CN108744970A - 一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统 - Google Patents

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周江波
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Abstract

本发明提供了一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其包括SCR反应器、烟气监测模块、控制模块、还原剂供给模块、压缩空气辅助供给模块和进烟管道，所述燃气锅炉的排烟管道、沼气内燃机的排烟管道与进烟管道连接；所述压缩空气辅助供给模块与还原剂供给模块连接，提供压缩空气；所述还原剂供给模块设有还原剂出口，所述还原剂出口与SCR反应器的入口、进烟管道连接；所述烟气监测模块的探头设在SCR反应器的出口、进烟管道的入口；所述还原剂供给模块、烟气监测模块分别与控制模块连接。本发明的技术方案，形成联合脱硝系统，相对于一对一脱硝设备的方案投资小，只需要一套脱硝设备，节约占地空间，设备运行操作更加方便。

Description

一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统
技术领域
本发明属于烟气处理领域，涉及一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，特别是固废处理项目中对产生的沼气采用沼气内燃机进行发电利用的烟气处理。
背景技术
对于采用沼气内燃发电机组进行发电利用的固废处理项目，如填埋场的填埋气发电及餐厨垃圾厌氧发酵产沼气用于发电等，此类项目除对发电机组的余热进行利用之外，考虑到机组停机等情况，一般会同时配置燃气锅炉。随着环保要求的不断严格，一些地区对于发电机组及燃气锅炉的NOx的排放指标要求在150mg/Nm3（5%O2） 以下。对于同一项目，如果对发电机组及燃气锅炉各自分别设置脱硝设备，不仅投资大，由于燃气锅炉发电机组停机时的备用供热设备，单独设置为锅炉设置一套脱硝设备，该脱硝设备在发电机组正常工作下将长期处于闲置状态。同时，安装两套脱硝设备占地面积大，同时需要设置两根烟囱，对于某些厂区空间受限的情况无法实现。在这种情况下，可考虑将发电机组的烟道和燃气锅炉的烟道合并后进入一套脱硝设备进行脱硝处理。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，不需要对内燃机组及燃气锅炉一对一布置脱硝设备，能有效避免设置两台脱硝设备后，其中一台长期处于闲置状态，同时联合脱硝系统可以减少投资，节约占地空间，运行操作更加方便。
对此，本使用新型的技术方案为：
一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其包括SCR反应器、烟气监测模块、控制模块、还原剂供给模块、压缩空气辅助供给模块和进烟管道，所述燃气锅炉的排烟管道、沼气内燃机的排烟管道与进烟管道连接；所述压缩空气辅助供给模块与还原剂供给模块连接，提供压缩空气；所述还原剂供给模块设有还原剂出口，所述还原剂出口与SCR反应器的入口、进烟管道连接；所述烟气监测模块的探头设在SCR反应器的出口、进烟管道的入口；所述还原剂供给模块、烟气监测模块分别与控制模块连接。采用此技术方案，针对燃气锅炉与沼气内燃机联合采用一套脱硝系统，节约了资源，提高了脱硝系统的利用率。
作为本发明的进一步改进，所述还原剂供给模块包括尿素泵、尿素罐和尿素喷射管，所述尿素泵将尿素罐内的尿素通过尿素喷射管喷洒到进烟管道中；所述尿素泵与控制模块连接。
作为本发明的进一步改进，所述压缩空气辅助供给模块包括空压机和空气罐，所述空压机将空气罐中的空气输送到尿素泵中提供压缩空气。
作为本发明的进一步改进，其包括管道三通，所述管道三通的三端分别与燃气锅炉的排烟管道、沼气内燃机的排烟管道、进烟管道连接。
作为本发明的进一步改进，其包括温度传感器，所述温度传感器的探头设在SCR反应器的入口和出口，所述温度传感器分别与控制模块连接。
作为本发明的进一步改进，所述燃气锅炉的排烟管道上设有烟气止回阀；所述沼气内燃机的排烟管道上设有烟气止回阀。
作为本发明的进一步改进，所述SCR反应器的出口设有消音器。
作为本发明的进一步改进，所述燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统包括烟囱，所述SCR反应器的出口与烟囱连接，所述烟囱的出口距离地面的高度不小于15m。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用本发明的技术方案，将燃气锅炉排烟及沼气内燃机的排烟管道合并后进入SCR脱硝设备，形成联合脱硝系统，相对于一对一布置脱硝设备的方案投资小，只需要一套脱硝设备，包括空压机、尿素管、反应器及控制系统等，节约占地空间，设备运行操作更加方便。同时，沼气发电机组的排烟在450℃左右，燃气锅炉的排烟在150℃左右，两路排烟经此系统混合后，形成利于脱硝反应的中温段（300~350℃）烟气，脱硝效率高。
附图说明
图1为本发明的一种燃油锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统流程图。
