CN104941405A - 一种脱硝装置及其脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硝装置，液氨蒸发罐、混合罐、脱硝反应器、风机，液氨蒸发罐上连接有排氨罐，排氨罐与废水处理池相连接，混合罐与脱硝反应器的连接烟道中设置喷氨格栅；喷氨格栅包括有喷氨总管和装配于烟道管体上的喷氨支管,喷氨支管与所述喷氨总管通过连接管相连通，喷氨支管上均匀分布有氨气喷嘴，连接管上分别设置有调节阀，调节阀的两端跨接有压差计，各个调节阀相联动，其通过液氨在液氨蒸发罐内蒸发成氨气，并与由风机引入的空气在混合罐内进行混合后送入喷氨格栅，由喷氨格栅喷入烟道，喷氨格栅中的调节阀的开度根据压差计测得的压力差进行调节，氨气与氮氧化物充分混合后进入脱硝反应器反应；其结构简单，脱硝效率高。

Description

一种脱硝装置及其脱硝方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及脱硝技术，特别指是一种脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术

目前脱硝技术在日本、美国、德国、南非、卡塔尔、巴西、荷兰等国家得到广泛的应用。虽然我国电力企业在减排的压力下，已经大规模采用脱硝技术。但其与炼油和石油化工行业脱硝技术不同，仍有较大差别，与电厂烟气脱硝比，石化烟气脱硝有些特殊要求：一是烟气含有细小催化剂粉尘颗粒，二是高粉尘环境下保持低压降，三是满足长期运行的要求。脱硝系统设计中，氨和氮氧化物的充分混合是关键的因素，混合不均会出现较低的脱硝率或较高的逃逸氨量，因此需要一种能够将氨气和烟气充分混合，以保证氮氧化物排放量或逃逸氨量的脱硝装置。

喷氨格栅是脱硝装置中的重要组成部分，目前喷氨格栅有两种设计理念，一种是喷氨格栅具有最大程度的调节能力，即喷氨量可以根据每个喷嘴位置的氮氧化物浓度进行调节，从而达到氨气和烟气的完全均匀混合；但是，这类喷氨格栅操作人员必须定期调整喷氨格栅以保证它和烟气载荷和工艺变化同步，另外由于阀门、仪表及管线的增加，其投资成本也增加。另一种是通过流量校正装置及计算机流体模拟技术来保证氨气和烟气的完全均匀混合，但是这种方法必须保证流量校正装置能有使得烟气达到均匀混合的能力。因此，它们的结构都存在缺点，需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，制作方便，能够使气体充分混合的一种脱硝装置，其根据压差计测得的压力差调整调节阀的开度，控制简单，脱硝方法简单、有效。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种脱硝装置，包括有液氨蒸发罐、混合罐以及脱硝反应器，其中，液氨蒸发罐上连接有排氨罐，该排氨罐与废水处理池相连接，液氨蒸发罐与混合罐相连接，混合罐上还连接有用于引入空气的风机，混合罐与脱硝反应器的连接烟道中设置有喷氨格栅；喷氨格栅包括有喷氨总管和装配于烟道管体上的喷氨支管，喷氨支管与所述喷氨总管通过连接管相连通，并穿置于所述烟道管体上，喷氨支管上均匀分布有氨气喷嘴，连接管上分别设置有调节阀，调节阀的两端跨接有压差计，调节阀相联动。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的喷氨支管的数目为2至10根，每根喷氨支管上设置有2至10个氨气喷嘴。

