CN111249906A - 一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法 - Google Patents

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王晓冰
牛国平
张广才
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Abstract

本发明公开了一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法，除盐水母管的入口处设置有第三手动阀门、第二过滤器及自力式减压阀，混合器的一个入口依次经转子流量计、止回阀及节流阀与除盐水母管相连通，混合器的另一个入口依次经电磁流量计、调节阀及第二手动阀门与尿素溶液母管相连通，混合器的出口与喷枪的入口相连通，该系统及方法能够使得尿素直喷热解系统在不同的运行工况下，通过调节进入到喷枪中尿素溶液的流量，保证进入尿素热解喷枪的液体压力稳定在最佳的工况点，保证尿素直喷热解系统各喷枪稳定的雾化效果，使得尿素直喷热解系统稳定可靠运行。

Description

一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法
技术领域
本发明涉及一种计量分配系统及方法，具体涉及一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法。
背景技术
由于液氨是一种有毒的危险化学品，近年来，以尿素制备还原剂的 SCR脱硝技术获得了广泛的应用。传统的尿素热解技术和尿素水解技术是两种应用比较广泛的还原剂制备技术。尿素热解需要使用电加热器或高温烟气换热器将热一次风加热到500～600℃，送入到热解炉内使尿素溶液热解得到SCR脱硝反应的还原剂；而尿素水解技术是利用一定温度和压力(0.4～0.6MPa、140～160℃)的蒸汽在水解反应器内使尿素溶液发生水解反应，产生SCR脱硝反应的还原剂。这两种尿素制氨技术都需要单独的热解或水解系统来产生氨气，并且都需要消耗大量热源，系统较为复杂，能耗较高，运行成本较高，在一定程度上制约了尿素热解和水解技术的工程应用。而尿素烟道直喷热解技术是将尿素溶液雾化喷入烟道中，利用高温烟气(温度在300-700℃)的热量将尿素溶液热解生成 NH3和HNCO，供下游SCR脱硝反应使用。
由于烟道尺寸一般比较大，为了获得比较好的热解产物与烟气混合均匀性，通常需要在烟道内布置多支喷枪。在尿素直喷热解系统实际运行时，由于机组工况的变化造成脱硝系统入口NOx变化，从而需要改变进入尿素热解喷枪的尿素溶液流量，进入尿素热解喷枪的液相只有尿素溶液，那么进入喷枪的液体压力会发生变化，从而影响喷枪的雾化效果。在某些工况，尿素热解喷枪所需要的尿素溶液流量较小，喷枪伸入烟道内较远，容易造成喷枪内低流速的尿素溶液蒸发，从而堵塞喷枪。因此在应用尿素直喷热解工艺时，需要设计除盐水与尿素溶液混合后再进入尿素热解喷枪内。由于烟道尿素直喷热解技术需要布置较多数量的喷枪，如果每支喷枪都设计单独的稀释系统进行实时的调节，则需要大量的调节阀组，一方面系统成本增加，另一方面也增加了系统调节的难度。
所以为了使尿素直喷热解系统稳定高效的运行，需要设计一种系统简单、自动调节便捷计量分配系统。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法，该系统及方法能够使得尿素直喷热解系统在不同的运行工况下，通过调节进入到喷枪中尿素溶液的流量，保证进入尿素热解喷枪的液体压力稳定在最佳的工况点，保证尿素直喷热解系统各喷枪稳定的雾化效果，使得尿素直喷热解系统稳定可靠运行。
为达到上述目的，本发明所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统包括尿素溶液母管、除盐水母管、喷枪及混合器，其中，尿素溶液母管的入口处设置有第一手动阀门及第一过滤器，除盐水母管的入口处设置有第三手动阀门、第二过滤器及自力式减压阀，混合器的一个入口依次经转子流量计、止回阀及节流阀与除盐水母管相连通，混合器的另一个入口依次经电磁流量计、调节阀及第二手动阀门与尿素溶液母管相连通，混合器的出口与喷枪的入口相连通。
喷枪为单流体雾化喷枪。
