CN113912083B - 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法 - Google Patents

一种提高scr热解炉尿素热解率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113912083B
CN113912083B CN202110697839.5A CN202110697839A CN113912083B CN 113912083 B CN113912083 B CN 113912083B CN 202110697839 A CN202110697839 A CN 202110697839A CN 113912083 B CN113912083 B CN 113912083B
Authority
CN
China
Prior art keywords
urea
unit time
water
pyrolysis furnace
temperature air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110697839.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113912083A (zh
Inventor
李小健
吴桦
纪代智
侯生存
周晓明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Chaohu Power Generation Co Ltd
Original Assignee
Huaneng Chaohu Power Generation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Chaohu Power Generation Co Ltd filed Critical Huaneng Chaohu Power Generation Co Ltd
Priority to CN202110697839.5A priority Critical patent/CN113912083B/zh
Publication of CN113912083A publication Critical patent/CN113912083A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113912083B publication Critical patent/CN113912083B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/08—Preparation of ammonia from nitrogenous organic substances
    • C01C1/086—Preparation of ammonia from nitrogenous organic substances from urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法，包括以下步骤：得到尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度；得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量和单位时间内的第一供水量；得到单位时间内的第二供水量；得到单位时间内的需水量；若单位时间内的第一供水量与单位时间内的第二供水量之和＜单位时间内的需水量，则向尿素热解炉内通入水蒸气，并控制单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量＝单位时间内的需水量‑单位时间内的第一供水量‑单位时间内的第二供水量。本发明可以有效提高尿素热解率，从而减少尿素热解炉结晶。