上述的喷氨支管并列、水平分布。

上述的喷氨支管的两端分别设置有固定套管和安装套管，固定套管和安装套管插置于所述烟道管体上。

上述的连接管的一端为弯管结构，该弯管结构通过法兰与所述安装套管配合连接。

上述的喷氨总管竖直设置，连接管与所述喷氨总管垂直设置。

上述的氨气喷嘴背向脱硝反应器设置。

上述的脱硝反应器为SCR反应器。

一种脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

步骤一、液氨在液氨蒸发罐内蒸发成氨气，氨气输送入混合罐内，同时，空气在风机的引力作用下被输送入混合罐内，与氨气进行充分混合；

步骤二、充分混合后的氨气和空气的混合气体送入喷氨格栅的喷氨总管内，混合气体经连接管、喷氨支管从氨气喷嘴喷出进入烟道，调节阀的开度根据压差计测得的压力差进行调节；

步骤三、氨气与烟道中的氮氧化物充分混合，再在脱硝反应器中反应；

步骤四、液氨蒸发罐超温、超压时，液氨蒸发罐内的氨气输送入排氨罐，氨气在排氨罐内被吸收形成氨水，氨水排入废水处理池。

上述的喷氨格栅喷出混合气体中氨的含量的与烟道中氮氧化物的摩尔比控制在0.8至1.2。

与现有技术相比，本发明一种脱硝装置，包括液氨蒸发罐、混合罐、风机以及脱硝反应器，并在混合罐与脱硝反应器的连接烟道中设置有喷氨格栅，喷氨格栅上设置有通过连接管与喷氨总管的喷氨支管，连接管上分别设置有调节阀，调节阀的两端跨接有压差计，本发明根据一个压差计测得的压力差调节相联动各个调节阀，结构简单，调节方便，能够满足脱硝装置长期稳定运行，并能保证氨气与烟气的充分混合。

本发明的脱硝装置的脱硝方法，其通过液氨在液氨蒸发罐内蒸发成氨气，并与由风机引入的空气在混合罐内进行混合，形成混合气体后送入喷氨格栅，由喷氨格栅喷入烟道，喷氨格栅中的调节阀的开度根据压差计测得的压力差进行调节，氨气与烟道中的氮氧化物充分混合后，再在脱硝反应器内反应脱硝，而液氨蒸发罐超温、超压情况下氨气进入排氨罐形成氨水后排入废水处理池；该脱硝方法工艺简单，调节方便，能够有效防止氨气的逃逸，提高氮氧化物的脱除效率，其脱除效率能达90%以上。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是图1中喷氨格栅的立体结构示意图；

图3是图2的正视图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的俯视图；

图6是图3 的后视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图6所示的实施例，

图标号说明：液氨蒸发罐1、混合罐2、脱硝反应器3、排氨罐4、废水处理池5、风机6、喷氨格栅7、烟道管体71、喷氨总管72、喷氨支管73、氨气喷嘴73a、连接管74、弯管部74a、调节阀75、压差计76、固定套管77、安装套管78、法兰79。

如图1至图6所示，

本发明一种脱硝装置，包括有液氨蒸发罐1、混合罐2以及脱硝反应器3，其中，液氨蒸发罐1上连接有排氨罐4，该排氨罐4与废水处理池5相连接，液氨蒸发罐1与混合罐2相连接，混合罐2上还连接有用于引入空气的风机6，混合罐2与脱硝反应器3的连接烟道中设置有喷氨格栅7；喷氨格栅7包括有喷氨总管72和装配于烟道管体71上的喷氨支管73，喷氨支管73与所述喷氨总管72通过连接管74相连通，并穿置于所述烟道管体71上，喷氨支管73上均匀分布有氨气喷嘴73a，连接管74上分别设置有调节阀75，调节阀75的两端跨接有压差计76，调节阀75相联动。

实施例中，喷氨支管73的数目为2至10根，每根喷氨支管73上设置有2至10个氨气喷嘴73a。

实施例中，喷氨支管73并列、水平分布。

喷氨总管72与多根喷氨支管73相连接，并且每根喷氨支管73上均匀分布有多个氨气喷嘴73a，通过喷氨支管73的分流，能够达到氨气均匀喷洒的目的，使氨气与氮氧化物充分混合，从而提高氨气的利用率和氮氧化物的脱除效率，并能防止氨气的逃逸。

实施例中，喷氨支管73的两端分别设置有固定套管77和安装套管78，固定套管77和安装套管78插置于所述烟道管体71上。

设置固定套管77和安装套管78，能够使喷氨支管73的安装更加方便，能够提高喷氨格栅7的装配效率。

实施例中，连接管74的一端设置有弯管部74a，该弯管部74a通过法兰79与所述安装套管78配合连接。

实施例中，喷氨总管72竖直设置，连接管74与所述喷氨总管72垂直设置。

实施例中，氨气喷嘴73a背向脱硝反应器3设置。即从氨气喷嘴73a中喷出的氨气方向与烟道中氮氧化物烟气的流向相对，这样，有利于氨气与氮氧化物烟气的充分混合。

实施例中，脱硝反应器3为SCR反应器。SCR反应器，即选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)反应器，是脱硝反应器中较为常用的一种，其具有脱硝效率高，运行稳定的优点。

本脱硝装置喷氨支管73上的各个调节阀75相联动，从而使各个调节阀75的开度保持一致，进而使各个喷氨支管73调节阀75两侧的压力差保持相同；并通过在调节阀75的两端跨接一压差计76，仅通过一个压差计76测得调节阀75两侧的压力差，来调节相联动的各个调节阀75，结构简单，调节方便。