还包括压缩气体母管，其中，喷枪为双流体雾化喷枪，其中，双流体雾化喷枪的一个入口与混合器的出口相连通，双流体雾化喷枪的另一个入口与压缩气体母管相连通。
双流体雾化喷枪的入口依次经手动压力调节阀及第四手动阀门与压缩空气母管相连通。
压缩空气母管的入口处设置有第五手动阀门、第三过滤器及过滤减压阀。
本发明所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配方法包括以下步骤：
尿素溶液母管的尿素溶液依次经第一手动阀门、第一过滤器、第二手动阀门、调节阀及电磁流量计进入到混合器中，除盐水母管中的除盐水依次经第三手动阀门、第二过滤器、自力式减压阀、节流阀、止回阀及转子流量计进入到混合器中，尿素溶液与除盐水在混合器中进行混合，然后送入喷枪中，通过喷枪喷入到烟道内，其中，通过自力式减压阀将除盐水母管内的除盐水压力调节至预设压力，根据机组运行工况，调节进入到各混合器中尿素溶液的流量，其中，在自力式减压阀的作用下，当进入到混合器中尿素溶液的流量变化时，则会引起进入到该混合器中除盐水的流量变化，并最终达到压力平衡，使得喷枪液体入口处的压力稳定在最佳工况点处，继而达到各喷枪的最佳雾化效果。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统及方法在具体操作时，通过自力式减压阀将除盐水母管内的除盐水的压力调节值预设压力，根据机组运行工况，调节进入到各混合器中尿素溶液的流量，其中，在自力式减压阀的作用下，当进入到各混合器中尿素溶液的流量变化时，则会引起进入到该混合器中除盐水的流量变化，并最终达到压力平衡，使得喷枪液体入口处的压力稳定在最佳工况点处，保证进入尿素热解喷枪的液体压力稳定在最佳的工况点，保证尿素直喷热解系统各喷枪稳定的雾化效果，使得尿素直喷热解系统稳定可靠运行。
附图说明
图1为本发明中实施例一的结构示意图；
图2为本发明中实施例二的结构示意图。
其中，1为第一手动阀门、2为第一过滤器、3为第二手动阀门、4 为调节阀、5为电磁流量计、6为节流阀、7为止回阀、8为转子流量计、 9为混合器、10为喷枪、11为第三手动阀门、12为第二过滤器、13为自力式减压阀、14为第五手动阀门、15为第三过滤器、16为过滤减压阀、17为第四手动阀门、18为手动压力调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
本发明所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统包括尿素溶液母管、除盐水母管、喷枪10及混合器9，其中，尿素溶液母管的入口处设置有第一手动阀门1及第一过滤器2，除盐水母管的入口处设置有第三手动阀门11、第二过滤器12及自力式减压阀13，混合器9的一个入口依次经转子流量计8、止回阀7及节流阀6与除盐水母管相连通，混合器9的另一个入口依次经电磁流量计5、调节阀4及第二手动阀门3 与尿素溶液母管相连通，混合器9的出口与喷枪10的入口相连通，其中，喷枪10为单流体雾化喷枪。
本实施例的具体工作过程为：
尿素溶液母管的尿素溶液依次经第一手动阀门1、第一过滤器2、第二手动阀门3、调节阀4及电磁流量计5进入到混合器9中，除盐水母管中的除盐水依次经第三手动阀门11、第二过滤器12、自力式减压阀 13、节流阀6、止回阀7及转子流量计8进入到混合器9中，尿素溶液与除盐水在混合器9中进行混合，然后送入喷枪10中，通过喷枪10喷入到烟道内，其中，通过自力式减压阀13将除盐水母管内的除盐水压力调节至预设压力，根据机组运行工况，调节进入到各混合器9中尿素溶液的流量，其中，在自力式减压阀13的作用下，当进入到混合器9中尿素溶液的流量变化时，则会引起进入到该混合器9中除盐水的流量变化，并最终达到压力平衡，使得喷枪10液体入口处的压力稳定在最佳工况点处，继而达到各喷枪10的最佳雾化效果。
实施例二
本发明所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统包括尿素溶液母管、除盐水母管、压缩气体母管、喷枪10及混合器9，其中，尿素溶液母管的入口处设置有第一手动阀门1及第一过滤器2，除盐水母管的入口处设置有第二手动阀门3、第二过滤器12及自力式减压阀13，混合器9的一个入口依次经转子流量计8、止回阀7及节流阀6与除盐水母管相连通，混合器9的另一个入口依次经电磁流量计5、调节阀4及第三手动阀门11与尿素溶液母管相连通，混合器9的出口与喷枪10的入口相连通。