Description

一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法。
背景技术
近年来，为了保护环境，政府对发电厂NOx的排放的要求愈发严格。为了满足最新的排放要求，很多火力电厂安装了脱硝设备，选择性催化还原反应(Selective CatalystReduction，简称SCR)因其脱硝效率高、工作温度低等优点在大型电站锅炉上得到了广泛的应用。
SCR的还原剂是NH3，其来源主要是尿素，液氨等。基于安全性考虑，尿素热解获取NH3的技术路线获得广泛应用，其工作原理是利用高温空气作为热源，将尿素溶液完全分解为NH3，NH3作为还原剂进入SCR反应器，在催化剂的作用下还原氮氧化物。其中，尿素热解获取NH3的化学反应方程式为：CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2。
在已投运的尿素热解装置中，尿素热解率低，造成尿素热解炉中下部、尾部出口存在尿素结晶以及尿素热解反应副产物，其中尿素热解装置所在地空气的温湿度条件变化对尿素结晶情况的影响尤为明显；这同时也造成了尿素资源浪费，增加了发电厂经营成本。现有专利文献中，解决尿素热解率低、尿素热解炉结晶方法总结起来，主要有以下两种：(1)提高尿素在热解炉内的停留时间；(2)减少热解炉内温度不均匀，其不足之处在于没有考虑到尿素热解是一种化学反应，化学反应进行程度与反应物的浓度有很大关系。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法。
本发明提出的一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法，包括以下步骤：
S1、获取尿素热解炉所在地的常温空气湿度和常温空气湿度，得到尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度；
S2、基于尿素溶液的浓度和流量，计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量和单位时间内的第一供水量；
S3、基于高温空气的流量和S1得到的尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度，计算得到单位时间内的第二供水量；
S4、基于尿素与水的摩尔比和S2得到的单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，计算得到单位时间内的需水量；
S5、将S2得到的单位时间内的第一供水量与S3得到的单位时间内的第二供水量之和与S4得到的单位时间内的需水量进行比较，若单位时间内的第一供水量与单位时间内的第二供水量之和＜单位时间内的需水量，则向尿素热解炉内通入水蒸气，并控制单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量＝单位时间内的需水量-单位时间内的第一供水量-单位时间内的第二供水量。
所述步骤S1中，采用空气温湿度计测量尿素热解炉所在地的常温空气湿度和常温空气湿度。
优选地，所述步骤S2中，采用第一流量计测量尿素溶液的流量。
优选地，所述步骤S3中，采用第二流量计测量高温空气的流量。
优选地，所述步骤S5中，采用第三流量计测量水蒸气的流量，得到单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量，并以第三流量计的测量值作为反馈，通过水蒸气流量调节阀对单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量进行控制。
优选地，所述步骤S5中，水蒸气与高温空气充分混合后进入尿素热解炉。
优选地，所述步骤S4中，尿素与水的摩尔比为1：(5-6)。
优选地，所述步骤S1中，尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度ρw常温空气根据尿素热解炉所在地的常温空气温度t常温空气和常温空气湿度RH常温空气，通过湿空气焓湿图得到。
优选地，所述步骤S2中，根据公式Q尿素＝Q尿素溶液×ω尿素溶液计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量Q尿素，式中为Q尿素溶液为尿素溶液的质量流量，ω尿素溶液为尿素溶液的质量百分比浓度；根据公式Q水1＝Q尿素溶液-Q尿素计算得到单位时间内的第一供水量Q水1。
优选地，所述步骤S3中，根据公式Q水2＝W高温空气×ρw常温空气，式中W高温空气为高温空气的质量流量，ρw常温空气为尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度。
优选地，所述步骤S4中，根据公式n尿素/水＝(Q尿素/M尿素)/(Q水/M水)，计算得到单位时间内的需水量Q水，式中n尿素/水为尿素与水的摩尔比，Q尿素为单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，M尿素为尿素的相对分子质量，M水为水的相对分子质量。
本发明的有益效果如下：
本发明根据化学反应动力学原理以及实际运行的经验值，确定热解炉内反应物尿素与水的最佳摩尔比范围，得到尿素充分反应的需水量，并结合尿素热解炉所在地常温空气的绝对温湿度、进入尿素热解炉内的高温空气的流量以及尿素溶液的浓度和流量，得到当前运行工况下的供水量，当供水量小于需水量时，通过向尿素热解炉内通入水蒸气进行补充，从而保证尿素热解炉内的反应物满足最佳的反应摩尔比范围，有效提高尿素热解率，从而减少尿素热解炉结晶。采用该方法，可以使尿素热解炉装置在不同的空气温湿度条件下均能保持极低的尿素结晶发生率，使其达到正常检修周期，有效降低了装置的运行成本。
附图说明
图1为本发明具体实施例方法的流程图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法，包括以下步骤：
S1、获取尿素热解炉所在地的常温空气温度和常温空气湿度，得到尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度；
S2、基于尿素溶液的质量百分比浓度和质量流量，计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量和单位时间内的第一供水量；
S3、基于高温空气的质量流量和S1得到的尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度，计算得到单位时间内的第二供水量；
S4、基于尿素与水的摩尔比和S2得到的单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，计算得到单位时间内的需水量；
S5、将S2得到的单位时间内的第一供水量与S3得到的单位时间内的第二供水量之和与S4得到的单位时间内的需水量进行比较，若单位时间内的第一供水量与单位时间内的第二供水量之和＜单位时间内的需水量，则向尿素热解炉内通入水蒸气，并控制单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量＝单位时间内的需水量-单位时间内的第一供水量-单位时间内的第二供水量。
所述步骤S4中，尿素与水的摩尔比为1：(5-6)。
所述步骤S1中，尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度ρw常温空气根据尿素热解炉所在地的常温空气温度t常温空气和常温空气湿度RH常温空气，通过湿空气焓湿图得到。
所述步骤S2中，根据公式Q尿素＝Q尿素溶液×ω尿素溶液计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量Q尿素，式中为Q尿素溶液为尿素溶液的质量流量，ω尿素溶液为尿素溶液的质量百分比浓度；根据公式Q水1＝Q尿素溶液-Q尿素计算得到单位时间内的第一供水量Q水1。
所述步骤S3中，根据公式Q水2＝W高温空气×ρw常温空气，式中W高温空气为高温空气的质量流量，ρw常温空气为尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度。
所述步骤S4中，根据公式n尿素/水＝(Q尿素/M尿素)/(Q水/M水)，计算得到单位时间内的需水量Q水，式中n尿素/水为尿素与水的摩尔比，Q尿素为单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，M尿素为尿素的相对分子质量，M水为水的相对分子质量。
所述步骤S1中，采用空气温湿度计测量尿素热解炉所在地的常温空气温度和常温空气湿度。
所述步骤S2中，采用第一流量计测量尿素溶液的质量流量。
所述步骤S3中，采用第二流量计测量高温空气的体积流量。
所述步骤S5中，采用第三流量计测量水蒸气的质量流量，得到单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量Q水蒸气，并以第三流量计的测量值作为反馈，通过水蒸气流量调节阀对Q水蒸气进行控制。
所述步骤S5中，水蒸气与高温空气充分混合后进入尿素热解炉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取尿素热解炉所在地的常温空气温度和常温空气湿度，得到尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度；
S2、基于尿素溶液的浓度和流量，计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量和单位时间内的第一供水量；
S3、基于高温空气的流量和S1得到的尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度，计算得到单位时间内的第二供水量；
S4、基于尿素与水的摩尔比和S2得到的单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，计算得到单位时间内的需水量；
S5、将S2得到的单位时间内的第一供水量与S3得到的单位时间内的第二供水量之和与S4得到的单位时间内的需水量进行比较，若单位时间内的第一供水量与单位时间内的第二供水量之和＜单位时间内的需水量，则向尿素热解炉内通入水蒸气，并控制单位时间内进入尿素热解炉的水蒸气量＝单位时间内的需水量-单位时间内的第一供水量-单位时间内的第二供水量。
2.根据权利要求1所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，所述步骤S4中，尿素与水的摩尔比为1：(5-6)。
3.根据权利要求2所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，所述步骤S1中，尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度ρw常温空气根据尿素热解炉所在地的常温空气温度t常温空气和常温空气湿度RH常温空气，通过湿空气焓湿图得到。
4.根据权利要求3所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据公式Q尿素＝Q尿素溶液×ω尿素溶液计算得到单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量Q尿素，式中为Q尿素溶液为尿素溶液的质量流量，ω尿素溶液为尿素溶液的质量百分比浓度；根据公式Q水1＝Q尿素溶液-Q尿素计算得到单位时间内的第一供水量Q水1。
5.根据权利要求4所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据公式Q水2＝W高温空气×ρw常温空气，式中W高温空气为高温空气的质量流量，ρw常温空气为尿素热解炉所在地常温空气的绝对湿度。
6.根据权利要求5所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据公式n尿素/水＝(Q尿素/M尿素)/(Q水/M水)，计算得到单位时间内的需水量Q水，式中n尿素/水为尿素与水的摩尔比，Q尿素为单位时间内进入尿素热解炉的尿素质量，M尿素为尿素的相对分子质量，M水为水的相对分子质量。
7.根据权利要求1-6任一项所述的提高SCR热解炉尿素热解率的方法，其特征在于，水蒸气与高温空气充分混合后进入尿素热解炉。
CN202110697839.5A 2021-06-23 2021-06-23 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法 Active CN113912083B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110697839.5A CN113912083B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110697839.5A CN113912083B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113912083A CN113912083A (zh) 2022-01-11
CN113912083B true CN113912083B (zh) 2023-06-27

