CN208049698U - 一种无稀释水sncr脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无稀释水SNCR脱硝装置，包括顺次连接的氨水储存系统、氨水输送系统和喷射系统，喷射系统上设压缩空气系统，氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统连至控制系统，控制系统连接烟气在线监测系统和测温元件。本实用新型利用烟气在线监测系统和测温元件实时信号反馈，控制系统控制氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统作业，无稀释水系统，提高运行和操作稳定性，减少稀释水导致的热效率损失及因大量水喷入高温待脱硝装置带来的一系列问题，脱硝效率高，节省空间，不用昂贵催化剂或更换引风机，溶液喷射量自动调节，无需大规模改造锅炉，建设周期短，施工简单，降低成本，无二次污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体或蒸气的分离；从气体中回收挥发性溶剂的蒸气；废气例如发动机废气、烟气、烟雾、烟道气或气溶胶的化学或生物净化的技术领域，特别涉及一种无稀释水SNCR脱硝装置。
背景技术
煤在燃烧过程中会排出大量的有害物质，目前，我国已对其中的粉尘、SO2、NOX等提出了控制标准要求，其中，NOX排放浓度≤200mg/Nm³。
SNCR的英文全称为Selective Non-Catalytic Reduction，即选择性非催化还原法，是指把含有氨基的还原剂在不使用催化剂的前提下、在适宜的温度范围内均匀喷入锅炉炉膛，选择性地把烟气中的NOX还原为无毒、无污染的N2和H2O，以达到减排NOX的目的，以采用氨水作为还原剂为例，还原剂的工作原理如下：
（1）6NO+4NH3=>5N2+6H2O；
（2）6NO+8NH3+3O2=>7N2+12H2O；
（3）4NO+4NH3+O2=>4N2+6H2O；
（4）2NO+4NH3+2O2=>3N2+6H2O；
（5）12NO2+10NH3+12O2=>11N2O3+15H2O。
在实际的操作中，SNCR还原NOX的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，也就是所谓的温度窗口的选择，是SNCR还原NO效率高低的关键。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOX还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NOX还原率降低。而常见的脱硝装置中均采用稀释水，稀释水带来锅炉热效率的损失的同时还因为大量的水喷入高温炉膛而导致热控制失序、温度窗口的选择不准确，导致了脱硝效率较低，需要催化剂的开支，需要进行更换引风机等改进，投资成本和运行成本较高，还需对锅炉进行大规模改造。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种优化结构的无稀释水SNCR脱硝装置，热管理精准度高，有效提高脱硝效率，降低脱硝成本，减少因加入稀释水带来的锅炉热量损失。
本实用新型所采用的技术方案是，一种无稀释水SNCR脱硝装置，所述脱硝装置包括顺次连接的氨水储存系统、氨水输送系统和喷射系统，所述喷射系统配合设有压缩空气系统，所述氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统连接至控制系统，所述控制系统连接有烟气在线监测系统和测温元件。
优选地，所述氨水储存系统包括氨水储罐，所述氨水储罐上设有至少1个卸料泵，所述氨水储罐内设有液位计，所述氨水储罐和卸料泵的连接管上设有第一压力变送器，所述氨水储罐连接至氨水输送系统；所述液位计和第一压力变送器连接至控制系统。
优选地，所述氨水储罐的顶部设有氨气吸收槽和真空破坏阀。
优选地，所述氨水输送系统包括顺次连接的至少1个氨水输送泵和流量计，所述氨水输送泵与氨水储存系统间的连接管内设有滤网，所述流量计连接至喷射系统；所述氨水输送泵和喷射系统间的连接管上还设有氨水调节阀；所述氨水输送泵、流量计和氨水调节阀与控制系统连接。
优选地，所述氨水输送泵和流量计的连接管上设有缓冲器。
