CN108246101A - 一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟气脱硝技术领域，涉及一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，包括尿素供给子系统、检测控制装置、催化剂箱体、烟气管道和控制电缆，其特征是，烟气管道连接低浓度瓦斯内燃机尾气管，检测控制装置设置在烟气管道前部并通过控制电缆与尿素供给子系统连接，尿素供给子系统通过喷嘴与烟气管道中部连接，烟气管道后部与催化剂箱体连接，经催化剂箱体脱硝反应处理后的烟气直接排放。本发明效率高，系统简单可靠，操作简便，成本低；尿素溶液作为还原剂，原料常见、易获得，克服了以往火电厂脱硝处理所用还原剂难于贮存、不便于运输的缺点，且尿素溶液本身无毒、经济效益高；自动控制程度高，系统具备自动控制和反馈调节的功能。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统。
背景技术
我国煤矿瓦斯资源丰富，距地表以下2000m内的储量约为35万亿立方米。目前，国内针对甲烷浓度低于10％的抽采瓦斯利用方面，低浓度瓦斯内燃机发电技术应用最为广泛，遍布全国大小煤矿。
相关资料显示，国家针对低浓度瓦斯内燃机的烟气排放标准目前处于空白，低浓度瓦斯内燃机排放的主要污染物为NOx，在不采取末端控制措施情况下的排放水平较高，远高于燃气锅炉和燃气轮机等固定源燃烧设备。基于国内大气污染形式的紧迫性，低浓度瓦斯内燃机排放烟气进行脱硝势在必行。因此，针对低浓度瓦斯内燃机烟气排放的特点提供一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，该系统能够解决低浓度瓦斯内燃机烟气氮氧化物有效处理的问题，填补低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝的技术空白。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，包括尿素供给子系统1、检测控制装置2、催化剂箱体3、烟气管道4和控制电缆5，其特征是，烟气管道4连接低浓度瓦斯内燃机尾气管，检测控制装置2设置在烟气管道4前部并通过控制电缆5与尿素供给子系统1连接，尿素供给子系统1通过喷嘴1d与烟气管道4中部连接，烟气管道4后部与催化剂箱体3连接，经催化剂箱体3脱硝反应处理后的烟气直接排放即可。
所述的尿素供给子系统1包括尿素溶液罐1a、尿素溶液泵1b、尿素溶液连接管道1c、喷嘴1d、清水罐1e、清水泵1f和清水连接管道1g，其中，尿素溶液罐1a和尿素溶液泵1b通过尿素溶液连接管道1c连接至喷嘴1d，清水罐1e和清水泵1f通过清水连接管道1g连接至喷嘴1d，喷嘴1d设置在烟气管道4中部，在低浓度瓦斯内燃机正常运行时，由尿素溶液泵1b将尿素溶液罐1a中的尿素溶液送至喷嘴1d处，喷嘴1d将尿素溶液雾化喷射入烟气管道4内与低浓度瓦斯内燃机高温烟气均匀混合；在不需要进行烟气脱硝处理时，清水泵1f将清水送至喷嘴1d处，对喷嘴1d进行清洗，防止尿素在喷嘴1d处结晶造成堵塞。
所述的检测控制装置2连接在烟气管道4前部，通过控制线缆5连接尿素溶液泵1b和清水泵1f，在低浓度瓦斯内燃机工作时，检测控制装置2检测烟气流量和氮氧化物含量，控制尿素溶液泵1b的泵液量，对尿素溶液的输送量进行调节，保障反应的进行；在不需要进行烟气脱硝处理时，检测控制装置2能够控制清水泵1f，对喷嘴1d进行清洗操作，可有效避免系统关停时喷嘴1d处结晶堵塞。
所述的催化剂箱体3设置在烟气管道4的后部，催化剂箱体3为前段加装导流格栅的箱体，箱体内置有采用V2O5作为主要活性物质、以锐钛矿结构的TiO2为载体的蜂窝状钒基催化剂。在催化剂箱体3内催化剂的作用下，雾化尿素溶液分解生成的NH3和烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮气和水。
所述的尿素溶液罐1a内设搅拌器和加热器，用于制备尿素溶液及保持罐内温度防止结晶。
本发明的有益效果：
1.采用本发明对低浓度瓦斯内燃气烟气进行脱硝处理，填补了市场上低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝处理技术的空白，具备脱硝处理效率高，系统简单可靠，操作简便和成本低廉等特点；
2.本发明利用尿素溶液作为还原剂，原料常见、易获得，克服了以往大型火电厂脱硝处理所用还原剂难于贮存、不便于运输的缺点，而且尿素溶液本身无毒、经济效益高；
3.本发明自动控制程度高，系统具备自动控制和反馈调节的功能。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统构成示意图；
图2为本发明尿素供给子系统的构成示意图。
图中：1-尿素供给子系统，2-检测控制装置，3-催化剂箱体，4-烟气管道，5-控制电缆，1a-尿素溶液罐，1b-尿素溶液泵，1c-尿素溶液连接管道，1d-喷嘴，1e-清水罐，1f-清水泵，1g-清水连接管道。
具体实施方式