双流体雾化喷枪10的一个入口与混合器9的出口相连通，双流体雾化喷枪的另一个入口与压缩气体母管相连通；双流体雾化喷枪的入口依次经手动压力调节阀18及第四手动阀门17与压缩空气母管相连通；压缩空气母管的入口处设置有第五手动阀门14、第三过滤器15及过滤减压阀16。
本实施例的具体过程为：
压缩空气母管中的压缩空气依次经第五手动阀门14、第三过滤器 15、过滤减压阀16、第四手动阀门17及手动压力调节阀18进入到喷枪 10中，尿素溶液母管的尿素溶液依次经第一手动阀门1、第一过滤器2、第二手动阀门3、调节阀4及电磁流量计5进入到混合器9中，除盐水母管中的除盐水依次经第三手动阀门11、第二过滤器12、自力式减压阀 13、节流阀6、止回阀7及转子流量计8进入到混合器9中，尿素溶液与除盐水在混合器9中进行混合，然后送入喷枪10中，通过喷枪10喷入到烟道内，其中，通过自力式减压阀13将除盐水母管内的除盐水压力调节至预设压力，根据机组运行工况，调节进入到各混合器9中尿素溶液的流量，其中，在自力式减压阀13的作用下，当进入到混合器9中尿素溶液的流量变化时，则会引起进入到该混合器9中除盐水的流量变化，并最终达到压力平衡，使得喷枪10液体入口处的压力稳定在最佳工况点处，继而达到各喷枪10的最佳雾化效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，其特征在于，包括尿素溶液母管、除盐水母管、喷枪(10)及混合器(9)，其中，尿素溶液母管的入口处设置有第一手动阀门(1)及第一过滤器(2)，除盐水母管的入口处设置有第三手动阀门(11)、第二过滤器(12)及自力式减压阀(13)，混合器(9)的一个入口依次经转子流量计(8)、止回阀(7)及节流阀(6)与除盐水母管相连通，混合器(9)的另一个入口依次经电磁流量计(5)、调节阀(4)及第二手动阀门(3)与尿素溶液母管相连通，混合器(9)的出口与喷枪(10)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，其特征在于，喷枪(10)为单流体雾化喷枪。
3.根据权利要求1所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，其特征在于，还包括压缩气体母管，其中，喷枪(10)为双流体雾化喷枪，其中，双流体雾化喷枪的一个入口与混合器(9)的出口相连通，双流体雾化喷枪的另一个入口与压缩气体母管相连通。
4.根据权利要求3所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，其特征在于，双流体雾化喷枪的入口依次经手动压力调节阀(18)及第四手动阀门(17)与压缩空气母管相连通。
5.根据权利要求4所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，其特征在于，压缩空气母管的入口处设置有第五手动阀门(14)、第三过滤器(15)及过滤减压阀(16)。
6.一种用于尿素直喷热解工艺的计量分配方法，其特征在于，基于权利要求1所述的用于尿素直喷热解工艺的计量分配系统，包括以下步骤：
尿素溶液母管的尿素溶液依次经第一手动阀门(1)、第一过滤器(2)、第二手动阀门(3)、调节阀(4)及电磁流量计(5)进入到混合器(9)中，除盐水母管中的除盐水依次经第三手动阀门(11)、第二过滤器(12)、自力式减压阀(13)、节流阀(6)、止回阀(7)及转子流量计(8)进入到混合器(9)中，尿素溶液与除盐水在混合器(9)中进行混合，然后送入喷枪(10)中，通过喷枪(10)喷入到烟道内，其中，通过自力式减压阀(13)将除盐水母管内的除盐水压力调节至预设压力，根据机组运行工况，调节进入到各混合器(9)中尿素溶液的流量，其中，在自力式减压阀(13)的作用下，当进入到混合器(9)中尿素溶液的流量变化时，则会引起进入到该混合器(9)中除盐水的流量变化，并最终达到压力平衡，使得喷枪(10)液体入口处的压力稳定在最佳工况点处，继而达到各喷枪(10)的最佳雾化效果。
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