CN112870949A - 一种氨水加热氨气的脱硝方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨水加热氨气的脱硝方法及装置，包括：步骤一，打开第一控制阀，将原始氨水注入储氨水箱后通过电加热器将原始氨水加热气化，得到第一氨气；步骤二，通过汽水分离装置分离所述第一氨气，得到第二氨气；步骤三，利用氨枪将所述第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内与锅炉烟气进行脱硝反应；从而通过调节第一氨气的浓度和纯度来提高脱硝效率，进而有效降低了氨逃逸率，减少硫酸氢氨的形成，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

Description

一种氨水加热氨气的脱硝方法及装置

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种氨水加热氨气的脱硝方法及装 置。

背景技术

依据《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》明确要求氮 氧化物排放浓度不高于50mg/m³，因此新建电厂机组多按照超低排放设计，已建 机组也必须脱硫和脱硝改造。随着脱硝效率的提高，氨逃逸率将会而呈急剧增长 趋势。

目前大部分循环流化床锅炉采用SNCR喷氨水方式进行脱硝，SNCR是一种无 催化剂作用下，在适合脱硝反应的温度窗口(850-1100℃)内喷入还原剂将烟气中 氮氧化物还原为氮气和水的方法，该方法常用还原剂有氨水、尿素和氢氨酸等， 所述还原剂通过高压蒸汽或压缩空气直接喷入反应区内，高温条件下还原剂会迅 速热分解成NH₃，然后选择性地与烟气中氮氧化物反应，整个过程中一般不与氧 发生反应，且不使用催化剂，故称为选择性非催化还原。

由于氨水的雾化效果及氨水浓度直接影响脱硝效果，因此只能采取氨水过喷 来满足烟气排放要求，这就造成氨逃逸过大，将引发的危害有：

(1)SCR催化剂孔道堵塞，SCR催化剂部分失效；

(2)排烟温度升高；

(3)引风机功耗增加；

(4)换热器堵塞，造成冲洗频繁，增加人力、物力投资费用；

(5)影响机组运行安全；□

(6)环境污染：氨气逃逸到大气；生成硫酸氨,增加烟囱细微颗粒排放。

因此，解决NH₃过喷造成氨逃逸率增加，已成为目前电厂急需解决的关键技 术问题之一。

目前，已经有一些脱硝方法及装置用以解决氨逃逸率增加的问题，但是普遍 能耗高、成本高、脱硝效率低且不能有效解决氨逃逸率高的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种氨水加热氨气的脱硝方法及装置，可以有效解决现有 技术中的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种氨水加热氨气的脱硝方法及装置，包括：

步骤一，打开第一控制阀，将原始氨水注入储氨水箱后通过电加热器将原始 氨水加热气化，得到第一氨气，其中，在加热气化的过程中，利用氨气浓度测量 仪测量第一氨气的浓度并将测得的浓度与预设浓度进行比较，若中控模块判定比 较结果不符合预设条件，所述中控模块控制所述电加热器升高温度以对第一氨气 的浓度进行调节；

当所述中控模块判定比较结果符合预设条件，所述中控模块控制气体纯度检 测仪检测第一氨气的纯度并将测得的纯度与预设纯度矩阵α0中的参数进行比 较，根据比较结果确定进入步骤二或调节压力或加入原始氨水；

根据比较结果，若所述中控模块确定调节压力，所述中控模块计算第一纯度 差值并将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，根据比较结果， 所述中控模块控制压力调节阀调节所述储氨水箱的压力；

根据比较结果，若所述中控模块确定加入原始氨水，所述中控模块控制密度 检测仪对第一氨气的密度进行测量并将测得的密度与预设密度区间矩阵ρ0中 的参数进行匹配，根据匹配结果计算氨水加入系数，计算完成时，所述中控模块 结合氨水加入系数计算第二纯度差值并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中 的参数进行比较，根据比较结果，所述中控模块控制第一控制阀加入原始氨水；

步骤二，根据比较结果，若所述中控模块确定进入步骤二，通过汽水分离装 置分离所述第一氨气，得到第二氨气；

步骤三，利用氨枪将所述第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内与锅炉烟气进 行脱硝反应，在进行脱硝反应时，利用烟气检测仪检测锅炉分离器入口烟道内的 烟气含量并结合预设预设浓度差值矩阵△η0中的参数将测得的烟气含量与预 设烟气含量进行比较，根据比较结果确定烟气含量是否符合标准，若符合标准， 所述中控模块判定所述脱硝反应完成，若不符合标准，所述中控模块控制所述氨 枪继续喷入第二氨气；

所述中控模块设置有预设浓度差值矩阵△η0(△η1,△η2,△η3,△η4), 其中，△η1表示预设浓度第一差值,△η2表示预设浓度第二差值,△η3表示 预设浓度第三差值,△η4表示预设浓度第四差值，△η1＜△η2＜△η3＜△η 4；

所述中控模块还设置有预设温度调节量矩阵H(H1,H2,H3,H4),其中，H1 表示预设温度第一调节量,H2表示预设温度第二调节量,H3表示预设温度第三调 节量,H4表示预设温度第四调节量；

