CN205700151U - 尿素溶液加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种尿素溶液加热系统，包括锅炉炉膛、加热器、反应系统、尿素溶液供给系统及锅炉尾部烟道，所述锅炉炉膛具有空气预热器；上述锅炉尾部烟道具有将上述锅炉炉膛与所述反应系统连通的锅炉尾部脱硝前烟道及将反应系统与空气预热器连通的烟气尾部脱硝后烟道；所述尿素溶液供给系统设有穿过所述换热器的尿素溶液管道，并直接连接反应系统内；所述尿素溶液管道先穿过锅炉尾部烟道进行预加热。通过将可输送尿素溶液的尿素溶液管道在高温加热之前，先在锅炉尾部烟道内作预加热，降低尿素溶液在常温直接进入高温状态下对设备的腐蚀性。

Description

尿素溶液加热系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种燃煤电厂用的烟气脱硝系统，尤其涉及一种对其所用的尿素溶液加热的尿素溶液加热系统。

【背景技术】

燃煤电厂烟气中的氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，目前主要应用选择性催化还原技术(SCR)治理烟气中的氮氧化物的排放，即利用还原剂有选择性的与烟气中的氮氧化物反应，并生成无毒无污染的氮气(N₂)和水(H₂O)，达到脱硝环保的目的。脱硝系统常用的还原剂有液氨、氨水及尿素溶液，选择尿素作为还原剂，具有安全性高、来源广泛、易于运输和储存等特点，在环保领域得到了广泛的应用，其作用原理是将尿素溶液通过热解装置热解成氨气，送至SCR系统中，再与烟气发生化学反应，实现脱硝环保的目的。

请参阅于2011年12月7日公告的中国发明专利第201120063430.x号，揭露一种锅炉烟气脱硝系统，包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统，与所述氨基物质溶液制备系统连接的位于锅炉外的氨基物质溶液(即尿素溶液)供给及控制装置，以及位于锅炉转向室内的氨基物质溶液喷射器组，所述氨基物质溶液喷射器组与所述氨基物质溶液供给及控制装置之间通过氨基物质溶液输送管道连接，所述氨基物质溶液喷射器组布置在烟气温度为300-700℃的锅炉转向室内。上述锅炉烟气脱硝系统，是通过氨基物质溶液制备系统直接喷入锅炉中进行分解，生成氨气，并进入SCR系统中，这种结构增加了氨气的流经长度，无形中损耗了氨气，并增加了运行成本，且对后序流经的设备容易产生腐蚀，喷射器组直接安置在炉内，一旦发生故障，必经进入炉内维护，带来较多不便。并且该尿素溶液直接喷入锅炉内，在尿素溶液由常温35℃状态下，直接喷入高温中，容易对设备产生腐蚀性，影响设备的使用寿命。

由此，需要涉及一种实用需求的尿素溶液加热系统来适应市场需求。

【实用新型内容】

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种降低腐蚀性的尿素溶液加热系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现：一种尿素溶液加热系统，包括锅炉 炉膛1、加热器2、反应系统3、尿素溶液供给系统4及锅炉尾部烟道5，所述锅炉炉膛具有空气预热器14；上述锅炉尾部烟道具有将上述锅炉炉膛1与所述反应系统连通的锅炉尾部脱硝前烟道51及将反应系统与空气预热器连通的烟气尾部脱硝后烟道52；所述尿素溶液供给系统4设有穿过所述加热器2的尿素溶液管道41，并直接连接反应系统3内；所述尿素溶液管道先穿过锅炉尾部烟道5进行预加热。

进一步改进方案有：所述尿素溶液供给系统4的尿素溶液管道41穿过上述锅炉尾部脱硝前烟道51后进入上述加热器2。

进一步改进方案有：所述尿素溶液供给系统(4)的尿素溶液管道41穿过上述锅炉尾部脱硝后烟道52。

进一步改进方案有：所述加热器2为换热器，该换热器包括换热腔体21、连接换热腔体一端的进烟管道22、连接换热腔体另一端的出烟管道23，且所述进烟管道另一端连通上述锅炉炉膛1，所述尿素溶液管道41穿过所述换热器进入反应系统内。

进一步改进方案有：所述加热器为电加热器，并对尿素溶液换热后达到450℃以上后进入反应系统内。

本实用新型的有益效果如下：通过将可输送尿素溶液的尿素溶液管道在高温加热之前，先在锅炉尾部烟道内作预加热，降低尿素溶液在常温直接进入高温状态下对设备的腐蚀性。

【附图说明】

图1为本实用新型尿素溶液加热系统中的锅炉烟气脱硝工艺系统的示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，为本实用新型一种尿素溶液加热系统中的锅炉烟气脱硝工艺系统的实施方式，其包括锅炉炉膛1、加热器2、SCR反应器3、尿素溶液供给系统4、锅炉尾部烟道、热解炉6及一次热风系统7。

所述锅炉炉膛1是生成高温烟气的设备，其内设有过热器11、锅炉转向器12、锅炉省煤器13及位于下端的空气预热器14。在本实施方式中，该加热器为换热器，当然，该加热器也可为电加热器。如下以换热器作实施说明，该加热器2包括换热腔体21、连接换热腔体一端的进烟管道22、连接换热腔体另一端的出烟管道23，且该进烟管道22另一端连通上述锅炉炉膛1，由此，该锅炉炉膛1的高温烟气经过进烟管道22进入所述加热器2中，作为换热介质，并经加热 器2的另一端连接的出烟管道23排入空气预热器14内。当然，该加热器2可以是管壳式、套管式等形式换热器。所述锅炉尾部烟道具有将SCR反应器3与空气预热器14连通的锅炉尾部脱硝前烟道52。

