CN104764035A - 一种适用于循环流化床锅炉的液氨法sncr脱硝系统 - Google Patents

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高洪培
王海涛
刘彬
韩应
张继瑞
刘元
陈秀峰
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Abstract

一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，包括：用于提供脱硝还原剂的液氨输送系统，接液氨输送系统出口用于制备气氨的气氨制备系统，接气氨制备系统出口用于将气氨稀释的稀释系统，接稀释系统出口将稀释过的气氨送入烟道的喷射系统；本发明通过直接利用气氨来达到脱除烟气中氮氧化物的目的，具有系统稳定、高效、运行成本低、控制简单、自动化程度高的特点，可广泛用于电力、能源化工等行业循环流化床锅炉烟气中的氮氧化物脱除。

Description

一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统。
背景技术
目前，国家提出在“十二五”期间要控制NOX排放。根据火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)要求，新建火电机组2012年1月1日起NOX排放低于100mg/m3(6％O2)；现役W火焰炉、循环流化床(CFB)机组NOX排放低于200mg/m3(6％O2)，重点地区也执行新建机组要求。因此，大量的脱硝技术应运而生。
选择性非催化还原法(SNCR)是一种比较成熟的烟气脱硝工艺。目前，环保公司均使用尿素或氨水作为还原剂直接喷入850℃～1150℃的烟气中，与烟气中NOX发生还原反应，达到减少NOX的排放的目的。尿素法脱硝工艺需要耗费大量的人力来制备尿素溶液，且对设备的材质要求较高、易结晶、控制较为复杂；氨水法脱硝工艺一般通过采购20％左右的氨水，氨水中80％的水不参与还原反应。因此，在运输过程中浪费大量的资源来运输无用的水，浪费非常严重。本发明基于氨与氮氧化物反应的基本原理，研制出一种直接利用氨的脱硝装置，具有系统运行成本低、控制简单、脱硝效率高的优点。
发明内容
为了克服尿素法/氨水法脱硝技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，本发明通过直接利用气氨来达到脱除烟气中氮氧化物的目的；具有系统稳定、高效、运行成本低、控制简单、自动化程度高的特点，可广泛用于电力、能源化工等行业循环流化床锅炉烟气中的氮氧化物脱除。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，包括：
用于提供脱硝还原剂的液氨输送系统1，
接液氨输送系统1出口用于制备气氨的气氨制备系统2，
接气氨制备系统2出口用于将气氨稀释的稀释系统3，
接稀释系统3出口将稀释过的气氨送入烟道的喷射系统4；
所述液氨输送系统1包括液氨储罐5，设置在液氨储罐5液氨出口管道上液氨输送泵6，液氨输送泵6的两端间连接有液氨输送泵旁路阀7；
所述气氨制备系统2包括与液氨输送系统1的液氨输送泵6连接的液氨蒸发器11，连接在液氨蒸发器11蒸汽入口端的蒸汽输送管线9，蒸汽输送管线9上设置有蒸汽切断阀10，连接在液氨蒸发器11液相端的蒸汽疏水阀13，连接在液氨蒸发器11气相端的气氨缓冲罐15，在气氨缓冲罐15与液氨蒸发器11连接的管路上设置有气氨压力控制阀14，在液氨蒸发器11上还设置有安全阀12，在液氨蒸发器11与液氨输送泵6连接的管路上设置有液氨切断阀8；
所述稀释系统3包括与气氨缓冲罐15出口连接的氨/空气混合器18，连接在氨/空气混合器18的空气端的稀释风机16，在稀释风机16与氨/空气混合器18连接的管路上设置有稀释风调节阀17；
所述喷射系统4包括并联连接在稀释系统3的氨/空气混合器18出口端的多个气氨调节阀19以及每个气氨调节阀19连接的安装于循环流化床锅炉内的气氨喷枪20。
所述液氨输送泵旁路阀7在液氨储罐压力足够高时使用，此时液氨输送泵6关闭。
进一步地，所述气氨喷枪20包括与气氨调节阀19连接的金属软管25，与金属软管25连接的喷枪本体27，安装在喷枪本体27上保护喷枪的保护套管26以及气氨喷头28。
进一步地，所述气氨喷枪20安装于循环流化床锅炉炉膛22、水平烟道23或中心筒24上。
进一步地，所述气氨调节阀19接收来自烟气分析仪的信号能够进行自动调节气氨大小。
进一步地，所述气氨压力控制阀14能够根据设定压力自动调节气氨压力大小。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1)本发明系统化、自动化程度高，所有操作只需在控制室操作即可。气氨调节阀19接收来自烟气分析仪的信号经过控制系统的计算进行气氨的自动调节，在氮氧化物达到目标值后自动停止。
2)专有的气氨喷枪20设计，保证了喷枪工作的稳定性、可靠性、高效性。与现有尿素喷枪、氨水喷枪相比，不需要单独对喷枪进行水冷或者空气冷却，节约了能源。
3)炉膛22、水平烟道23、中心筒24喷射点位置的选取，使得SNCR脱硝技术应用于现有循环流化床锅炉(CFB)的改造具有了更高的可操作性，改动小、投资少、脱硝效率高。喷枪垂直布置水平烟道上，该处烟道截面积小、流速高、便于混合；烟气在喷枪布置点之后马上进入旋风分离器，此处湍流剧烈，加剧了还原剂溶液与烟气的混合速度，使还原反应更快的发生，脱硝效率可达60％以上。
附图说明
图1为本发明的系统流程图。