在加热气化的过程中，所述氨气浓度测量仪测得的第一氨气浓度为η，所述 中控模块还设置有预设第一氨气浓度η0，在所述电加热器将原始氨水加热气化 的过程中，所述中控模块将η与η0进行比较：

若η≥η0，所述中控模块判定比较结果符合预设条件；

若η＜η0，所述中控模块判定比较结果不符合预设条件并计算浓度差值△η并 将其与预设浓度差值矩阵△η0中的参数进行比较，

若△η＜△η1，所述中控模块控制温度调节阀升高第一调节量H1的温度；

若△η1≤△η＜△η2，所述中控模块控制温度调节阀升高第二调节量H2 的温度；

若△η2≤△η＜△η3，所述中控模块控制温度调节阀升高第三调节量H3 的温度；

若△η3≤△η＜△η4，所述中控模块控制温度调节阀升高第四调节量H4 的温度；

若△η≥△η4，所述中控模块控制温度调节阀升高第一调节量H1+第三调 节量H3的温度；

所述浓度差值△η的计算公式如下：

△η＝(η0-η)×δ；

其中，δ表示浓度调节系数，δ＝0.9。

进一步地，所述中控模块还设置有预设纯度矩阵α0(αmin,αmax),其中， αmin表示预设最小纯度，αmax表示预设最大纯度，αmin＜αmax；

当所述中控模块判定比较结果符合预设条件时，所述中控模块控制气体纯度 检测仪检测第一氨气的纯度并将测得的纯度α与预设纯度矩阵α0中的参数进 行比较，

若αmin≤α≤αmax，说明第一氨气的浓度符合标准，进入步骤二；

若α＜αmin，所述中控模块确定调节压力；

若α＞αmax，所述中控模块确定加入原始氨水。

进一步地，所述中控模块还设置有预设第一纯度差值矩阵△αa0(△αa1, △αa2,△αa3),其中，△αa1表示预设第一浓度第一差值,△αa2表示预设第 一浓度第二差值,△αa3表示预设第一浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设压力调节量矩阵P(P1,P2,P3,P4),其中，P1 表示预设压力第一调节量,P2表示预设压力第二调节量,P3表示预设压力第三调 节量,P4表示预设压力第四调节量；

当所述中控模块确定调节压力时，所述中控模块计算第一纯度差值△αa并 将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，

若△αa＜△αa1，所述中控模块控制压力调节阀增大P1量的压力；

若△αa1≤△αa＜△αa2，所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2量的 压力；

若△αa2≤△αa＜△αa3,所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2+P3量 的压力；

若△αa≥△αa3,所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2+P3+P4量的压 力。

进一步地，所述第一纯度差值△αa的计算公式如下；

△αa＝(αmin-α)×ζ；

其中，ζ表示压力调节系数，ζ＝(αmin/α)×[(αmin-α)/(αmin+α)]。

进一步地，所述中控模块还设置有预设第二纯度差值矩阵△αb0(△αb1, △αb2,△αb3),其中，△αb1表示预设第二浓度第一差值,△αb2表示预设第 二浓度第二差值,△αb3表示预设第二浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设原始氨水加量矩阵m(m1,m2,m3,m4),其中，m1 表示预设原始氨水第一加量,m2表示预设原始氨水第二加量,m3表示预设原始氨 水第三加量,m4表示预设原始氨水第四加量；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检 测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹 配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，计算完成时，所述中控模块结合氨水加 入系数σ计算第二纯度差值△αb并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中的 参数进行比较：

若△αb＜△αb1，所述中控模块控制第一控制阀加入m1量的原始氨水；

若△αb1≤△αb＜△αb2，所述中控模块控制第一控制阀加入m2量的原始 氨水；

若△αb2≤△αb＜△αb3，所述中控模块控制第一控制阀加入m3量的原始 氨水；

若△αb≥△αb3，所述中控模块控制第一控制阀加入m4量的原始氨水。

进一步地，所述中控模块还设置有预设密度区间矩阵ρ0(ρ1,ρ2,ρ3,ρ4), 其中，ρ1表示预设第一密度区间,ρ2表示预设第二密度区间,ρ3表示预设第 三密度区间,ρ4表示预设第四密度区间；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检 测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹 配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，

若ρ在ρi范围内，σ＝(ρ/ρi)×(α/αmax)，i＝1,2,3,4。

进一步地，所述第二纯度差值△αb的计算公式如下：

△αb＝(α-αmax)×σ；

式中，σ表示氨水加入系数。

进一步地，所述中控模块还设置有预设烟气含量差值矩阵△A0(△A1,△A2, △A3,△A4),其中，△A1表示预设烟气含量第一差值,△A2表示预设烟气含量第 二差值,△A3表示预设烟气含量第三差值,△A4表示预设烟气含量第四差值；

所述中控模块还设置有预设第二氨气加量矩阵M(M1,M2,M3,M4),其中，M1 表示预设第二氨气第一加量,M2表示预设第二氨气第二加量,M3表示预设第二氨 气第三加量,M4表示预设第二氨气第四加量；