所述尿素溶液供给系统4设有尿素溶液管道41及给料泵42，通过给料泵42施压将尿素溶液供给系统4的尿素溶液由尿素溶液管道41输送到所述加热器2中，经过所述加热器2进行换热后，由尿素溶液管道41传送到热解炉6内，发生雾化，在本实施方式中，经过所述加热器2排出的尿素溶液保持到450℃高温以上。

上述锅炉尾部烟道具有将所述锅炉炉膛1与所述SCR反应器3相互连通的锅炉尾部脱硝前烟道51及锅炉尾部脱硝后烟道52，所述热解炉2设有出风管道44，并连通所述SCR反应器3。所述一次热风系统7具有风道71及连接在风道内的风机(未图示)，该风道连接至上述热解炉6内，以传送热风进入热解炉作为热源内，在本实施方式中，该风道71穿过空气预热器14，由空气预热器作为风道内空气加热的热源，且风道内的热风达到280℃传输到所述热解炉6内，相对现有技术，有利于降低制造热源的制造成本。

在本实施方式中，所述尿素溶液管道41先经过所述锅炉尾部脱硝前烟道51进行预热(如交汇a处)，再连接至所述加热器2中，有利于降低尿素溶液的在常温下直接进入高温加热器2中对设备的腐蚀性。当然，该尿素溶液管道41也可先经过所述锅炉尾部脱硝后烟道52进行预加热(如交汇b处)，或者该尿素溶液管道41也可先经过所述出烟管道23进行预加热(如交汇c处)，或者将该尿素溶液管道41经过所述锅炉尾部脱硝后烟道51、锅炉尾部脱硝后烟道52及出烟管道23共同进行预加热。

在本实施方式中，通过如下工序实现制氨流程：

由所述锅炉炉膛1内的高温烟气作为换热介质，通过上述进烟管道22引入到所述加热器2的换热腔体21中；同时，所述尿素溶液供给系统4内的尿素溶液通过给料泵42传输到尿素溶液管道41内，并流经上述加热器2进行换热，在尿素溶液被换热以后，以达到450℃高温状态下，再传输到所述热解炉6中，并发生雾化气化现象，再通过一次热风系统7传输热风进入所述热解炉6内作为热源；另外，因锅炉炉膛1的锅炉尾部烟道5连接到所述SCR反应器3中，该烟气与雾化气化后的尿素溶液充分接触，分解成氨气，俗称脱硝，其中，化学反应简易方程式如下：

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂

本实用新型通过从锅炉炉膛1直接引出高温烟气作为加热器2的换热介质，可提供一种投资少、节能降耗的锅炉烟气脱硝工艺系统，适应目前低碳环保的发展需求，另外本实用新型采用一次热风系统7作为热源，与直接解热后的尿素溶液输送入热解炉内，更有利于节约热源，降低制造成本；而且相对现有技术，本实用新型不仅减少了氨气的损耗，而且提供一种运行安全可靠的锅炉烟气脱硝工艺系统，并且所有锅炉炉膛高温烟气均进行了脱硝处理，提供了排放洁净度，并有利于节能环保。并且通过将尿素溶液在所述锅炉尾部脱硝前烟道51进行预热，再连接至所述加热器2中，有利于防止尿素溶液的在常温下直接进入加热器2中对设备的腐蚀性。

Claims (5)

1.一种尿素溶液加热系统，包括锅炉炉膛(1)、加热器(2)、反应系统(3)、尿素溶液供给系统(4)及锅炉尾部烟道(5)，所述锅炉炉膛具有空气预热器(14)；其特征在于：上述锅炉尾部烟道具有将上述锅炉炉膛(1)与所述反应系统连通的锅炉尾部脱硝前烟道(51)及将反应系统与空气预热器连通的烟气尾部脱硝后烟道(52)；所述尿素溶液供给系统(4)设有穿过所述加热器(2)的尿素溶液管道(41)，并直接连接反应系统(3)内；所述尿素溶液管道先穿过锅炉尾部烟道(5)进行预加热。

2.如权利要求1所述的尿素溶液加热系统，其特征在于：所述尿素溶液供给系统(4)的尿素溶液管道(41)穿过上述锅炉尾部脱硝前烟道(51)后进入上述加热器(2)。

3.如权利要求1所述的尿素溶液加热系统，其特征在于：所述尿素溶液供给系统(4)的尿素溶液管道(41)穿过上述锅炉尾部脱硝后烟道(52)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的尿素溶液加热系统，其特征在于：所述加热器(2)为换热器，该换热器包括换热腔体(21)、连接换热腔体一端的进烟管道(22)、连接换热腔体另一端的出烟管道(23)，且所述进烟管道另一端连通上述锅炉炉膛(1)，所述尿素溶液管道(41)穿过所述换热器进入反应系统内。

5.如权利要求1至3中任一项所述的尿素溶液加热系统，其特征在于：所述加热器为电加热器，并对尿素溶液换热后达到450℃以上后进入反应系统内。