一种脱硝装置的脱硝方法，包括以下步骤：

步骤一、液氨在液氨蒸发罐1内蒸发成氨气，氨气输送入混合罐2内，同时，空气在风机6的引力作用下被输送入混合罐2内，与氨气进行充分混合；

步骤二、充分混合后的氨气和空气的混合气体送入喷氨格栅7的喷氨总管72内，混合气体经连接管74、喷氨支管73从氨气喷嘴73a喷出进入烟道，调节阀75的开度根据压差计76测得的压力差进行调节；

步骤三、氨气与烟道中的氮氧化物充分混合，再在脱硝反应器3中反应；

步骤四、液氨蒸发罐1超温、超压时，液氨蒸发罐1内的氨气输送入排氨罐4，氨气在排氨罐4内被吸收形成氨水，氨水排入废水处理池5。

这里，压力的上限设置为2MPa，温度的上限设置为93℃，即当压力超过2MPa，温度超过93℃时，液氨蒸发罐1内的氨气将被送入排氨罐4内。压力和温度的上限根据液氨蒸发罐1的设计压力以及设计温度而定。

实施例中，喷氨格栅7喷出混合气体中氨的含量的与烟道中氮氧化物的摩尔比控制在0.8至1.2。

混合气体中，氨气在空气中的体积百分比控制在5%以下。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种脱硝装置，包括有液氨蒸发罐(1)、混合罐(2)以及脱硝反应器(3)，其特征是：所述的液氨蒸发罐(1)上连接有排氨罐(4)，该排氨罐(4)与废水处理池(5)相连接，所述的液氨蒸发罐(1)与混合罐(2)相连接，所述的混合罐(2)上还连接有用于引入空气的风机(6)，所述的混合罐(2)与脱硝反应器(3)的连接烟道中设置有喷氨格栅(7)；所述的喷氨格栅(7)包括有喷氨总管(72)和装配于烟道管体(71)上的喷氨支管(73)，所述的喷氨支管(73)与所述喷氨总管(72)通过连接管(74)相连通，并穿置于所述烟道管体(71)上，所述的喷氨支管(73)上均匀分布有氨气喷嘴(73a)，所述的连接管(74)上分别设置有调节阀(75)，调节阀(75)的两端跨接有压差计(76)，所述的调节阀(75)相联动。

2.根据权利要求1所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的喷氨支管(73)的数目为2至10根，每根喷氨支管(73)上设置有2至10个氨气喷嘴(73a)。

3.根据权利要求2所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的喷氨支管(73)并列、水平分布。

4.根据权利要求3所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的喷氨支管(73)的两端分别设置有固定套管(77)和安装套管(78)，所述的固定套管(77)和安装套管(78)插置于所述烟道管体(71)上。

5.根据权利要求4所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的连接管(74)的一端设置有弯管部(74a)，该弯管部(74a)通过法兰(79)与所述安装套管(78)配合连接。

6.根据权利要求5所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的喷氨总管(72)竖直设置，所述的连接管(74)与所述喷氨总管(72)垂直设置。

7.根据权利要求6所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的氨气喷嘴(73a)背向脱硝反应器(3)设置。

8.根据权利要求7所述的一种脱硝装置，其特征是：所述的脱硝反应器(3)为SCR反应器。

9.根据权利要求1所述的一种脱硝装置的脱硝方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、液氨在液氨蒸发罐(1)内蒸发成氨气，氨气输送入混合罐(2)内，同时，空气在风机(6)的引力作用下被输送入混合罐(2)内，与氨气进行充分混合；

步骤二、充分混合后的氨气和空气的混合气体送入喷氨格栅(7)的喷氨总管(72)内，混合气体经连接管(74)、喷氨支管(73)从氨气喷嘴(73a)喷出进入烟道，所述的调节阀(75)的开度根据压差计(76)测得的压力差进行调节；

步骤三、氨气与烟道中的氮氧化物充分混合，再在脱硝反应器(3)中反应；

步骤四、液氨蒸发罐(1)超温、超压时，液氨蒸发罐(1)内的氨气输送入排氨罐(4)，氨气在排氨罐(4)内被吸收形成氨水，氨水排入废水处理池(5)。

10.根据权利要求9所述的一种脱硝装置的脱硝方法，其特征是：所述的喷氨格栅(7)喷出混合气体中氨的含量的与烟道中氮氧化物的摩尔比控制在0.8至1.2。