所述中控模块还设置有预设烟气含量A0；

所述烟气检测仪测得的烟气含量为A；

在所述进行脱硝反应的过程中，所述中控模块结合结合预设预设浓度差值矩 阵△η0中的参数将烟气含量A与预设烟气含量A0进行比较：

当△η＝△ηi时，i＝1,2,3,4,若A≤A0，说明烟气含量符合标准，所述中控 模块判定所述脱硝反应完成；

若A＞A0，所述中控模块计算烟气含量差值△A并将其与预设烟气含量差值 矩阵△A0中的参数进行比较，

若△A＝△A1，所述中控模块控制所述氨枪喷入2M1量的第二氨气；

若△A＝△A2，所述中控模块控制所述氨枪喷入3M2量的第二氨气；

若△A＝△A3，所述中控模块控制所述氨枪喷入4M3量的第二氨气；

若△A＝△A4，所述中控模块控制所述氨枪喷入M4量的第二氨气。

进一步地，所述烟气含量差值△A的计算公式如下：

△A＝(A-A0)×Φ；

其中，Φ表示烟气含量差值系数，Φ＝A/A0。

进一步地，包括：储氨水箱，设置在电加热器前，用以储存和加热气化原始 氨水；

电加热器，其出口设置有一根母管，母管上接有四根子管，所述电加热器用 以加热气化原始氨水；

氨枪，其与所述储氨水箱连接，用以将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内 进行脱硝反应；

汽水分离装置，其与所述储氨水箱连接，用以分离第一氨气中的固体颗粒或 液滴；

所述储氨水箱设置有第一控制阀、水位自动控制装置、压力调节阀和温度调 节阀，所述第一控制阀设置在所述储氨水箱上，用以控制所述储氨水箱是否加入 原始氨水；所述水位自动控制装置设置在所述储氨水箱内，用以确保供应的原始 氨水的连续性和稳定性；所述压力调节阀设置在所述储氨水箱上，用以调节所述 储氨水箱内的压力；所述温度调节阀设置在所述储氨水箱的上端侧面，用以调节 所述储氨水箱内的温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于通过将第一氨气浓度与预设第一氨 气浓度进行比较以确定第一氨气是否符合标准，通过将浓度差值与预设浓度差值 矩阵△η0中的参数进行比较以确定升高温度的量；通过将第一氨气纯度与预设 纯度矩阵α0中的参数进行比较，根据比较结果确定进入下一步或调节压力或加 入原始氨水，通过将第一纯度差值与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进 行比较，根据比较结果，控制压力控制阀调节储氨水箱的压力，通过将第一氨气 密度与预设第一氨气密度进行比较，根据比较结果进而确定第二纯度差值，通过 将第二纯度差值与预设第二纯度差值矩阵△αb0中的参数进行比较以确定加入 原始氨水的量，通过将烟气含量与预设烟气含量进行比较以确定脱硝反应是否完 成，通过将烟气含量差值与预设烟气含量差值矩阵△A0中的参数进行比较，根据比较结果以确定喷入第二氨气的量，进而本发明所述脱硝方法产生的氨气纯度 高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于现有技术，采 用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

进一步地，本发明实施例通过将第一氨气纯度与预设纯度矩阵α0中的参数 进行比较，根据比较结果确定进入下一步或调节压力或加入原始氨水，进而本发 明所述脱硝方法产生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了 氨逃逸率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

进一步地，本发明实施例通过将第一纯度差值与预设第一纯度差值矩阵△α a0中的参数进行比较，根据比较结果确定压力调节量并通过控制压力控制阀调 节储氨水箱的压力，进而本发明所述脱硝方法产生的氨气纯度高,无中间产物， 提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷 氨水方式能够降低成本和能耗。

进一步地，本发明实施例通过通过将第一氨气密度与预设第一氨气密度进行 比较，根据比较结果进而确定第二纯度差值，通过将第二纯度差值与预设第二纯 度差值矩阵△αb0中的参数进行比较以确定加入原始氨水的量，进而本发明所 述脱硝方法产生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃 逸率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

进一步地，本发明实施例通过将烟气含量与预设烟气含量进行比较以确定脱 硝反应是否完成，通过将烟气含量差值与预设烟气含量差值矩阵△A0中的参数 进行比较，根据比较结果以确定喷入第二氨气的量，进而本发明所述脱硝方法产 生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于 现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

进一步地，本发明实施例中的电加热器将储氨水箱中的原始氨水加热气化为 第一氨气，然后，通过汽水分离装置分离第一氨气中的固体颗粒或液滴，得到第 二氨气，最后，通过氨枪将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内进行脱硝反应， 从而能够通过直接加热气化氨水得到高纯度氨气，进而有效提高了脱硝效率，降 低了氨逃逸率，提高了锅炉效率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方 式能够降低成本和能耗。

