基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，包括常溫增壓風機、尿素溶液儲罐、計量分配裝置、熱解爐和燃機余熱鍋爐，所述燃機余熱鍋爐內依次設有噴氨格柵、催化劑反應器和凈煙氣測量格柵，所述尿素溶液儲罐通過計量分配裝置連接至熱解爐，熱解爐的出口端與噴氨格柵相連通，所述燃機余熱鍋爐的高溫煙氣區域內安裝有空氣加熱裝置，空氣加熱裝置的入口端與常溫增壓風機的出口端連通，空氣加熱裝置的出口端與熱解爐的入口端連通，常溫增壓風機的入口端連通有常溫空氣儲罐。具有以下優點：增壓風機和熱解爐工作可靠性高，常溫增壓風機的造價比高溫增壓風機低，可降低整個工程的預算。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于鍋爐煙氣脫硝領域，特別是一種基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統。
技術介紹
為達到日趨嚴格的發電廠煙氣氮氧化物排放標準，多種脫硝技術應運而生，其中選擇性催化還原法(SCR，Selected Catalytic Reduct1n)因為脫硝效果好、技術成熟而被發電廠廣泛采用。SCR脫硝用還原劑主要有液氨、氨水和尿素。但是液氨屬于危險化學品，運輸和儲存不便，電廠用液氨時在審批、工期、占地等諸多方面受到越來越多的制約；與液氨類似，氨水在運輸和儲存方面存在安全問題，同時運行成本居高不下，其應用也受到限制；尿素具有與液氨相同的脫硝性能，是綠色肥料，完全沒有危險和法規限制，可以方便的被運輸、儲存和使用。因此越來越多發電廠選用尿素作為SCR脫硝用還原劑。尿素制氨工藝主要有熱解工藝和水解工藝。由于高壓、堵塞、腐蝕及系統復雜等問題長期得不到徹底解決，水解工藝方法很難被電廠所接受，正在逐漸退出市場。與此相比，熱解工藝系統簡單、投資成本低、運行穩定、維護量小，因此發展迅速，工程應用不斷擴大。熱解工藝需要熱源對熱解爐加熱，使熱解爐的溫度達到尿素熱解所需要的溫度。對熱解爐加熱通常采用燃燒加熱或電加熱兩種方法，將空氣加熱到一定的溫度后送入熱解爐，缺點是需要專門的加熱裝置并消耗能源，成本較高。為了節約能源，工程技術人員開發了利用煙氣余熱進行尿素熱解的工藝，將鍋爐煙道一定區域滿足尿素熱解溫度要求的煙氣引出后進入熱解爐，利用煙氣的溫度使尿素熱解。具體到燃機余熱鍋爐電站，尿素熱解系統從余熱鍋爐入口將約600°C高溫煙氣引出，通過高溫增壓風機增壓后(出口壓力約6~8KPa)輸送至尿素熱解爐。由于熱解爐的加熱介質為高溫煙氣，通常會帶來以下問題:I)高溫增壓風機軸承溫度高。高溫增壓風機軸端密封不佳，高溫煙氣易泄漏，導致軸承溫度高；2)高溫增壓風機軸承振動大。高溫增壓風機長期處于500°C以上高溫環境中，極易發生轉子及葉輪變形、轉子與葉輪配合尺寸變大、動靜部件碰摩、轉子膨脹受阻等問題，致使軸承振動大；3)高溫增壓風機軸承進水。高溫風機水冷室甩水，導致軸承進水；4)如果引入的煙氣中飛灰較多，增壓風機和熱解爐容易發生積灰和堵塞，影響增壓風機和熱解爐的穩定運行。以上問題影響了高溫增壓風機和熱解爐的安全穩定運行，進而影響了 SCR脫硝系統的長期穩定運行，不利于電廠排放控制，亟需改進。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，提供的一種基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，解決因直接使用燃機余熱鍋爐高溫煙氣加熱尿素熱解爐帶來的高溫增壓風機軸承溫度高、軸承振動大、軸承進水和熱解爐積灰堵塞等問題。為解決上述技術問題，本技術提供的基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，它包括常溫增壓風機、尿素溶液儲罐、計量分配裝置、熱解爐和燃機余熱鍋爐，所述燃機余熱鍋爐內依次設有噴氨格柵、催化劑反應器和凈煙氣測量格柵，所述尿素溶液儲罐通過計量分配裝置連接至熱解爐，熱解爐的出口端與噴氨格柵相連通，所述燃機余熱鍋爐的高溫煙氣區域內安裝有空氣加熱裝置，空氣加熱裝置的入口端與常溫增壓風機的出口端連通，空氣加熱裝置的出口端與熱解爐的入口端連通，常溫增壓風機的入口端連通有常溫空氣儲罐。常溫空氣經過常溫增壓風機增壓后進入空氣加熱裝置，在空氣加熱裝置中與燃機余熱鍋爐內的高溫煙氣換熱后升溫至約550°c，然后直接進入熱解爐中，在熱解爐中對由噴槍噴入的尿素溶液進行熱解，熱解生成的氨氣混合氣送往安裝于燃機余熱鍋爐內的噴氨格柵噴入煙道，在催化劑反應器中與煙氣發生脫硝反應，還原煙氣中的氮氧化物。作為優選，所述空氣加熱裝置為管式結構或板式結構。