Family

ID=79232766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110697839.5A Active CN113912083B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113912083B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8940543B2 (en) * 2011-05-11 2015-01-27 Fuel Tech, Inc. Diagnostic tool and process for assessing thermal urea gasification performance
CN202710535U (zh) * 2012-05-10 2013-01-30 燃料技术公司 用于量化尿素转化率的设备以及包括该设备的用于优化尿素气化的系统
JP2014005745A (ja) * 2012-06-21 2014-01-16 Yanmar Co Ltd 尿素水噴射装置
DE102013215891B4 (de) * 2012-08-15 2020-12-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Reduktionsmittellösungszusammensetzung im Abgassystem eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
CN113912083A (zh) 2022-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102654776B (zh) 烟气脱硝的喷氨量控制方法和装置
US9387436B2 (en) Exhaust-gas purification device and method for the reduction of nitrogen oxides from an exhaust gas of a fossil-fired power plant
CN105169917A (zh) 一种基于氨氮摩尔比检测及调控的sncr-scr联合脱硝系统和方法
CN109493250A (zh) 一种scr反应器的脱硝能力的评估方法
RU2010120163A (ru) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОГО ВЫХЛОПА ОКИСЛОВ АЗОТА, NOx И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ
CN101870480B (zh) 一种尿素固体干式热解制氨气的方法
TWI583436B (zh) 選擇性催化ＮＯｘ還原及控制方法與裝置
CN106295166A (zh) 一种scr脱硝装置氨逃逸量测算方法及其应用
CN113912083B (zh) 一种提高scr热解炉尿素热解率的方法
CN204996327U (zh) 一种基于氨氮摩尔比检测及调控的sncr-scr联合脱硝系统
CN214106467U (zh) 氨气流量调节装置及脱硝系统
CN106955592A (zh) 可降低scr脱硝系统二氧化硫/三氧化硫转化率的尿素热解制氨结构和方法
CN116272364A (zh) 一种拟真实排气环境的scr尿素水溶液喷雾可视化装置及方法
JPH08281074A (ja) 尿素を用いた脱硝装置
CN110013752A (zh) 一种轧钢加热炉烟气脱硝系统及工艺
JP3831804B2 (ja) 排ガスの脱硝装置
CN106582226B (zh) 一种以含氨废气为脱硝剂的锅炉脱硝工艺
KR20140102794A (ko) Lng 가스 터빈 복합화력 발전소의 배기가스 중 질소산화물을 처리하는 방법
Gan et al. New approach into NOx removal from flue gas by carbohydrazide
CN216987584U (zh) 一种用于w火焰炉脱硝的尿素热解系统
CN206460011U (zh) 一种可冲洗型脱硝催化剂评价装置
CN111318148A (zh) 一种二甲胺或三甲胺尾气用于蓄热式高温氧化炉除硝装置及方法
CN206229206U (zh) 锅炉烟气的scr脱硝装置
CN219848977U (zh) 一种船舶动力装置烟气的脱硝装置
CN204495802U (zh) 一种应用于氨逃逸测量校准设备的加热装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant