CN204637957U - 一种烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种烟气脱硝装置，包括经输送泵连接计量混合模块（3）的尿素溶液存储罐（1），该计量混合模块上设有第二软化水进口（31）、尿素水进口（32）及混合水出水口（33）；该输送泵连接该计量混合模块的尿素水进口，该第二软化水进口连接循环水稀释模块（5）的稀释水出水口（51），该混合水出水口连接分配模块（4）的尿素溶液入口（41）；该分配模块上设有尿素溶液入口、压缩空气入口（42）、朝向烟气设置的喷嘴及余水出口（44），该循环水稀释模块上设有稀释水出水口、第一软化水进口（53）及循环水回水口（52），该分配模块的余水出口连接循环水稀释模块的循环水回水口。本实用新型建设周期短、投资少,适合于对中小型锅炉改造。

Description

一种烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、焚化炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等的烟气脱硝装置。

背景技术

中国是燃煤大国，燃煤机组发电在我国一直占主导地位，煤燃烧产生大量污染物，如NOx、SO2，对人体、环境和生态系统危害极大。近年来世界各国，尤其是工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发，并进行了一定的工业应用，主要有：等离子体法，如电子束照射法，电晕法；固体吸附与再生技术，如固体吸附法，NOxSO工艺，CuO吸收还原法，Pahlman烟气脱硫脱硝工艺等；氧化法，如臭氧氧化法；溶液吸收法，如NaClO₂法，亚铁螯合剂法，钴氨溶液法等。

在火电机组排放的大气污染物中,氮氧化物是最近三十多年中受到极大关注的一种污染物。科学已经证明氮氧化物在酸雨的形成和对臭氧层的破坏中所起的作用。世界上一些工业发达国家对氮氧化物的排放制定了非常严格的标准。我国氮氧化物的排放量中近70 %来自于煤炭的直接燃烧。根据有关部门的预计,今后我国GDP年均增长7%左右,随着我国经济的稳定增长,国民经济和社会发展,NOx排放浓度也会相应增大。电力工业是我国的燃煤大户,电力工业的发展,又将导致NOx排放量越来越大；如果不加强控制,NOx对我国大气环境污染所造成的后果将越来越严重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种烟气脱硝装置，其建设周期短、投资少、脱硝效率中等 , 比较适合于对中小型电厂锅炉的改造。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种烟气脱硝装置，其包括经输送泵连接计量混合模块的尿素溶液存储罐，该计量混合模块上设有第二软化水进口、尿素水进口及混合水出水口；该输送泵连接该计量混合模块的尿素水进口，该第二软化水进口连接循环水稀释模块的稀释水出水口，该混合水出水口连接分配模块的尿素溶液入口；该分配模块上设有尿素溶液入口、压缩空气入口、朝向锅炉烟气设置的多个喷嘴及余水出口，该循环水稀释模块上设有稀释水出水口、第一软化水进口及循环水回水口，该分配模块的余水出口连接循环水稀释模块的循环水回水口。

所述计量混合模块的第二软化水进口和尿素水进口分别经电动球阀、电动调节阀、流量传感器、止回阀连接管道混合器的两输入口，该管道混合器的输出口经压力传感器连接混合水出水口。

所述喷嘴前端设置截止阀及流量计。

所述循环水回水口经自力型压力控制阀连接水泵的进水口，水泵出水口经压力传感器及流量传感器连接稀释水出水口，同时该第一软化水进口连接该水泵的进水口。

本实用新型将饱和浓度的尿素溶液储存于尿素溶液储罐中，尿素溶液储罐中的尿素溶液通过输送泵送入计量分配模块中，而软化水与循环水则通过循环水稀释模块，进入计量混合模块，与尿素溶液通过计量混合配成一定比例的尿素溶液后，通过分配模块与压缩空气混合后通过喷嘴雾化颗粒状的尿素并送入锅炉烟气中，与烟气中的NOx 进行反应而生成 N2和H2O，而分配模块中多于的尿素溶液则通过循环水稀释模块进行稀释后再次经计量混合模块进入系统进行反应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型脱硝效率可达40%以上，氨逃逸率小于5ppm，而且尿素颗粒或尿素溶液在运输和储存的安全性远远高于液氨。

2、本实用新型以尿素作为还原剂进行脱硝，占地面积小、对锅炉改造的工作量少、施工安装周期短、节省投资，较适合于老厂改造，对于场地受限的电厂的脱硝改造将有一定优势。

3、本实用新型将喷嘴多余的尿素溶液输送至计量混合模块，使之在分配模块与计量模块之间循环，以保证反应剂的持续供应并保持尿素溶液维持一定的温度。

4、本实用新型通过计量混合模块和分配模块精确计量和独立控制到锅炉或焚化炉内每个喷射区的尿素溶液浓度。

5、本实用新型分配模块能控制到每个喷嘴的雾化/冷却空气、混合的化学剂和冷却水的流量；空气、混合的化学剂在该模块上调节，达到适当的空气/液体质量比率，取得最佳的 NOx 还原效果。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

图2为本实用新型计量分配模块外部结构图。

图3为本实用新型计量分配模块结构原理图。

图4为本实用新型分配模块结构原理图。

图5为本实用新型循环水稀释模块外部结构图。

图6为本实用新型循环水稀释模块结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型的下述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属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结构形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

如图1-图6所示，本实用新型烟气脱硝装置包括经输送泵2连接计量混合模块3的尿素溶液存储罐1。该计量混合模块3上设有第二软化水进口31、尿素水进口32及混合水出水口33，该输送泵2连接该计量混合模块3的尿素水进口32，该第二软化水进口31连接循环水稀释模块5的稀释水出水口51，该混合水出水口33连接分配模块4的尿素溶液入口41。该分配模块4上设有尿素溶液入口41、压缩空气入口42、朝向锅炉烟气设置的多个喷嘴43及余水出口44。该循环水稀释模块5上设有稀释水出水口51、第一软化水进口53及循环水回水口52。该分配模块4的余水出口44连接循环水稀释模块5的循环水回水口52。

本实用新型使用时，将含有NHx基的饱和浓度尿素溶液储存于尿素溶液存储罐1中，尿素溶液存储罐1中的尿素溶液通过输送泵2送入计量混合模块3中，而软化水与循环水则通过循环水稀释模块5进入计量混合模块3，与尿素溶液通过计量混合配成一定比例的尿素溶液后，通过分配模块4与从分配模块4的压缩空气入口42进入的压缩空气混合后通过安装在屏式过热器区域的喷嘴43雾化颗粒状的尿素后送入锅炉炉膛内温度为900℃-1100℃的区域烟气中，尿素迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的 NOx进行SNCR反应而生成N2和H2O，而分配模块4中多余的尿素溶液则通过循环水稀释模块5进行稀释后再次进入计量混合模块3进行反应。

本实用新型使用时涉及的化学反应过程为：

CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O

CO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O

6NO2+8NH3—>7N2+12H2O

如图2、图3所示，本实用新型计量混合模块3包括箱体30，该第二软化水进口31、尿素水进口32及混合水出水口33都设置于箱体30上，该第二软化水进口31和尿素水进口32分别经电动球阀35、电动调节阀36、流量传感器37、止回阀38连接管道混合器39的两输入口，该管道混合器39的输出口经压力传感器34连接混合水出水口33。该电动球阀35、电动调节阀36、流量传感器37、止回阀38、管道混合器39、压力传感器34及管道、电控系统等集中在箱体30内，且所有材质均采用304或316不锈钢。使用时，循环水稀释模块4输出的软化水通过第二软化水进口31进入，与通过尿素水进口32进入的尿素溶液经过管道混合器39混合均匀后通过混合水出水口33进入分配模块4，其中流量传感器37在线检测流量，压力传感器34在线检测系统压力，且该流量传感器37及压力传感器34分别连接PLC控制器，该电动球阀35，电动调节阀36也与PLC控制器连接，PLC控制器通过响应来自于机组燃烧控制系统、NOx 和氧监视器的控制信号，经电动球阀35，电动调节阀36自动调节软化水和尿素溶液的流量。