优选地，所述喷射系统包括并列设置的若干与控制系统连接的氨水喷枪；所述氨水输送系统和喷射系统间的连接管上设有第二压力变送器。
优选地，所述第二压力变送器和任一氨水喷枪的连接管上设有转子流量计及手动调节阀。
优选地，所述压缩空气系统包括与控制系统连接的自力式压力调节阀，所述自力式压力调节阀与主连接管连接，所述主连接管内设有滤网，所述主连接管与若干并列的支连接管空间连通，所述任一支连接管与所述氨水喷枪一一对应配合设置；所述主连接管上设有第三压力变送器。
本实用新型提供了一种优化结构的无稀释水SNCR脱硝装置，通过将脱硝装置设置为顺次连接的氨水储存系统、氨水输送系统和喷射系统，在喷射系统上设置压缩空气系统，利用烟气在线监测系统和测温元件对控制系统进行实时的信号反馈，进而控制氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统的具体作业。本实用新型比传统SNCR脱硝工艺省去稀释水系统，大大提高运行和操作稳定性，减少了因稀释水带来的锅炉热效率的损失，以及因大量的水喷入高温待脱硝装置带来的一系列问题，有效提高脱硝效率，节省了空间，不使用价格昂贵的催化剂，溶液喷射可随锅炉负荷的变化自动调节喷射量，无需对锅炉进行大规模改造，对锅炉影响小，不需要更换引风机，建设周期短，施工简单，明显降低了脱硝投资成本和运行成本，不产生二次污染，优势明显。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程结构示意图，其中，实线为输送氨水用管，点划线为压缩空气用管，实线和点划线上的箭头分别为氨水和空气的输送方向，虚线框为氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统的整体示意线框。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。
本实用新型涉及一种无稀释水SNCR脱硝装置，所述脱硝装置包括顺次连接的氨水储存系统1、氨水输送系统2和喷射系统3，所述喷射系统3配合设有压缩空气系统4，所述氨水储存系统1、氨水输送系统2、喷射系统3和压缩空气系统4连接至控制系统5，所述控制系统5连接有烟气在线监测系统6和测温元件7。
本实用新型中，脱硝装置包括顺次连接的氨水储存系统1、氨水输送系统2和喷射系统3，在喷射系统3上设置压缩空气系统4。
本实用新型中，氨水储存系统1用于对卸料后的氨水进行暂存，用于氨水的喷射系统3；氨水输送系统2用于将氨水储存系统1中的氨水根据需求往后输出，同时保证其可调性；喷射系统3直接作用在锅炉等需要进行脱硝作业的高温待脱硝装置8上，与压缩空气系统4配合将氨水喷射入待脱硝装置8的高温炉膛中，进行脱硝作业。
本实用新型中，控制系统5用于实现本装置的数据采集、连续控制、程序控制等功能。一般情况下，根据SNCR系统整体工艺流程的特点、结合控制部分的技术要求，可以采用PLC来监控整个SNCR脱硝装置。控制系统5本身起到控制的作用，此为本领域技术人员容易理解的内容，具体的功能实现可以由本领域技术人员依据需求自行设置。
本实用新型中，控制系统5主要利用烟气在线监测系统6和测温元件7的实时信号反馈，进而控制氨水储存系统1、氨水输送系统2、喷射系统3和压缩空气系统4的具体作业，其中，烟气在线监测系统6安装在待脱硝装置8如锅炉及其烟气排放的烟道或烟囱上，测温元件7安装在喷射系统3与反应炉膛的连接处、即待脱硝装置8的入口处。在实际的操作过程中，测温元件7可以采用热电阻等通过温度变化而变化电阻值的元器件，一般为待脱硝装置8自带，只需要达到测温并反馈信号的目的即可，烟气在线监测系统6（CEMS）为本领域技术人员知晓的技术内容，可以根据需要在脱硝装置中进行配置。
本实用新型比传统SNCR脱硝工艺省去稀释水系统，大大提高了运行和操作稳定性，减少了因稀释水带来的锅炉热效率的损失，以及因大量的水喷入高温待脱硝装置8带来的一系列问题，有效提高脱硝效率，节省了空间，不使用价格昂贵的催化剂，溶液喷射可随锅炉负荷的变化自动调节喷射量，无需对锅炉进行大规模改造，对锅炉影响小，不需要更换引风机，建设周期短，施工简单，明显降低了脱硝投资成本和运行成本，不产生二次污染，优势明显。
