CN101928014B - 一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统，工艺流程为：尿素溶液通过尿素溶液供给系统进入到分解室；尿素溶液在分解室内被加热分解成氨气；在分解室内用于加热尿素溶液的热源是利用锅炉炉内热量被加热的空气。本发明利用锅炉炉内热量作为热源，不使用传统的柴油和天然气燃料，节约了能源，大幅度降低了运行成本，提高了系统的经济性，相比于采用柴油和天然气等燃料作为热源的工艺，本发明中的工艺运行更加安全、可靠。

Description

一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统
技术领域
本发明属于烟气脱硝领域，具体涉及一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统。
背景技术
随着氮氧化物(NOx)排放污染的日趋严重，控制氮氧化物的途径已成为当前社会关注的热点环境问题。
在常用的脱除NOx的方法中，选择性催化还原法(SCR)因具有脱除NOx效率高，还原剂用量少的优点而得到了广泛的应用。选择性催化还原法是指利用还原剂在催化剂的作用下有选择性地与烟气中的NOx发生化学反应，生成无害的氮气和水。所用的还原剂通常是氨(NH3)，但由于液氨在运输和储存过程中存在安全隐患，在实际工艺中难以直接使用氨，越来越多的电厂开始倾向于尿素热解制氨工艺。
现有技术中，中国专利文献CN100588613C公开了一种热解法尿素制氨工艺，包括尿素颗粒储存及溶解系统、尿素溶液储存系统、尿素热解系统和废液处置系统，该系统在常压下运行，响应时间快，可采用气体燃料或柴油等进行加热。
2009年08期的《热力发电》中发表的文献《尿素热解制氨技术在SCR脱硝中的应用》公开了一种尿素热解制氨工艺在实际工程中的应用，该工艺中尿素溶液在计量和分配装置的控制下，根据实际需要定量喷入热解室，热解室利用天然气或柴油燃烧后的烟气加热，分解产物NH3在与稀释空气进行混合后进入SCR系统，这一工艺已在华能北京热电厂成功应用。
上述工艺的一个共同缺点是采用天然气或柴油作为热源，运行费用高。华能北京热电厂的尿素制氨系统在实际运行中，每年仅热源一项，成本就达到1622万元。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用锅炉炉内热量作为热源的尿素制氨工艺，整个工艺安全、简洁，大幅度降低了运行成本，具有更高的经济性。
本发明的技术方案如下：
一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺，包括以下步骤：
尿素溶液通过尿素溶液供给系统进入到分解室；
尿素溶液在分解室内被加热分解成氨气；
在分解室内用于加热尿素溶液的热源是利用锅炉炉内热量被加热的空气。
外部空气被加压后通过管道输入到锅炉竖井烟道中，所述烟道中的烟气对所述管道中的空气进行加热，加热后的空气通过热风管道被送入所述分解室作为热源使用。
在所述热风管道上设有用于调节所述热风管道中的空气的温度的冷风调温系统。
所述冷风调温系统包括冷风机和冷风调节阀。
从所述锅炉竖井烟道中引出的被加热的空气的温度为300～700℃。
一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺所用的系统，包括：
尿素溶液供给系统；
热源系统；
分别与所述尿素溶液供给系统和热源系统连接的分解室；
所述热源系统利用锅炉炉内热量对外部空气进行加热并将被加热的空气输入所述分解室作为加热尿素溶液的热源使用。
所述热源系统包括位于锅炉外部的热风风机，与所述热风风机连接的位于锅炉竖井烟道内的空气加热器，连接所述空气加热器和所述分解室的用于输送加热后的空气的热风管道。
在所述热风管道上设有用于调节所述热风管道中的空气的温度的冷风调温系统。
所述冷风调温系统为冷风机和冷风调节阀。
所述空气加热器为管式空气加热器。
本发明的优点在于：1)利用锅炉炉内的热量加热空气，不使用传统的柴油和天然气等作为热源，节约了能源，同时大幅度降低了运行成本，提高了系统的经济性。2)相比于现有技术中采用柴油和天然气等燃料作为热源的工艺，本发明中的工艺运行更加安全、可靠。3)采用了冷风调温系统，对进入分解室的热空气温度进行控制，保证分解室中的温度条件稳定。4)连接尿素溶液供给系统和分解室的管道上设有阀门，可调节尿素溶液的给料量与氨气需要量相匹配。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所述的用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺的系统图。
图中附图标记表示为：1-热风风机；2-管式空气加热器；3-冷风机；4-冷风调节阀；5-热风管道；6-储存罐；7-上料管；8-搅拌器；9-加热器；10-排污管道；11-排污阀门；12-给料泵；13-出口阀门；14-分解室；15-喷嘴。
具体实施方式
图1所示是本发明的用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺所用的系统的示意图，包括：尿素溶液供给系统，热源系统以及分别与所述尿素溶液供给系统和热源系统通过管道连接的分解室14。
其中，所述尿素溶液供给系统包括储存罐6，从所述储存罐6顶部插入所述储存罐6中的上料管7，设置在所述储存罐6内部的搅拌器8和加热器9，设于所述储存罐6底部的排污管道10和与所述排污管道10连接的排污阀门11，以及设置在用于连接所述储存罐6和所述分解室14的管道上的给料泵12和出口阀门13。
所述分解室14顶部设有喷嘴15。
所述热源系统包括设在锅炉外部的热风风机1，与所述热风风机1连接的位于锅炉上方区域竖井烟道内的管式空气加热器2，连接所述管式空气加热器2和所述分解室14的用于输送加热后的空气的热风管道5，在所述热风管道的旁路上设置有冷风机3和冷风调节阀4，所述冷风机3和冷风调节阀4用于调节进入分解室14的空气的温度。
上述尿素制氨系统的工艺流程为：
尿素溶液通过上料管7进入储存罐6，所述搅拌器8对尿素溶液进行搅拌，所述加热器9为电加热器，使储存罐6中的尿素溶液保持在35℃左右，所述尿素溶液在所述给料泵12的作用下通过管道送入所述分解室14，尿素溶液的给料量通过出口阀门13进行调节，由氨的需要量决定，所述排污管道10上设置的排污阀门11与排污系统相连，用于清理尿素溶液储存罐6。
外部空气经所述热风风机1加压至5～20Kpa后进入位于所述锅炉上方区域竖井烟道内的所述管式空气加热器2，通过烟道中的烟气与所述管式空气加热器2内的空气换热，使得从所述锅炉上方区域竖井烟道中引出的被加热的空气的温度为300～700℃，所述被加热的空气通过混合冷风机3的冷风，并通过冷风调节阀4实现对空气温度的调节，然后所述空气进入所述分解室14作为热源使用。
所述尿素溶液通过空气雾化后，经所述喷嘴15喷入所述分解室14，所述尿素溶液经与来自热风管道5的热风接触，加热分解成氨气。所述氨气通过所述分解室14的氨气出口与用氨气处连接。所述分解室14压力为常压，温度维持在400℃左右。
以上所述，仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺，包括以下步骤：
尿素溶液通过尿素溶液供给系统进入到分解室；
尿素溶液在分解室内被加热分解成氨气；
在分解室内用于加热尿素溶液的热源是利用锅炉炉内热量被加热的空气，外部空气被加压后通过管道输入到锅炉竖井烟道中，所述烟道中的烟气对所述管道中的空气进行加热，加热后的空气通过热风管道被送入所述分解室作为热源使用，从所述锅炉竖井烟道中引出的被加热的空气的温度为300～700℃；
在所述热风管道上设有用于调节所述热风管道中的空气的温度的冷风调温系统，所述冷风调温系统包括冷风机和冷风调节阀。
2.一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺所用的系统，包括：
尿素溶液供给系统；
热源系统；
分别与所述尿素溶液供给系统和热源系统连接的分解室；
所述热源系统包括位于锅炉外部的热风风机，与所述热风风机连接的位于锅炉竖井烟道内的空气加热器，连接所述空气加热器和所述分解室的用于输送加热后的空气的热风管道；
在所述热风管道上还设有用于调节所述热风管道中的空气的温度的冷风调温系统，所述冷风调温系统为冷风机和冷风调节阀；
其特征在于：所述热源系统利用锅炉炉内热量对外部空气进行加热并将被加热的空气输入所述分解室作为加热尿素溶液的热源使用。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述空气加热器为管式空气加热器。
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