附图说明

图1为本发明氨水加热氨气的脱硝装置的结构示意图；

图2为本发明氨水加热氨气的脱硝方法的流程示意图；

图中标记说明：1—电加热器；11—母管；111—疏水阀；112—排空阀；12 —子管；2—储氨水箱；21—第一控制阀；22—压力调节阀；23—温度调节阀； 24—水位自动控制装置；3—汽水分离装置；4—氨枪；5—锅炉分离器入口烟道； 6—可控硅电力调整器。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一 步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限 定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是， 这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”“下”“左”“右”“内” “外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅 仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以 是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域 技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，图1为本发明氨水加热氨气的脱硝装置的结构示意 图，图2为本发明氨水加热氨气的脱硝方法的流程示意图，本发明提供一种氨水 加热氨气的脱硝方法及装置，包括：

步骤一，打开第一控制阀21，将原始氨水注入储氨水箱2后通过电加热器1 将原始氨水加热气化，得到第一氨气；在这个过程中，利用氨气浓度测量仪测量 第一氨气的浓度并将测得的浓度与预设浓度进行比较，若中控模块判定比较结果 不符合预设条件，所述中控模块控制所述电加热器1升高温度以对第一氨气的浓 度进行调节；

若中控模块判定比较结果符合预设条件，所述中控模块控制气体纯度检测仪 检测第一氨气的纯度并将测得的纯度与预设纯度矩阵α0中的参数进行比较，根 据比较结果确定进入步骤二或调节压力或加入原始氨水；

根据比较结果，若所述中控模块确定调节压力，所述中控模块计算第一纯度 差值并将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，根据比较结果， 所述中控模块控制压力调节阀22调节所述储氨水箱2的压力；

根据比较结果，若所述中控模块确定加入原始氨水，所述中控模块控制密度 检测仪对第一氨气的密度进行测量并将测得的密度与预设密度区间矩阵ρ0中 的参数进行匹配，根据匹配结果计算氨水加入系数，计算完成时，所述中控模块 结合氨水加入系数计算第二纯度差值并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中 的参数进行比较，根据比较结果，所述中控模块控制第一控制阀21加入原始氨 水；

步骤二，根据比较结果，若所述中控模块确定进入步骤二，通过汽水分离装 置3分离所述第一氨气，得到第二氨气；

步骤三，利用氨枪4将所述第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道5内与锅炉烟 气进行脱硝反应，在这个过程中，利用烟气检测仪检测锅炉分离器入口烟道5 内的烟气含量并将测得的烟气含量与预设烟气含量进行比较，根据比较结果确定 烟气含量是否符合标准，若符合标准，所述中控模块判定所述脱硝反应完成，若 不符合标准，所述中控模块控制所述氨枪4继续喷入第二氨气；

其中，所述储氨水箱2、所述电加热器1、所述氨枪4分别与所述中控模块 连接，所述中控模块控制所述脱硝过程，其内设置有矩阵；

本发明所述实施例中的原始氨水浓度为20％；

所述中控模块设置有预设浓度差值矩阵△η0(△η1,△η2,△η3,△η4), 其中，△η1表示预设浓度第一差值,△η2表示预设浓度第二差值,△η3表示 预设浓度第三差值,△η4表示预设浓度第四差值，△η1＜△η2＜△η3＜△η 4；

所述中控模块还设置有预设温度调节量矩阵H(H1,H2,H3,H4),其中，H1 表示预设温度第一调节量,H2表示预设温度第二调节量,H3表示预设温度第三调 节量,H4表示预设温度第四调节量；

所述氨气浓度测量仪测得的第一氨气浓度为η；

所述中控模块还设置有预设第一氨气浓度η0；

在所述电加热器1将原始氨水加热气化的过程中，所述中控模块将η与η0 进行比较：

若η≥η0，所述中控模块判定比较结果符合预设条件；

若η＜η0，所述中控模块判定比较结果不符合预设条件并计算浓度差值△ η并将其与预设浓度差值矩阵△η0中的参数进行比较，

若△η＜△η1，所述中控模块控制温度调节阀23升高H1量的温度；

若△η1≤△η＜△η2，所述中控模块控制温度调节阀23升高H2量的温度；

若△η2≤△η＜△η3，所述中控模块控制温度调节阀23升高第三调节量 H3的温度；

若△η3≤△η＜△η4，所述中控模块控制温度调节阀23升高第四调节量 H4的温度；

若△η≥△η4，所述中控模块控制温度调节阀23升高H1+第三调节量H3 的温度；

所述浓度差值△η的计算公式如下：

△η＝(η0-η)×δ；

其中，δ表示浓度调节系数，δ＝0.9。

本发明实施例通过将第一氨气浓度与预设第一氨气浓度进行比较以确定第 一氨气是否符合标准，通过将浓度差值与预设浓度差值矩阵△η0中的参数进行 比较以确定升高温度的量；通过将第一氨气纯度与预设纯度矩阵α0中的参数进 行比较，根据比较结果确定进入下一步或调节压力或加入原始氨水，通过将第一 纯度差值与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，根据比较结果， 控制压力控制阀调节储氨水箱2的压力，通过将第一氨气密度与预设第一氨气密 度进行比较，根据比较结果进而确定第二纯度差值，通过将第二纯度差值与预设 第二纯度差值矩阵△αb0中的参数进行比较以确定加入原始氨水的量，通过将 烟气含量与预设烟气含量进行比较以确定脱硝反应是否完成，通过将烟气含量差 值与预设烟气含量差值矩阵△A0中的参数进行比较，根据比较结果以确定喷入 第二氨气的量，进而本发明所述脱硝方法产生的氨气纯度高,无中间产物，提高 了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水 方式能够降低成本和能耗。

