīng)的還原劑；所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液呈霧化狀，且由通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)作為其內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)壓頭和尿素?zé)峤猱a(chǎn)物NH3的稀釋空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t400?800°C的煙氣區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液被鍋爐煙氣加熱到350-650°C。
4.如權(quán)利要求1所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:所述尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的尿素溶液被鍋爐煙氣加熱分解為含NH3濃度體積百分?jǐn)?shù)5%以下的混合氣體。
5.如權(quán)利要求1所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:所述通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)為10±2kPa壓力的冷風(fēng)或熱風(fēng)。
6.如權(quán)利要求1所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝方法，其特征在于:所述通入尿素?zé)峤夤苁鴥?nèi)的壓力風(fēng)接引自空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)或二次風(fēng)或由風(fēng)機(jī)提供。
7.一種鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝裝置，其特征在于:包括通過鍋爐內(nèi)能使尿素溶液熱解為含NH3的混合氣體的區(qū)域的尿素?zé)峤夤苁瞿蛩責(zé)峤夤苁肟诮?jīng)尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔芎湍蛩責(zé)峤饪諝夤┙o管連通空氣預(yù)熱器一次風(fēng)或二次風(fēng)，所述尿素?zé)峤夤苁隹诮?jīng)尿素?zé)峤猱a(chǎn)物匯聚管和尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管連通至SCR脫硝反應(yīng)裝置或其上游，所述尿素?zé)峤夤苁肟诜峙涔苓€設(shè)有霧化裝置，所述霧化裝置與尿素溶液供給裝置連通。
8.如權(quán)利要求7所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝裝置，其特征在于:所述尿素?zé)峤饪諝夤┙o管設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)閥，或者所述尿素溶液供給裝置的尿素溶液管線上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，所述尿素?zé)峤猱a(chǎn)物供給管設(shè)置有氨濃度檢測(cè)儀，其信號(hào)反饋到所述空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣流量，或者反饋到所述流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)尿素溶液流量。
9.如權(quán)利要求7所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝裝置，其特征在于:所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t400?800°C的煙氣區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的鍋爐內(nèi)置尿素?zé)峤夤艿腟CR脫硝裝置，其特征在于:所述尿素?zé)峤夤苁贾迷阱仩t低溫過熱器或低溫再熱器區(qū)域。
【文檔編號(hào)】F23J7/00GK104226109SQ201410439285
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】楊志忠, 葉茂, 何維, 潘紹成 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司