参见附图1和附图2，本发明提出的一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，包括尿素供给子系统1、检测控制装置2、催化剂箱体3、烟气管道4和控制电缆5，其特征是，烟气管道4连接低浓度瓦斯内燃机尾气管，检测控制装置2设置在烟气管道4前部并通过控制电缆5与尿素供给子系统1连接，尿素供给子系统1通过喷嘴1d与烟气管道4中部连接，烟气管道4后部与催化剂箱体3连接，经催化剂箱体3脱硝反应处理后的烟气直接排放即可。低浓度瓦斯内燃机工作时产生大量含有氮氧化物的高温烟气，将产生的高温烟气通过烟气管道4汇集，检测控制装置2检测烟气管道4内的烟气流量和氮氧化合物含量并控制尿素供给子系统1向烟气管道4内喷射的雾化尿素溶液，高温烟气和雾化尿素溶液均匀混合进入到催化剂箱体3内进行脱硝反应，脱硝反应处理后的烟气直接排放；不需进行脱硝反应时，检测控制装置2自动控制尿素供给子系统1对喷嘴1d进行清洗。
所述的尿素供给子系统1包括尿素溶液罐1a、尿素溶液泵1b、尿素溶液连接管道1c、喷嘴1d、清水罐1e、清水泵1f和清水连接管道1g，其中，尿素溶液罐1a和尿素溶液泵1b通过尿素溶液连接管道1c连接至喷嘴1d，清水罐1e和清水泵1f通过清水连接管道1g连接至喷嘴1d，喷嘴1d设置在烟气管道4中部，在低浓度瓦斯内燃机正常运行时，由尿素溶液泵1b将尿素溶液罐1a中的尿素溶液送至喷嘴1d处，喷嘴1d将尿素溶液雾化喷射入烟气管道4内与低浓度瓦斯内燃机高温烟气均匀混合；在不需要进行烟气脱硝处理时，清水泵1f将清水送至喷嘴1d处，对喷嘴1d进行清洗，防止尿素在喷嘴1d处结晶造成堵塞。
所述的检测控制装置2连接在烟气管道4前部，通过控制线缆5连接尿素溶液泵1b和清水泵1f，在低浓度瓦斯内燃机工作时，检测控制装置2检测烟气流量和氮氧化物含量，控制尿素溶液泵1b的泵液量，对尿素溶液的输送量进行调节，保障反应的进行；在不需要进行烟气脱硝处理时，检测控制装置2能够控制清水泵1f，对喷嘴1d进行清洗操作，可有效避免系统关停时喷嘴1d处结晶堵塞。
所述的催化剂箱体3设置在烟气管道4的后部，催化剂箱体3为前段加装导流格栅的箱体，箱体内置有采用V2O5作为主要活性物质、以锐钛矿结构的TiO2为载体的蜂窝状钒基催化剂。在催化剂箱体3内催化剂的作用下，雾化尿素溶液分解生成的NH3和烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮气和水。
所述的尿素溶液罐1a内设搅拌器和加热器，用于制备尿素溶液及保持罐内温度防止结晶。
本发明脱硝处理效率高，系统简单可靠，操作简便，成本低廉，自动控制程度高。
Claims (5)
1.一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，包括尿素供给子系统(1)、检测控制装置(2)、催化剂箱体(3)、烟气管道(4)和控制电缆(5)，其特征是，烟气管道(4)连接低浓度瓦斯内燃机尾气管，检测控制装置(2)设置在烟气管道(4)前部并通过控制电缆(5)与尿素供给子系统(1)连接，尿素供给子系统(1)通过喷嘴(1d)与烟气管道(4)中部连接，烟气管道(4)后部与催化剂箱体(3)连接，经催化剂箱体(3)脱硝反应处理后的烟气直接排放即可。
2.根据权利要求1所述的一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，其特征是，所述的尿素供给子系统(1)包括尿素溶液罐(1a)、尿素溶液泵(1b)、尿素溶液连接管道(1c)、喷嘴(1d)、清水罐(1e)、清水泵(1f)和清水连接管道(1g)，其中，尿素溶液罐(1a)和尿素溶液泵(1b)通过尿素溶液连接管道(1c)连接至喷嘴(1d)，清水罐(1e)和清水泵(1f)通过清水连接管道(1g)连接至喷嘴(1d)，喷嘴(1d)设置在烟气管道(4)中部，在低浓度瓦斯内燃机正常运行时，由尿素溶液泵(1b)将尿素溶液罐(1a)中的尿素溶液送至喷嘴(1d)处，喷嘴(1d)将尿素溶液雾化喷射入烟气管道(4)内与低浓度瓦斯内燃机高温烟气均匀混合；在不需要进行烟气脱硝处理时，清水泵(1f)将清水送至喷嘴(1d)处，对喷嘴(1d)进行清洗，防止尿素在喷嘴(1d)处结晶造成堵塞。
3.根据权利要求1或2所述的一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，其特征是，所述的检测控制装置(2)连接在烟气管道(4)前部，通过控制线缆(5)连接尿素溶液泵(1b)和清水泵(1f)，在低浓度瓦斯内燃机工作时，检测控制装置(2)检测烟气流量和氮氧化物含量，控制尿素溶液泵(1b)的泵液量，对尿素溶液的输送量进行调节，保障反应的进行；在不需要进行烟气脱硝处理时，检测控制装置(2)能够控制清水泵(1f)，对喷嘴(1d)进行清洗操作，可有效避免系统关停时喷嘴(1d)处结晶堵塞。
4.根据权利要求1或2所述的一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，其特征是，所述的催化剂箱体(3)设置在烟气管道(4)的后部，催化剂箱体(3)为前段加装导流格栅的箱体，箱体内置有采用V2O5作为主要活性物质、以锐钛矿结构的TiO2为载体的蜂窝状钒基催化剂，在催化剂箱体(3)内催化剂的作用下，雾化尿素溶液分解生成的NH3和烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮气和水。
5.根据权利要求1或2所述的一种低浓度瓦斯内燃机烟气脱硝系统，其特征是，所述的尿素溶液罐(1a)内设搅拌器和加热器，用于制备尿素溶液及保持罐内温度防止结晶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180706 |