具体而言，所述中控模块还设置有预设纯度矩阵α0(αmin,αmax),其中， αmin表示预设最小纯度，αmax表示预设最大纯度，αmin＜αmax；

当所述中控模块判定比较结果符合预设条件时，所述中控模块控制气体纯度 检测仪检测第一氨气的纯度并将测得的纯度α与预设纯度矩阵α0中的参数进 行比较，

若αmin≤α≤αmax，说明第一氨气的浓度符合标准，进入步骤二；

若α＜αmin，所述中控模块确定调节压力；

若α＞αmax，所述中控模块确定加入原始氨水。

本发明实施例通过将第一氨气纯度与预设纯度矩阵α0中的参数进行比较， 根据比较结果确定进入下一步或调节压力或加入原始氨水，进而本发明所述脱硝 方法产生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率， 相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

具体而言，所述中控模块还设置有预设第一纯度差值矩阵△αa0(△αa1, △αa2,△αa3),其中，△αa1表示预设第一浓度第一差值,△αa2表示预设第 一浓度第二差值,△αa3表示预设第一浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设压力调节量矩阵P(P1,P2,P3,P4),其中，P1 表示预设压力第一调节量,P2表示预设压力第二调节量,P3表示预设压力第三调 节量,P4表示预设压力第四调节量；

当所述中控模块确定调节压力时，所述中控模块计算第一纯度差值△αa并 将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，

若△αa＜△αa1，所述中控模块控制压力调节阀22增大P1量的压力；

若△αa1≤△αa＜△αa2，所述中控模块控制压力调节阀22增大P1+P2 量的压力；

若△αa2≤△αa＜△αa3,所述中控模块控制压力调节阀22增大P1+P2+P3 量的压力；

若△αa≥△αa3,所述中控模块控制压力调节阀22增大P1+P2+P3+P4量的 压力。

本发明实施例通过将第一纯度差值与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参 数进行比较，根据比较结果确定压力调节量并通过控制压力控制阀调节储氨水箱 2的压力，进而本发明所述脱硝方法产生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱 硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式 能够降低成本和能耗。

具体而言，所述第一纯度差值△αa的计算公式如下；

△αa＝(αmin-α)×ζ；

其中，ζ表示压力调节系数，ζ＝(αmin/α)×[(αmin-α)/(αmin+α)]。

具体而言，所述中控模块还设置有预设第二纯度差值矩阵△αb0(△αb1, △αb2,△αb3),其中，△αb1表示预设第二浓度第一差值,△αb2表示预设第 二浓度第二差值,△αb3表示预设第二浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设原始氨水加量矩阵m(m1,m2,m3,m4),其中，m1 表示预设原始氨水第一加量,m2表示预设原始氨水第二加量,m3表示预设原始氨 水第三加量,m4表示预设原始氨水第四加量；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检 测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹 配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，计算完成时，所述中控模块结合氨水加 入系数σ计算第二纯度差值△αb并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中的 参数进行比较：

若△αb＜△αb1，所述中控模块控制第一控制阀21加入m1量的原始氨水；

若△αb1≤△αb＜△αb2，所述中控模块控制第一控制阀21加入m2量的 原始氨水；

若△αb2≤△αb＜△αb3，所述中控模块控制第一控制阀21加入m3量的 原始氨水；

若△αb≥△αb3，所述中控模块控制第一控制阀21加入m4量的原始氨水。

本发明实施例通过通过将第一氨气密度与预设第一氨气密度进行比较，根据 比较结果进而确定第二纯度差值，通过将第二纯度差值与预设第二纯度差值矩阵 △αb0中的参数进行比较以确定加入原始氨水的量，进而本发明所述脱硝方法 产生的氨气纯度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比 于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

具体而言，所述中控模块还设置有预设密度区间矩阵ρ0(ρ1,ρ2,ρ3,ρ4), 其中，ρ1表示预设第一密度区间,ρ2表示预设第二密度区间,ρ3表示预设第 三密度区间,ρ4表示预设第四密度区间；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检 测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹 配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，

若ρ在ρi范围内，σ＝(ρ/ρi)×(α/αmax)，i＝1,2,3,4。

具体而言，所述第二纯度差值△αb的计算公式如下：

△αb＝(α-αmax)×σ；

式中，σ表示氨水加入系数。

具体而言，所述中控模块还设置有预设烟气含量差值矩阵△A0(△A1,△A2, △A3,△A4),其中，△A1表示预设烟气含量第一差值,△A2表示预设烟气含量第 二差值,△A3表示预设烟气含量第三差值,△A4表示预设烟气含量第四差值；

所述中控模块还设置有预设第二氨气加量矩阵M(M1,M2,M3,M4),其中，M1 表示预设第二氨气第一加量,M2表示预设第二氨气第二加量,M3表示预设第二氨 气第三加量,M4表示预设第二氨气第四加量；