图2为本发明的喷枪结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，包括：用于提供脱硝还原剂的液氨输送系统1，接液氨输送系统1出口用于制备气氨的气氨制备系统2，接气氨制备系统2出口用于将气氨稀释的稀释系统3，接稀释系统3出口将稀释过的气氨送入烟道的喷射系统4。
所述液氨输送系统1包括液氨储罐5，设置在液氨储罐5液氨出口管道上液氨输送泵6，液氨输送泵6的两端间连接有液氨输送泵旁路阀7；液氨输送泵6一般在冬天或者当液氨储罐内的液氨不够多，压力较低时使用；一般情况下，关闭液氨输送泵6，开启液氨输送泵旁路阀7即可满足使用需求。
所述气氨制备系统2包括与液氨输送系统1的液氨输送泵6连接的液氨蒸发器11，连接在液氨蒸发器11蒸汽入口端的蒸汽输送管线9，蒸汽输送管线9上设置有蒸汽切断阀10，连接在液氨蒸发器11液相端的蒸汽疏水阀13，连接在液氨蒸发器11气相端的气氨缓冲罐15，在气氨缓冲罐15与液氨蒸发器11连接的管路上设置有气氨压力控制阀14，在液氨蒸发器11上还设置有安全阀12，在液氨蒸发器11与液氨输送泵6连接的管路上设置有液氨切断阀8；蒸汽输送管线9向液氨蒸发器11提供蒸发液氨所需要的蒸汽，维持一定温度，当温度降低后从蒸汽疏水阀13排出。气氨压力控制阀14根据设定用户后续工艺设定压力后自动调节，使气氨缓冲罐15内的气氨压力维持在一定压力范围内波动。从气氨缓冲罐15出去的气氨进入气氨稀释系统3。
所述稀释系统3包括与气氨缓冲罐15出口连接的氨/空气混合器18，连接在氨/空气混合器18的空气端的稀释风机16，在稀释风机16与氨/空气混合器18连接的管路上设置有稀释风调节阀17；稀释风调节阀17根据设定稀释比例进行空气流量调节与气氨在氨/空气混合器18内进行混合，供气氨喷枪20使用。
所述喷射系统4接收来自气氨稀释系统的气氨，包括并联连接在稀释系统3的氨/空气混合器18出口端的多个气氨调节阀19以及每个气氨调节阀19连接的安装于循环流化床锅炉内的气氨喷枪20。气氨调节阀19接收来自烟气分析仪的信号进行气氨流量的自动调节。气氨喷枪20安装于循环流化床锅炉炉膛、水平烟道、中心筒等合适位置，将气氨均匀的喷入烟气中，与烟气中的氮氧化物反应，达到脱除氮氧化物的目的。
如图2所示，作为本发明的优选实施方式，所述气氨喷枪20包括与气氨调节阀19连接的金属软管25，与金属软管25连接的喷枪本体27，安装在喷枪本体27上保护喷枪的保护套管26以及气氨喷头28。
以上所述仅为本发明的一个具体实例而已，并非限制本发明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明信息的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：包括：
用于提供脱硝还原剂的液氨输送系统(1)，
接液氨输送系统(1)出口用于制备气氨的气氨制备系统(2)，
接气氨制备系统(2)出口用于将气氨稀释的稀释系统(3)，
接稀释系统(3)出口将稀释过的气氨送入烟道的喷射系统(4)；
所述液氨输送系统(1)包括液氨储罐(5)，设置在液氨储罐(5)液氨出口管道上液氨输送泵(6)，液氨输送泵(6)的两端间连接有液氨输送泵旁路阀(7)；
所述气氨制备系统(2)包括与液氨输送系统(1)的液氨输送泵(6)连接的液氨蒸发器(11)，连接在液氨蒸发器(11)蒸汽入口端的蒸汽输送管线(9)，蒸汽输送管线(9)上设置有蒸汽切断阀(10)，连接在液氨蒸发器(11)液相端的蒸汽疏水阀(13)，连接在液氨蒸发器(11)气相端的气氨缓冲罐(15)，在气氨缓冲罐(15)与液氨蒸发器(11)连接的管路上设置有气氨压力控制阀(14)，在液氨蒸发器(11)上还设置有安全阀(12)，在液氨蒸发器(11)与液氨输送泵(6)连接的管路上设置有液氨切断阀(8)；
所述稀释系统(3)包括与气氨缓冲罐(15)出口连接的氨/空气混合器(18)，连接在氨/空气混合器(18)的空气端的稀释风机(16)，在稀释风机(16)与氨/空气混合器(18)连接的管路上设置有稀释风调节阀(17)；
所述喷射系统(4)包括并联连接在稀释系统(3)的氨/空气混合器(18)出口端的多个气氨调节阀(19)以及每个气氨调节阀(19)连接的安装于循环流化床锅炉内的气氨喷枪(20)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：所述气氨喷枪(20)包括与气氨调节阀(19)连接的金属软管(25)，与金属软管(25)连接的喷枪本体(27)，安装在喷枪本体(27)上保护喷枪的保护套管(26)以及气氨喷头(28)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：所述液氨输送泵旁路阀(7)在液氨储罐压力足够高时使用，此时液氨输送泵(6)关闭。
4.根据权利要求1所述的一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：所述气氨喷枪(20)安装于循环流化床锅炉炉膛(22)、水平烟道(23)或中心筒(24)上。
5.根据权利要求1所述的一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：所述气氨调节阀(19)接收来自烟气分析仪的信号能够进行自动调节气氨大小。
6.根据权利要求1所述的一种适用于循环流化床锅炉的液氨法SNCR脱硝系统，其特征在于：所述气氨压力控制阀(14)能够根据设定压力自动调节气氨压力大小。
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