所述氨水储存系统1包括氨水储罐9，所述氨水储罐9上设有至少1个卸料泵11，所述氨水储罐9内设有液位计12，所述氨水储罐9和卸料泵11的连接管上设有第一压力变送器13，所述氨水储罐9连接至氨水输送系统2；所述液位计12和第一压力变送器13连接至控制系统5。
所述氨水储罐9的顶部设有氨气吸收槽14和真空破坏阀15。
本实用新型中，氨水储存系统1包括用于储存氨水的氨水储罐9，氨水储罐9上设有至少1个卸料泵11，一般情况下，包括2个卸料泵11，1组正常使用，另1组为备用。
本实用新型中，氨水储罐9内的液位计12用于指示氨水的储存量，一般采用液位传感器即可，在氨水储罐9和卸料泵11的连接管上的第一压力变送器13用于保证氨水储罐9内的内压正常，液位计12和第一压力变送器13与控制系统5连接，用于实时给出氨水储存系统1的当前状态。
本实用新型中，氨水一般由槽罐车16运输到现场，依据就近原则在待脱硝装置8，如锅炉附近空地布置氨水储存系统1，槽罐车16内的氨水由卸料泵11打入氨水储罐9。
本实用新型中，卸料泵11的前端管路中一般设置滤网28，用于过滤槽罐车16输出的氨水中的杂质。
本实用新型中，为了防止氨气逃逸，故在氨水储罐9的罐顶部设置氨气吸收槽14，在氨气吸收槽14内预置工艺水，卸氨过程中，氨气溶于水成为氨水溶液，完成卸氨后，将氨气吸收槽14内的氨水溶液放回氨水储罐9，并关闭阀门，保证氨气不外泄。
本实用新型中，为避免氨水储罐9由于喷出氨水而导致真空，在氨水储罐9的罐顶部安装真空破坏阀15，运行期间，当氨水储罐9内真空时，真空破坏阀15自动开启，将空气放入氨水储罐9。
所述氨水输送系统2包括顺次连接的至少1个氨水输送泵17和流量计18，所述氨水输送泵17与氨水储存系统1间的连接管内设有滤网28，所述流量计18连接至喷射系统3；所述氨水输送泵17和喷射系统3间的连接管上还设有氨水调节阀19；所述氨水输送泵17、流量计18和氨水调节阀19与控制系统5连接。
所述氨水输送泵17和流量计18的连接管上设有缓冲器20。
本实用新型中，氨水输送系统2根据所需氨水的数量实时调节氨水的输送量，其包括至少1个氨水输送泵17，一般情况下为2个，作为备用；通过流量计18控制流量，在待脱硝装置8较多时，还可以通过在支线上设置氨水调节阀19控制氨水的过流面积，氨水输送泵17、流量计18和氨水调节阀19均通过控制系统5的控制信息进行对应的功能实现。
本实用新型中，氨水调节阀19的位置只需保证在氨水输送泵17后即可，图1中氨水调节阀19为示意位置。
本实用新型中，为了保证喷射的氨水能正常进行脱硝作业，在氨水输送泵17与氨水储存系统1间的连接管内设置滤网28，用于滤去杂质。
本实用新型中，为了保证输送的安全性，在氨水输送泵17和流量计18的连接管上设置缓冲器20，用于削减流量峰值，增加管路流量谷值，保证连接管内的氨水能缓慢、平稳流出，减小管路的流量脉动，使得整体作业安全。一般情况下，缓冲器20可以选用脉冲缓冲器20。
本实用新型中，为了进一步保证氨水输送的安全性，在氨水储罐9和缓冲器20间设置安全管29，并在安全管29上设置安全阀10，一旦整体失控，安全阀10开启。
所述喷射系统3包括并列设置的若干与控制系统5连接的氨水喷枪21；所述氨水输送系统2和喷射系统3间的连接管上设有第二压力变送器22。
所述第二压力变送器22和任一氨水喷枪21的连接管上设有转子流量计23及手动调节阀。
所述压缩空气系统4包括与控制系统5连接的自力式压力调节阀24，所述自力式压力调节阀24与主连接管25连接，所述主连接管25内设有滤网28，所述主连接管25与若干并列的支连接管26空间连通，所述任一支连接管26与所述氨水喷枪21一一对应配合设置；所述主连接管25上设有第三压力变送器27。
本实用新型中，喷射系统3应当适应锅炉50％～100％负荷之间的任何负荷持续安全运行，并能适应机组的负荷变化和机组启停次数的要求。
本实用新型中，氨水喷枪21一般设置为4台，用于向高温待脱硝装置8喷入氨水；第二压力变送器22用于向控制系统5实时反馈连接管的压力值，保证整体喷射的安全以及到位。
本实用新型中，任一氨水喷枪21的连接管上设有转子流量计23，其根据节流原理测量流体流量，改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定。
本实用新型中，在氨水喷枪21处还设有手动调节阀，用于根据实际情况对氨水喷枪21的出液进行调整，满足脱硝作业的正常、灵活进行。
本实用新型中，压缩空气系统4采用自力式压力调节阀24，其无需外加能源，能在无电无气的场合工作，既方便又节约能源，同时压力分段范围细且互相交叉，调节精度高，压力平衡式的机构使得自力式压力调节阀24反应灵敏，控制精确。
本实用新型中，自力式压力调节阀24与主连接管25连接，主连接管25内设置有保证无杂质的滤网28，如滤除空气中的颗粒物等，同时主连接管25与若干并列的支连接管26空间连通，任一支连接管26与氨水喷枪21一一对应配合设置，用于喷射系统3的精准作业。
本实用新型中，在主连接管25上设置第三压力变送器27，实时读取数值，进一步保证操作的安全性和到位度。
本实用新型的采用所述的无稀释水SNCR脱硝装置的控制方法，所述方法包括以下步骤。
步骤1：在待脱硝装置8出口设置烟气在线监测系统6，在待脱硝装置8入口处设置测温元件7；启动控制系统5。
本实用新型中，烟气在线监测系统6用于监控排出的气体的基本指标，如粉尘排放浓度、SO2排放浓度、NOX排放浓度、排放温度等，并将数据反馈至控制系统5，由控制系统5进行下一步的实时判断。
本实用新型中，测温元件7设置在待脱硝装置8的入口处，用于检测待脱硝装置8的反应温度是否在最优温度范围内。
步骤2：观察氨气吸收槽14内的液位远程，打开工艺水供应电磁阀将氨气吸收槽14内液位加至要求液位。
步骤3：浓度为20%的氨水由槽罐车16运输到现场，由卸料泵11输送至氨水储罐9；通过第一压力变送器13实时获得氨水储罐9的罐内压，当氨水储罐9的罐内压过高时，氨气排入氨气吸收槽14，对氨气进行吸收；卸氨完成后，打开氨气吸收槽14并释放氨气吸收槽14的电磁阀，将氨气溶液放入氨水储罐9。
本实用新型中，为了防止氨气逃逸，故在氨水储罐9的罐顶部设置氨气吸收槽14，在氨气吸收槽14内预置工艺水，卸氨过程中，氨气溶于水成为氨水溶液，完成卸氨后，将氨气吸收槽14内的氨水溶液放回氨水储罐9，并关闭阀门，保证氨气不外泄。
步骤4：开始脱硝作业，脱硝装置在运行过程中消耗氨水，使氨水储罐9的罐内压处于真空时，控制系统5控制真空破坏阀15工作，将空气放入氨水储罐9。
本实用新型中，为避免氨水储罐9由于喷出氨水而导致真空，在氨水储罐9的罐顶部安装真空破坏阀15，运行期间，当氨水储罐9内真空时，真空破坏阀15自动开启，将空气放入氨水储罐9。
步骤5：待脱硝装置8持续升温，当待脱硝装置8内的测温元件7显示温度为850～1100℃时，自力式压力调节阀24将空气压缩至400KPa，同时氨水输送泵17朝氨水喷枪21输出氨水。
所述步骤5中，当待脱硝装置8内的测温元件7显示温度小于800℃时，氨水输送泵17关停。
本实用新型中，脱硝作业的最优工作温度为850～1100℃，当测得当前的反应温度在此范围内时，朝待脱硝装置8喷出氨水进行脱硝反应，而当待脱硝装置8的温度低至800℃以下时，直接关停氨水输送泵17，阻止脱硝装置的工作。
步骤6：控制系统5接收烟气在线监测系统6的反馈数据，根据数据调节氨水调节阀19，直至粉尘排放浓度≤30mg/Nm³、SO2排放浓度≤200mg/ Nm³、NOX排放浓度≤200mg/Nm³，停机。
本实用新型中，氨水调节阀19与烟气在线监测数据6联动，并实现模拟调节，如环保要求NOX排放标准要求是150mg/Nm³时，氨水调节阀19的开度可调，同时还可通过手动调节阀辅佐调节，使得能够更精确调节氨水调节阀19在不同开度时的NOX排放浓度，从而可设定氨水调节阀19的开度范围，使NOX排放浓度在120-130 mg/Nm³范围内波动，最终实现全自动运行。
本实用新型中，调节的过程可以经过有限次的实验得到，如当NOX的排放浓度过高时，应当适当增加氨水输送泵17的输送强度，同时氨水调节阀19的开度增大并辅佐手动调节阀调节开度，根据烟气在线监测数据缓慢调节得到合格值。此过程为本领域技术人员容易理解的内容，可以依据需求自行调整。
本实用新型通过将脱硝装置设置为顺次连接的氨水储存系统1、氨水输送系统2和喷射系统3，在喷射系统3上设置压缩空气系统4，利用烟气在线监测系统6和测温元件7对控制系统5进行实时的信号反馈，进而控制氨水储存系统1、氨水输送系统2、喷射系统3和压缩空气系统4的具体作业。本实用新型比传统SNCR脱硝工艺省去稀释水系统，大大提高了运行和操作稳定性，减少了因稀释水带来的锅炉热效率的损失，以及因大量的水喷入高温待脱硝装置8带来的一系列问题，有效提高脱硝效率，节省了空间，不使用价格昂贵的催化剂，溶液喷射可随锅炉负荷的变化自动调节喷射量，无需对锅炉进行大规模改造，对锅炉影响小，不需要更换引风机，建设周期短，施工简单，明显降低了脱硝投资成本和运行成本，不产生二次污染，优势明显。