所述中控模块还设置有预设烟气含量A0；

所述烟气检测仪测得的烟气含量为A；

在所述进行脱硝反应的过程中，所述中控模块结合结合预设预设浓度差值矩 阵△η0中的参数将烟气含量A与预设烟气含量A0进行比较：

当△η＝△ηi时，i＝1,2,3,4,若A≤A0，说明烟气含量符合标准，所述中控 模块判定所述脱硝反应完成；

若A＞A0，所述中控模块计算烟气含量差值△A并将其与预设烟气含量差值 矩阵△A0中的参数进行比较，

若△A＝△A1，所述中控模块控制所述氨枪4喷入2M1量的第二氨气；

若△A＝△A2，所述中控模块控制所述氨枪4喷入3M2量的第二氨气；

若△A＝△A3，所述中控模块控制所述氨枪4喷入4M3量的第二氨气；

若△A＝△A4，所述中控模块控制所述氨枪4喷入M4量的第二氨气。

本发明实施例通过将烟气含量与预设烟气含量进行比较以确定脱硝反应是 否完成，通过将烟气含量差值与预设烟气含量差值矩阵△A0中的参数进行比较， 根据比较结果以确定喷入第二氨气的量，进而本发明所述脱硝方法产生的氨气纯 度高,无中间产物，提高了脱硝效率，有效降低了氨逃逸率，相比于现有技术， 采用喷氨气方式比喷氨水方式能够降低成本和能耗。

具体而言，所述烟气含量差值△A的计算公式如下：

△A＝(A-A0)×Φ；

其中，Φ表示烟气含量差值系数，Φ＝A/A0。

具体而言，储氨水箱2，设置在电加热器1前，用以储存和加热气化原始氨 水；

电加热器1，其出口设置有一根母管11，母管11上接有四根子管12，子管 12均插入所述储氨水箱2内，所述电加热器1用以加热气化原始氨水；

氨枪4，其与所述储氨水箱2连接，用以将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟 道5内进行脱硝反应；

汽水分离装置3，其与所述储氨水箱2连接，用以分离第一氨气中的固体颗 粒或液滴。

本发明所述实施例中的母管中的第一氨气经汽水分离装置分离后，得到第二 氨气和氨水，氨水重新送回储氨水箱。

本发明所述实施例中的的储氨水箱2共有两个，电加热器1共有两个，所述 母管11和子管12均为316L不锈钢管，其中，母管11的尺寸为Φ50*3mm，子管 12的尺寸为Φ10*2mm，每根子管12上接有阀门可以控制；所述氨枪4也称为喷 枪，直接接入SNCR喷氨水管后将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道5内进行脱 硝反应，所述氨枪4的根数根据实际投入需要进行设置。

本发明实施例中的电加热器1将储氨水箱2中的原始氨水加热气化为第一氨 气，然后，通过汽水分离装置3分离第一氨气中的固体颗粒或液滴，得到第二氨 气，最后，通过氨枪4将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道5内进行脱硝反应， 从而能够通过直接加热气化氨水得到高纯度氨气，进而有效提高了脱硝效率，降 低了氨逃逸率，提高了锅炉效率，相比于现有技术，采用喷氨气方式比喷氨水方 式能够降低成本和能耗。

具体而言，所述储氨水箱2设置有第一控制阀21、水位自动控制装置24、 压力调节阀22和温度调节阀23，所述第一控制阀21设置在所述储氨水箱2上， 用以控制所述储氨水箱2是否加入原始氨水；所述水位自动控制装置24设置在 所述储氨水箱2内，用以确保供应的原始氨水的连续性和稳定性；所述压力调节 阀22设置在所述储氨水箱2上，用以调节所述储氨水箱2内的压力；所述温度 调节阀23设置在所述储氨水箱2的上端侧面，用以调节所述储氨水箱2内的温 度。从而能够通过第一控制阀21和水位自动控制装置24对原始氨水的用量进行 精确调节，通过压力调节阀22和温度调节阀23对第一氨气进行调节，进而有效提高了脱硝效率，降低了氨逃逸率，提高了锅炉效率。

具体而言，所述母管11上设置有疏水阀111和排空阀112，所述疏水阀111 用以排水，所述排空管用以排出空气。从而能够更加精确控制第一氨气的质量。

具体而言，所述电加热器1电源端接有可控硅电力调整器6，所述可控硅电 力调整器6用以调整加入原始氨水的量。从而能够精确控制加入原始氨水的量。

具体而言，所述氨枪4的枪头型式为喷头式“一”字型，喷射角可达80-90 度。

本发明所述实施例中的枪头尺寸规格2mm*2.5mm(间隙2mm，深度2.5mm)， 氨枪4枪管的管径为Φ10*2mm，材质为310s；

本发明所述实施例中的氨枪4的枪头型式为喷头式“一”字型可提高射程， 喷射角相对比现有喷头也更广，进而能够提高了脱硝效率，降低了氨逃逸率。

本领域技术人员可以理解的是，本实施例采用的气泡密度检测装置基于脉冲 波原理进行检测，其为本领域常规手段，不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是， 本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方 式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出 等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围 之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所 作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，包括：

