CN105944545A - 一种sncr脱硝装置及其脱硝方法 - Google Patents

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李欣欣
岳佳雷
戴金殿
张晓燕
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Abstract

本发明提供了一种SNCR脱硝装置，其包括文丘里喷射器、储存罐、尿素溶液转移泵、溶解罐、稀释软水罐和稀释水泵，所述文丘里喷射器的入口部与储存罐相连通，文丘里喷射器的侧口部与稀释水泵相连通，所述储存罐与尿素溶液转移泵相连通，所述尿素溶液转移泵与溶解罐相连通，所述稀释水泵与稀释软水罐相连通，所述稀释水罐又与溶解罐相连通。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、通过文丘里喷射器的混合，使尿素溶液的浓度配比既精确又稳定；2、在尿素溶液喷射入炉膛时，不需要太大的压力，节省了运行成本。

Description

一种SNCR脱硝装置及其脱硝方法
技术领域
本发明涉及一种SNCR脱硝装置及其脱硝方法，属于燃煤脱硝工程技术领域。
背景技术
SNCR脱硝技术即选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR)技术，是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂(如氨水，尿素溶液等)喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O，然而，当温度过高时，也会发生如下副反应：4NH3+5O2→4NO+6H2O，SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30～80％，受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
以尿素为还原剂的SNCR脱硝工艺是利用浓度为10％左右的尿素溶液与烟气中的氮氧化物在合适的温度区间进行反应，生成氮气和水，从而达到脱硝的目的。
现有的SNCR工艺中，一般都是将50％的尿素溶液和除盐水在静态混合器中混合，配置成10％的尿素溶液，喷入炉膛或烟道进行反应。工艺流程如图1所示。
但是，现有技术还存在如下问题：1、静态混合器内尿素溶液和除盐水的压力调节有难度，导致浓度配比不精确也不稳定；2、由于喷射到炉膛的尿素溶液需要雾化，这就要求泵的出口压力较高，在一定程度上增加了运行成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种SNCR脱硝装置及其脱硝方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
一种SNCR脱硝装置，其包括文丘里喷射器、储存罐、尿素溶液转移泵、溶解罐、稀释软水罐和稀释水泵，所述文丘里喷射器的尿素溶液入口部与储存罐相连通，文丘里喷射器的稀释水入口与稀释软水罐相连通，所述储存罐与尿素溶液转移泵相连通，所述尿素溶液转移泵与溶解罐相连通，所述稀释水泵与稀释软水罐相连通，所述稀释水罐又与溶解罐相连通。
作为优选方案，所述文丘里喷射器的喷射口部设置有尿素分配器。
作为优选方案，所述溶解罐的顶部设置有斗式上料机，溶解罐的内部设有搅拌机。
作为优选方案，所述文丘里喷射器的内部设有螺旋片，所述螺旋片的长度为文丘里喷射器的主体长度的1/5。
一种基于前述的SNCR脱硝装置的脱硝方法，其包括如下步骤：
在溶解罐中配制50wt％的尿素溶液，通过尿素溶液转移泵将尿素溶液打到高位储存罐中，尿素溶液从高位储存罐中自流到文丘里喷射器，作为次流溶液，在文丘里喷射器入口设流量计、调节阀控制流量，同时，稀释水泵将除盐水打到文丘里喷射器另一个入口，作为主流溶液，带有压力的主流溶液通过喷射器，在文丘里喷射器内部形成真空，抽走次流溶液，达到两种液体按比例混合的目的，最终配制成10wt％的尿素溶液，再通过文丘里喷射器直段的螺旋片，充分混合后，进入SNCR分配模块，最终经喷枪喷入锅炉炉膛或烟道，进行脱硝反应。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过文丘里喷射器的混合，使尿素溶液的浓度配比既精确又稳定；
2、在尿素溶液喷射入炉膛时，不需要太大的压力，节省了运行成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的SNCR脱硝装置的结构示意图；