图2为本发明一种实施例的排烟管道布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1~图2所示，一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其包括SCR反应器1、烟气监测模块、控制模块、还原剂供给模块、压缩空气辅助供给模块、温度传感器和进烟管道4，所述燃气锅炉的排烟管道2、沼气内燃机的排烟管道3与进烟管道4连接；所述压缩空气辅助供给模块与还原剂供给模块连接，提供压缩空气；所述还原剂供给模块设有还原剂出口，所述还原剂出口与SCR反应器1的入口、进烟管道4连接；所述烟气监测模块的探头设在SCR反应器1的出口、进烟管道4的入口；所述还原剂供给模块、烟气监测模块、温度传感器分别与控制模块连接。所述温度传感器的探头设在SCR反应器1的入口和出口。所述烟气监测模块为NOx浓度传感器。
如图1所示，所述还原剂供给模块包括尿素泵5、尿素罐6和尿素喷射管7，所述尿素泵5将尿素罐6内的尿素通过尿素喷射管7喷洒到进烟管道4中；所述尿素泵5与控制模块连接。所述压缩空气辅助供给模块包括空压机8和空气罐9，所述空压机8将空气罐9中的空气输送到尿素泵5中提供压缩空气。所述燃气锅炉的排烟管道2、沼气内燃机的排烟管道3、进烟管道4通过管道三通10连接。
如图2所示，所述燃气锅炉的排烟管道2上设有烟气止回阀11；所述沼气内燃机的排烟管道3上设有烟气止回阀11。所述SCR反应器1的出口设有消音器12。所述燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统包括烟囱13，所述SCR反应器1的出口与烟囱13连接，所述烟囱13的出口距离地面的高度不小于15m。
如图1所示，该联合脱硝系统的工作原理为：控制模块根据NOx排放参数，使尿素泵5根据信号将尿素溶液从尿素罐6中抽出，计量、加压后送至管道内的喷枪，由压缩空气的引射作用下从尿素喷射管7喷出。尿素溶液遇进烟管道4内的高温烟气热解成氨气后经过SCR反应器1进行脱硝反应。控制模块根据废气流量、温度和NOx浓度精确计算出所需的尿素溶液喷射量，尿素泵5根据信号对尿素溶液进行调整, 从而保证时刻精确的尿素溶液喷射到排气管道。使沼气电机组烟气脱硝装置的净化效率达到最高，满足严格的排放指标。
图2中，燃气锅炉的排烟管道2为DN200mm的不锈钢管道，2t燃气锅炉排烟量约2200m3/h，排烟温度约为150℃；1.2WM沼气内燃机的排烟管道3为DN200mm的不锈钢管道，发电机组排烟量约为4500m3/h，排烟温度约为450℃。混合后烟气量为6700m3/h，排烟温度约为350℃。两路烟管通过三通接入进烟管道4，进烟管道4采用DN200mm不锈钢主管道。预留2m直管段用于喷射的尿素溶液被高温烟气充分混合，分解。后续进入SCR反应器1进行脱硝反应。各管段、设备接口处设置膨胀节。脱硝处理后的烟气经过消音器后，从烟囱排出，烟囱出口距离地平高度不小于15m。
优选的，SCR反应器内的烟气横向流动，在入口及出口段设导流装置，脱硝反应器设计为多层设计，方便后期升级，满足更加严格排放要求。在每个反应器进口、出口设置NOx浓度和温度传感器，以检测催化剂状态及脱硝效率。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：其包括SCR反应器、烟气监测模块、控制模块、还原剂供给模块、压缩空气辅助供给模块和进烟管道，所述燃气锅炉的排烟管道、沼气内燃机的排烟管道与进烟管道连接；所述压缩空气辅助供给模块与还原剂供给模块连接，提供压缩空气；所述还原剂供给模块设有还原剂出口，所述还原剂出口与SCR反应器的入口、进烟管道连接；所述烟气监测模块的探头设在SCR反应器的出口、进烟管道的入口；所述还原剂供给模块、烟气监测模块分别与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：所述还原剂供给模块包括尿素泵、尿素罐和尿素喷射管，所述尿素泵将尿素罐内的尿素通过尿素喷射管喷洒到进烟管道中；所述尿素泵与控制模块连接。
3.根据权利要求2所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：所述压缩空气辅助供给模块包括空压机和空气罐，所述空压机将空气罐中的空气输送到尿素泵中提供压缩空气。
4.根据权利要求2所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：其包括管道三通，所述管道三通的三端分别与燃气锅炉的排烟管道、沼气内燃机的排烟管道、进烟管道连接。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：其包括温度传感器，所述温度传感器的探头设在SCR反应器的入口和出口，所述温度传感器分别与控制模块连接。
6.根据权利要求5所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：所述燃气锅炉的排烟管道上设有烟气止回阀；所述沼气内燃机的排烟管道上设有烟气止回阀。
7.根据权利要求6所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：所述SCR反应器的出口设有消音器。
8.根据权利要求7所述的燃气锅炉与沼气内燃机的联合脱硝系统，其特征在于：其包括烟囱，所述SCR反应器的出口与烟囱连接，所述烟囱的出口距离地面的高度不小于15m。
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