步骤一，打开第一控制阀，将原始氨水注入储氨水箱后通过电加热器将原始氨水加热气化，得到第一氨气，其中，在加热气化的过程中，利用氨气浓度测量仪测量第一氨气的浓度并将测得的浓度与预设浓度进行比较，若中控模块判定比较结果不符合预设条件，所述中控模块控制所述电加热器升高温度以对第一氨气的浓度进行调节；

当所述中控模块判定比较结果符合预设条件，所述中控模块控制气体纯度检测仪检测第一氨气的纯度并将测得的纯度与预设纯度矩阵α0中的参数进行比较，根据比较结果确定进入步骤二或调节压力或加入原始氨水；

根据比较结果，若所述中控模块确定调节压力，所述中控模块计算第一纯度差值并将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，根据比较结果，所述中控模块控制压力调节阀调节所述储氨水箱的压力；

根据比较结果，若所述中控模块确定加入原始氨水，所述中控模块控制密度检测仪对第一氨气的密度进行测量并将测得的密度与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹配，根据匹配结果计算氨水加入系数，计算完成时，所述中控模块结合氨水加入系数计算第二纯度差值并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中的参数进行比较，根据比较结果，所述中控模块控制第一控制阀加入原始氨水；

步骤二，根据比较结果，若所述中控模块确定进入步骤二，通过汽水分离装置分离所述第一氨气，得到第二氨气；

步骤三，利用氨枪将所述第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内与锅炉烟气进行脱硝反应，在进行脱硝反应时，利用烟气检测仪检测锅炉分离器入口烟道内的烟气含量并结合预设预设浓度差值矩阵△η0中的参数将测得的烟气含量与预设烟气含量进行比较，根据比较结果确定烟气含量是否符合标准，若符合标准，所述中控模块判定所述脱硝反应完成，若不符合标准，所述中控模块控制所述氨枪继续喷入第二氨气；

所述中控模块设置有预设浓度差值矩阵△η0(△η1,△η2,△η3,△η4),其中，△η1表示预设浓度第一差值,△η2表示预设浓度第二差值,△η3表示预设浓度第三差值,△η4表示预设浓度第四差值，△η1＜△η2＜△η3＜△η4；

所述中控模块还设置有预设温度调节量矩阵H(H1,H2,H3,H4),其中，H1表示预设温度第一调节量,H2表示预设温度第二调节量,H3表示预设温度第三调节量,H4表示预设温度第四调节量；

在加热气化的过程中，所述氨气浓度测量仪测得的第一氨气浓度为η，所述中控模块还设置有预设第一氨气浓度η0，在所述电加热器将原始氨水加热气化的过程中，所述中控模块将η与η0进行比较：

若η≥η0，所述中控模块判定比较结果符合预设条件；

若η＜η0，所述中控模块判定比较结果不符合预设条件并计算浓度差值△η并将其与预设浓度差值矩阵△η0中的参数进行比较，

若△η＜△η1，所述中控模块控制温度调节阀升高第一调节量H1的温度；

若△η1≤△η＜△η2，所述中控模块控制温度调节阀升高第二调节量H2的温度；

若△η2≤△η＜△η3，所述中控模块控制温度调节阀升高第三调节量H3的温度；

若△η3≤△η＜△η4，所述中控模块控制温度调节阀升高第四调节量H4的温度；

若△η≥△η4，所述中控模块控制温度调节阀升高第一调节量H1+第三调节量H3的温度；

所述浓度差值△η的计算公式如下：

△η＝(η0-η)×δ；

其中，δ表示浓度调节系数，δ＝0.9。

2.根据权利要求1所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述中控模块还设置有预设纯度矩阵α0(αmin,αmax),其中，αmin表示预设最小纯度，αmax表示预设最大纯度，αmin＜αmax；

当所述中控模块判定比较结果符合预设条件时，所述中控模块控制气体纯度检测仪检测第一氨气的纯度并将测得的纯度α与预设纯度矩阵α0中的参数进行比较，

若αmin≤α≤αmax，说明第一氨气的浓度符合标准，进入步骤二；

若α＜αmin，所述中控模块确定调节压力；

若α＞αmax，所述中控模块确定加入原始氨水。

3.根据权利要求2所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述中控模块还设置有预设第一纯度差值矩阵△αa0(△αa1,△αa2,△αa3),其中，△αa1表示预设第一浓度第一差值,△αa2表示预设第一浓度第二差值,△αa3表示预设第一浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设压力调节量矩阵P(P1,P2,P3,P4),其中，P1表示预设压力第一调节量,P2表示预设压力第二调节量,P3表示预设压力第三调节量,P4表示预设压力第四调节量；

当所述中控模块确定调节压力时，所述中控模块计算第一纯度差值△αa并将其与预设第一纯度差值矩阵△αa0中的参数进行比较，

若△αa＜△αa1，所述中控模块控制压力调节阀增大P1量的压力；

若△αa1≤△αa＜△αa2，所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2量的压力；

若△αa2≤△αa＜△αa3,所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2+P3量的压力；

若△αa≥△αa3,所述中控模块控制压力调节阀增大P1+P2+P3+P4量的压力。

4.根据权利要求3所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述第一纯度差值△αa的计算公式如下；