Claims (8)
1.一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述脱硝装置包括顺次连接的氨水储存系统、氨水输送系统和喷射系统，所述喷射系统配合设有压缩空气系统，所述氨水储存系统、氨水输送系统、喷射系统和压缩空气系统连接至控制系统，所述控制系统连接有烟气在线监测系统和测温元件。
2.根据权利要求1所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述氨水储存系统包括氨水储罐，所述氨水储罐上设有至少1个卸料泵，所述氨水储罐内设有液位计，所述氨水储罐和卸料泵的连接管上设有第一压力变送器，所述氨水储罐连接至氨水输送系统；所述液位计和第一压力变送器连接至控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述氨水储罐的顶部设有氨气吸收槽和真空破坏阀。
4.根据权利要求1所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述氨水输送系统包括顺次连接的至少1个氨水输送泵和流量计，所述氨水输送泵与氨水储存系统间的连接管内设有滤网，所述流量计连接至喷射系统；所述氨水输送泵和喷射系统间的连接管上还设有氨水调节阀；所述氨水输送泵、流量计和氨水调节阀与控制系统连接。
5.根据权利要求4所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述氨水输送泵和流量计的连接管上设有缓冲器。
6.根据权利要求1所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述喷射系统包括并列设置的若干与控制系统连接的氨水喷枪；所述氨水输送系统和喷射系统间的连接管上设有第二压力变送器。
7.根据权利要求6所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述第二压力变送器和任一氨水喷枪的连接管上设有转子流量计及手动调节阀。
8.根据权利要求1所述的一种无稀释水SNCR脱硝装置，其特征在于：所述压缩空气系统包括与控制系统连接的自力式压力调节阀，所述自力式压力调节阀与主连接管连接，所述主连接管内设有滤网，所述主连接管与若干并列的支连接管空间连通，任一支连接管与氨水喷枪一一对应配合设置；所述主连接管上设有第三压力变送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820244375.6U CN208049698U (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种无稀释水sncr脱硝装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108283877A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-17 | 浙江蓝星环保设备有限公司 | 一种无稀释水sncr脱硝装置及其控制方法 |
| CN109865417A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-11 | 南京西普环保科技有限公司 | 一种脱硝集成装置及还原剂流量调节方法 |
| CN115845584A (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-28 | 唐山惠川环保科技有限公司 | 一种恒压共轨烟气脱硝喷氨装置及工艺 |
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2018
- 2018-02-11 CN CN201820244375.6U patent/CN208049698U/zh active Active
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