该分配模块4上设有尿素溶液入口41、压缩空气入口42、朝向锅炉烟气设置的多个喷嘴43及余水出口44本实用新型的分配模块4用来控制到每个喷嘴的雾化/冷却空气、混合的化学剂和冷却水的流量。空气、混合的化学剂可以在分配模块4上调节，达到适当的空气/液体质量比率，取得最佳的 NOx 还原效果；如图4所示，从计量混合模块3出来的调节好浓度的尿素溶液，通过尿素溶液入口41，与通过压缩空气入口42进入的压缩空气混合后进入喷嘴43，喷嘴43前端设置截止阀及流量计45，溶液与空气的流量可通过流量计45进行显示，并可通过截止阀进行调节，以达到适当的空气/液体质量比率，取得最佳的 NOx 还原效果。

如图5、图6所示，该循环水稀释模块5包括箱体50，该稀释水出水口51、第一软化水进口53及循环水回水口52设置在箱体50上。该循环水回水口52经自力型压力控制阀54连接不锈钢水泵55的进水口，不锈钢水泵55的出水口经压力传感器56及流量传感器57连接稀释水出水口51。该第一软化水进口53也连接该不锈钢水泵55的进水口。该自力型压力控制阀54，不锈钢水泵55，压力传感器56，流量传感器57及其他的球阀，止回阀，过滤器，管道，电控系统等集中在箱体50内，所有材质均采用304或316不锈钢。使用时，循环水回水通过循环水回水口52进入系统，当循环水的压力达到自力型压力控制阀54的开启压力时，则自力型压力控制阀54开启，循环水进入系统，与通过软化水进水口53进入系统的软化水一起，经过过滤器过滤掉系统中的杂质后通过不锈钢水泵55增压后，顺序经压力传感器56、流量传感器57、稀释水出水口51进入到计量混合模块3中，其中压力传感器56在线检测不锈钢水泵55后的压力，而流量传感器57则在线检测系统的流量，两者检测的数据传输给控制系统，控制系统通过变频器控制不锈钢水泵55的频率，从而控制系统的流量与压力。

Claims (4)

1.一种烟气脱硝装置，其特征在于包括经输送泵（2）连接计量混合模块（3）的尿素溶液存储罐（1），该计量混合模块（3）上设有第二软化水进口（31）、尿素水进口（32）及混合水出水口（33）；该输送泵（2）连接该计量混合模块（3）的尿素水进口（32），该第二软化水进口（31）连接循环水稀释模块（5）的稀释水出水口（51），该混合水出水口（33）连接分配模块（4）的尿素溶液入口（41）；该分配模块上设有尿素溶液入口（41）、压缩空气入口（42）、朝向锅炉烟气设置的多个喷嘴（43）及余水出口（44），该循环水稀释模块上设有稀释水出水口（51）、第一软化水进口（53）及循环水回水口（52），该分配模块的余水出口（44）连接循环水稀释模块的循环水回水口（52）。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硝装置，其特征在于，所述计量混合模块的第二软化水进口（31）和尿素水进口（32）分别经电动球阀（35）、电动调节阀（36）、流量传感器（37）、止回阀（38）连接管道混合器（39）的两输入口，该管道混合器的输出口经压力传感器（34）连接混合水出水口（33）。

3.根据权利要求2所述的烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷嘴前端设置截止阀及流量计。

4.根据权利要求3所述的烟气脱硝装置，其特征在于，所述循环水回水口（52）经自力型压力控制阀（54）连接水泵（55）的进水口，水泵出水口经压力传感器（56）及流量传感器（57）连接稀释水出水口（51），同时该第一软化水进口（53）连接该水泵（55）的进水口。