△αa＝(αmin-α)×ζ；

其中，ζ表示压力调节系数，ζ＝(αmin/α)×[(αmin-α)/(αmin+α)]。

5.根据权利要求2所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述中控模块还设置有预设第二纯度差值矩阵△αb0(△αb1,△αb2,△αb3),其中，△αb1表示预设第二浓度第一差值,△αb2表示预设第二浓度第二差值,△αb3表示预设第二浓度第三差值；

所述中控模块还设置有预设原始氨水加量矩阵m(m1,m2,m3,m4),其中，m1表示预设原始氨水第一加量,m2表示预设原始氨水第二加量,m3表示预设原始氨水第三加量,m4表示预设原始氨水第四加量；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，计算完成时，所述中控模块结合氨水加入系数σ计算第二纯度差值△αb并将其与预设第二纯度差值矩阵△αb0中的参数进行比较：

若△αb＜△αb1，所述中控模块控制第一控制阀加入m1量的原始氨水；

若△αb1≤△αb＜△αb2，所述中控模块控制第一控制阀加入m2量的原始氨水；

若△αb2≤△αb＜△αb3，所述中控模块控制第一控制阀加入m3量的原始氨水；

若△αb≥△αb3，所述中控模块控制第一控制阀加入m4量的原始氨水。

6.根据权利要求5所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述中控模块还设置有预设密度区间矩阵ρ0(ρ1,ρ2,ρ3,ρ4),其中，ρ1表示预设第一密度区间,ρ2表示预设第二密度区间,ρ3表示预设第三密度区间,ρ4表示预设第四密度区间；

当所述中控模块确定加入原始氨水时，所述中控模块控制所述密度检测仪检测第一氨气的密度并将测得的密度ρ与预设密度区间矩阵ρ0中的参数进行匹配并根据匹配结果计算氨水加入系数σ，

若ρ在ρi范围内，σ＝(ρ/ρi)×(α/αmax)，i＝1,2,3,4。

7.根据权利要求5所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述第二纯度差值△αb的计算公式如下：

△αb＝(α-αmax)×σ；

式中，σ表示氨水加入系数。

8.根据权利要求1所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述中控模块还设置有预设烟气含量差值矩阵△A0(△A1,△A2,△A3,△A4),其中，△A1表示预设烟气含量第一差值,△A2表示预设烟气含量第二差值,△A3表示预设烟气含量第三差值,△A4表示预设烟气含量第四差值；

所述中控模块还设置有预设第二氨气加量矩阵M(M1,M2,M3,M4),其中，M1表示预设第二氨气第一加量,M2表示预设第二氨气第二加量,M3表示预设第二氨气第三加量,M4表示预设第二氨气第四加量；

所述中控模块还设置有预设烟气含量A0；

所述烟气检测仪测得的烟气含量为A；

在所述进行脱硝反应的过程中，所述中控模块结合结合预设预设浓度差值矩阵△η0中的参数将烟气含量A与预设烟气含量A0进行比较：

当△η＝△ηi时，i＝1,2,3,4,若A≤A0，说明烟气含量符合标准，所述中控模块判定所述脱硝反应完成；

若A＞A0，所述中控模块计算烟气含量差值△A并将其与预设烟气含量差值矩阵△A0中的参数进行比较，

若△A＝△A1，所述中控模块控制所述氨枪喷入2M1量的第二氨气；

若△A＝△A2，所述中控模块控制所述氨枪喷入3M2量的第二氨气；

若△A＝△A3，所述中控模块控制所述氨枪喷入4M3量的第二氨气；

若△A＝△A4，所述中控模块控制所述氨枪喷入M4量的第二氨气。

9.根据权利要求8所述的氨水加热氨气的脱硝方法，其特征在于，所述烟气含量差值△A的计算公式如下：

△A＝(A-A0)×Φ；

其中，Φ表示烟气含量差值系数，Φ＝A/A0。

10.根据权利要求1-9任一项利用氨水加热氨气的脱硝方法的脱硝装置，其特征在于，包括：

储氨水箱，设置在电加热器前，用以储存和加热气化原始氨水；

电加热器，其出口设置有一根母管，母管上接有四根子管，所述电加热器用以加热气化原始氨水；

氨枪，其与所述储氨水箱连接，用以将第二氨气喷入锅炉分离器入口烟道内进行脱硝反应；

汽水分离装置，其与所述储氨水箱连接，用以分离第一氨气中的固体颗粒或液滴；

所述储氨水箱设置有第一控制阀、水位自动控制装置、压力调节阀和温度调节阀，所述第一控制阀设置在所述储氨水箱上，用以控制所述储氨水箱是否加入原始氨水；所述水位自动控制装置设置在所述储氨水箱内，用以确保供应的原始氨水的连续性和稳定性；所述压力调节阀设置在所述储氨水箱上，用以调节所述储氨水箱内的压力；所述温度调节阀设置在所述储氨水箱的上端侧面，用以调节所述储氨水箱内的温度。

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