图2为本发明中文丘里喷射器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种SNCR脱硝装置的结构如图1和2所示，包括锅炉1、尿素分配器2、文丘里喷射器3、储存罐4、尿素溶液转移泵5、溶解罐6、稀释软水罐7、稀释水泵8和储气罐9，文丘里喷射器3的喷射口33和锅炉1通过尿素分配器2相连通，文丘里喷射器3的稀释水入口31与稀释软水罐7通过稀释水泵8相连通，文丘里喷射器3的尿素溶液入口32与储存罐4相连通，储存罐4与溶解罐6通过尿素溶液转移泵5相连通，同时，溶解罐6又与稀释软水罐7相连通，进一步地，文丘里喷射器的内部设有螺旋片34，螺旋片34的长度为文丘里喷射器3长度的1/5；储存罐4、溶解罐6和稀释软水罐7的侧壁上分别设有储存罐波位计远传41、溶解罐波位计远传61和稀释水波位计远传71；锅炉1的顶部和侧面分别设有雾化空气分配器11和喷枪冷却空气分配器10，储气罐9通过雾化空气分配器11与锅炉1相连通，雾化空气分配器11和喷枪冷却空气分配器10上各设有一个压力传感器18；文丘里喷射器与储存罐连接的管路上依次设有电磁流量计12、调节球阀13、止回阀14和Y形过滤阀15，溶解罐6与稀释软水罐7连接的管路上依次设有电磁流量计12和去离子水电磁阀16，溶解罐的内部设有搅拌机62；文丘里喷射器与稀释水泵连接的管路上依次设有电磁流量计12、调节球阀13和压力传感器18，稀释水泵8与稀释软水罐7之间还设有稀释水回路，稀释水回路上设有背压阀17，稀释水泵与稀释软水罐7之间的出水管路上设有Y形过滤阀。
一种基于前述的SNCR脱硝装置的脱硝方法，其包括如下步骤：
在溶解罐中配制50wt％的尿素溶液，通过尿素溶液转移泵将尿素溶液打到高位储存罐中，尿素溶液从高位储存罐中自流到文丘里喷射器，作为次流溶液，在文丘里喷射器入口设流量计、调节阀控制流量，同时，稀释水泵将除盐水打到文丘里喷射器另一个入口，作为主流溶液，带有压力的主流溶液通过喷射器，在文丘里喷射器内部形成真空，抽走次流溶液，达到两种液体按比例混合的目的，最终配制成10wt％的尿素溶液，再通过文丘里喷射器直段的螺旋片，充分混合后，进入SNCR分配模块，最终经喷枪喷入锅炉炉膛或烟道，进行脱硝反应。
本发明的工艺原理为：
选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术是在没有催化剂的条件下，在锅炉炉膛的某个部位850～1050℃的温度范围内，把还原剂(氨水或尿素)喷入炉膛内，还原剂与烟气中的的氮氧化物(主要是一氧化氮和二氧化氮)发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物的排放。主要发生以下反应过程。
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
温度进一步升高，则可能发生以下的反应：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
当温度低于800℃时，NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1100℃时反应式会逐渐起主导作用，当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过文丘里喷射器的混合，使尿素溶液的浓度配比既精确又稳定；
2、在尿素溶液喷射入炉膛时，不需要太大的压力，节省了运行成本，投资成本每台炉可节省近10万元；
3、大幅度降低了运行成本，每年每台炉可节省12万元。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种SNCR脱硝装置，其特征在于，包括文丘里喷射器、储存罐、尿素溶液转移泵、溶解罐、稀释软水罐和稀释水泵，所述文丘里喷射器的入口部与储存罐相连通，文丘里喷射器的侧口部与稀释水泵相连通，所述储存罐与尿素溶液转移泵相连通，所述尿素溶液转移泵与溶解罐相连通，所述稀释水泵与稀释软水罐相连通，所述稀释水罐又与溶解罐相连通。
2.如权利要求1所述的SNCR脱硝装置，其特征在于，所述文丘里喷射器的出口部设置有尿素分配器。
3.如权利要求1所述的SNCR脱硝装置，其特征在于，所述溶解罐的顶部设置有斗式上料机，溶解罐的内部设有搅拌机。
4.如权利要求1所述的SNCR脱硝装置，其特征在于，所述文丘里喷射器的内部固设有螺旋片。
5.如权利要求4所述的SNCR脱硝装置，其特征在于，所述螺旋片的长度为文丘里喷射器的主体长度的1/5。
6.一种基于权利要求1所述的SNCR脱硝装置的脱硝方法，其特征在于，包括如下步骤：
在溶解罐中配制50wt％的尿素溶液，通过尿素溶液转移泵将尿素溶液打到高位储存罐中，尿素溶液从高位储存罐中自流到文丘里喷射器，作为次流溶液，在文丘里喷射器入口设流量计、调节阀控制流量，同时，稀释水泵将除盐水打到文丘里喷射器另一个入口，作为主流溶液，带有压力的主流溶液通过喷射器，在文丘里喷射器内部形成真空，抽走次流溶液，达到两种液体按比例混合的目的，最终配制成10wt％的尿素溶液，再通过文丘里喷射器直段的螺旋片，充分混合后，进入SNCR分配模块，最终经喷枪喷入锅炉炉膛或烟道，进行脱硝反应。
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