作為優選，所述計量分配裝置的出口端設有噴槍，噴槍設在熱解爐內。采用以上結構后，本技術的基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統與現有技術相比，具有以下優點:I)增壓風機工作可靠性高。由于進入常溫增壓風機的工質是干凈的常溫空氣，風機的工作環境較好，不存在因高溫和煙氣含塵引起的軸承溫度高、振動大、軸端密封差、粉塵堵塞和腐蝕等問題，減少維修工作量。2)常溫增壓風機的造價比高溫增壓風機低，可降低整個工程的預算。3)熱解爐工作可靠性高。與直接利用熱煙氣熱解尿素溶液相比，熱解用的高溫空氣較潔凈，不會發生積灰和堵塞。【附圖說明】圖1為本技術結構示意圖。其中:1、常溫增壓風機，2、計量分配裝置，3、噴槍，4、熱解爐，5、凈煙氣測量格柵，6、催化劑反應器，7、噴氨格柵，8、燃機余熱鍋爐，9、空氣加熱裝置，10、尿素溶液儲罐，11、常溫空氣儲罐。【具體實施方式】下面通過實施例結合附圖對本技術作進一步的描述。如圖1示，本實施例提供的基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，它包括常溫增壓風機1、尿素溶液儲罐10、計量分配裝置2、熱解爐4和燃機余熱鍋爐8，所述燃機余熱鍋爐8內依次設有噴氨格柵7、催化劑反應器6和凈煙氣測量格柵5，所述尿素溶液儲罐10通過計量分配裝置2連接至熱解爐4，熱解爐4的出口端與噴氨格柵7相連通，所述燃機余熱鍋爐8的高溫煙氣區域內安裝有空氣加熱裝置9，空氣加熱裝置9的入口端與常溫增壓風機I的出口端連通，空氣加熱裝置9的出口端與熱解爐4的入口端連通，常溫增壓風機I的入口端連通有常溫空氣儲罐11。所述空氣加熱裝置9為管式結構或板式結構。所述計量分配裝置2的出口端設有噴槍3，噴槍3設在熱解爐4內。整個系統的工作過程為:常溫空氣經過常溫增壓風機I增壓后進入空氣加熱裝置9，在空氣加熱裝置9中與燃機余熱鍋爐8高溫煙氣換熱后升溫至約550°C，然后進入熱解爐4中，在熱解爐4中對由噴槍3噴入的尿素溶液進行熱解，熱解生成的氨氣混合氣送往安裝于燃機余熱鍋爐8內的噴氨格柵7噴入煙道，在催化劑反應器6中與煙氣發生脫硝反應，還原煙氣中的氮氧化物。由于采用潔凈常溫空氣先增壓再進入燃機余熱鍋爐換熱，增壓風機的工作介質為潔凈的常溫空氣，不存在現有技術中因為工質為高溫含塵煙氣帶來的高溫增壓風機軸承溫度高、振動大、積灰堵塞等問題；同時，潔凈常溫空氣增壓后進入空氣加熱裝置與燃機余熱鍋爐內的高溫煙氣換熱后升溫至滿足尿素溶液熱解的溫度，然后送入熱解爐對尿素溶液進行熱解，不存在現有技術直接用含塵煙氣熱解尿素溶液帶來的積灰和堵塞問題。【主權項】1.一種基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，它包括常溫增壓風機、尿素溶液儲罐、計量分配裝置、熱解爐和燃機余熱鍋爐，所述燃機余熱鍋爐內依次設有噴氨格柵、催化劑反應器和凈煙氣測量格柵，所述尿素溶液儲罐通過計量分配裝置連接至熱解爐，熱解爐的出口端與噴氨格柵相連通，其特征在于:所述燃機余熱鍋爐的高溫煙氣區域內安裝有空氣加熱裝置，空氣加熱裝置的入口端與常溫增壓風機的出口端連通，空氣加熱裝置的出口端與熱解爐的入口端連通，常溫增壓風機的入口端連通有常溫空氣儲罐。2.根據權利要求1所述的基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，其特征在于:所述空氣加熱裝置為管式結構或板式結構。3.根據權利要求1所述的基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，其特征在于:所述計量分配裝置的出口端設有噴槍，噴槍設在熱解爐內。【專利摘要】本技術公開了一種基于燃機余熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于燃機余熱鍋爐的尿素熱解制氨用高溫空氣加熱系統，它包括常溫增壓風機、尿素溶液儲罐、計量分配裝置、熱解爐和燃機余熱鍋爐，所述燃機余熱鍋爐內依次設有噴氨格柵、催化劑反應器和凈煙氣測量格柵，所述尿素溶液儲罐通過計量分配裝置連接至熱解爐，熱解爐的出口端與噴氨格柵相連通，其特征在于：所述燃機余熱鍋爐的高溫煙氣區域內安裝有空氣加熱裝置，空氣加熱裝置的入口端與常溫增壓風機的出口端連通，空氣加熱裝置的出口端與熱解爐的入口端連通，常溫增壓風機的入口端連通有常溫空氣儲罐。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡琳璘，周勇，夏超，康新霞，
申請(專利權)人：杭州鍋爐集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33