CN212731694U - 一种尿素热解scr脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尿素热解SCR脱硝系统，包含汽轮机中压缸，换热器，稀释风机，和尿素热解炉。本发明所述的尿素热解SCR脱硝系统从汽轮机中压缸抽取一部分蒸汽作为热解尿素的热源，汽轮机的高温蒸汽热源稳定，温度高，热解效果好，且避免使用电加热设备对稀释风进行加热，降低系统能耗和运行费用。

Description

一种尿素热解SCR脱硝系统

技术领域

本发明涉及SCR脱硝技术领域，具体涉及一种尿素热解SCR脱硝系统。

背景技术

目前在SCR脱硝技术领域，尿素制氨一般分为水解法和热解法。水解法是将尿素以水溶液的形式在尿素水解器中进行加热分解，尿素水解过程中会产生酸性物质，酸性物质对反应设备具有极强的腐蚀性，易造成设备的泄漏，从而产生安全隐患。热解法采用热空气作为热源，在600℃左右进行热解反应制取氨气，现有技术中采用稀释风+电加热器相结合的方案获得热空气，即通过电加热器的加热使稀释风由常温升温到600℃。制氨工艺运行费用高、电加热设备能耗高是现有技术热解制氨方法面临的主要技术问题

发明内容

本发明针对现有技术尿素制氨法中存在的安全隐患高、运行费用高和耗能高的技术问题，提出了一种尿素热解SCR脱硝系统。

为了达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种尿素热解SCR脱硝系统，包含：

汽轮机中压缸，所述汽轮机中压缸包含第一排气口；

换热器，所述换热器包含第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口，所述第一进气口与所述汽轮机中压缸的第一排气口通过管路连接；

稀释风机，所述稀释风机的风机出口通过管路与所述换热器的第二进气口连接；

尿素热解炉，所述尿素热解炉顶部设置第一入口，所述尿素热解炉的第一入口通过管路与所述换热器的第二出气口连接；

凝汽器，所述凝汽器通过管路与所述换热器的第一出气口连接。

进一步地，所述尿素热解炉的炉壁设置第二入口，所述汽轮机中压缸的第一排气口与所述换热器的第一进气口的连接管路包含第一支路，所述第一支路管路与所述尿素热解炉的第二入口连接，且进入所述尿素热解炉内部。

进一步地，所述尿素热解炉的第二入口与所述尿素热解炉底部的垂直距离范围为(0，L₁/2)，优选(0，L₁/4)，所述L₁为所述尿素热解炉的顶部与底部之间的垂直距离长度。

进一步地，所述尿素热解炉的底部出口连接氨气排出管路，所述汽轮机中压缸的第一排气口与所述换热器的第一进气口的连接管路包含第二支路管路，所述第二支路管路的一端与所述凝汽器连接，所述第二支路管路的部分管路沿着所述氨气排出管路中气体流动的方向与所述尿素热解炉的氨气排出管路接触设置。

进一步地，所述尿素热解SCR脱硝系统包含喷氨格栅装置，所述氨气排出管路的一端与所述尿素热解炉的底部出口连接，所述氨气排出管路的另一端与所述喷氨格栅装置的氨气入口连接，所述氨气排出管路的长度为L₂，所述第二支路管路与所述氨气排出管路相接触部分的长度为(L₂/2,

L₂)。

进一步地，所述尿素热解SCR脱硝系统包含SCR反应器、空气预热器和烟囱，所述喷氨格栅装置的出口与所述SCR反应器、所述空气预热器和所述烟囱依次通过管路连接。

进一步地，所述尿素热解炉的炉壁设置有喷枪，所述喷枪的喷嘴进入所述尿素热解炉内部，所述喷枪与所述尿素热解炉顶部的垂直距离为(0，L₁/2)，优选(0，L₁/4)，所述L₁为所述尿素热解炉的顶部与底部之间的垂直距离长度。

进一步地，所述尿素热解炉的炉壁侧设置有至少四个喷枪，所述至少四个喷枪位于同一平面且沿着所述尿素热解炉的炉壁均匀分布。

进一步地，所述尿素热解SCR脱硝系统还包含计量分配装置、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、溶解罐和尿素筒仓，所述喷枪依次与所述计量分配装置、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、溶解罐和尿素筒仓连接。

进一步地，所述尿素热解SCR脱硝系统包含汽轮机低压缸，所述汽轮机中压缸包含第二排气口，所述汽轮机中压缸的第二排气口与所述汽轮机低压缸通过管路连接，所述汽轮机低压缸通过管路与所述凝汽器连接。

与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：

(1)本发明所述技术方案从汽轮机中压缸抽取一部分蒸汽作为热解尿素的热源，汽轮机的高温蒸汽热源稳定，温度高，热解效果好，且避免使用电加热设备对稀释风进行加热，降低系统能耗和运行费用。

(2)本发明所述技术方案通过将汽轮机中压缸的高温蒸汽引入尿素热解炉内部，对沉积在热解炉内壁低温区的结晶物质进行加热，使其继续分解，从而避免由于结晶物质过多而导致热解炉堵塞的发生。

(3)本发明所述技术方案通过将汽轮机中压缸的排气管路作为尿素热解炉氨气排出管路的伴热管道，利用汽轮机中压缸排气管路中的高温蒸汽对氨气排出管路进行加热，避免氨气排出管路由于温度降低在内壁沉积结晶从而堵塞管路现象的发生。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的尿素热解SCR脱硝系统结构示意图。

图2为本发明实施例提供的尿素热解炉在喷枪位置处的内部横截面示意图。

图3为本发明实施例提供的第二支路管路与氨气排出管路接触设置的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的尿素热解炉的第二入口和喷枪所在位置的结构示意图。

附图中各附图标记如下所示：

1-尿素热解炉；1A-尿素热解炉第一入口；1B-尿素热解炉底部出口；1C-尿素热解炉第二入口；2-换热器；2A-换热器第一进气口；2B-换热器第一出气口；2C-换热器第二出气口；2D-换热器第二进气口；3-汽轮机中压缸；3A-汽轮机第一排气口；3B-汽轮机第二排气口；4-稀释风机；5-凝汽器；6-喷枪；61,62,63,64-喷嘴；7-喷氨格栅装置；8-计量分配装置；9-尿素溶液给料泵；10-尿素溶液储罐；11-尿素溶液混合泵；12-溶解罐；13-尿素筒仓；14-SCR反应器；15-空气预热器；16-烟囱；17-汽轮机低压缸；18-背压控制阀；S1-汽轮机中压缸第一排气口与尿素热解炉的第一入口的连接管路；S12-S1的第一支路；S13-S1的第二支路；R1-氨气排出管路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

本发明提供的一种尿素热解SCR脱硝系统的具体实例，图1为尿素热解SCR脱硝系统结构示意图，包含汽轮机中压缸3，汽轮机中压缸包含第一排气口3A；换热器2，换热器2包含第一进气口2A、第一出气口2B、第二进气口2D和第二出气口2C，第一进气口2A与汽轮机中压缸的第一排气口3A通过管路S1连接；稀释风机4，稀释风机4的风机出口通过管路与换热器的第二进气口2D连接；尿素热解炉1，尿素热解炉1顶部设置第一入口1A，尿素热解炉1的第一入口1A通过管路与换热器的第二出气口2C连接；凝汽器5，凝汽器5通过管路与换热器2的第一出气口2B连接。

尿素热解炉1的炉壁设置第二入口1C，管路S1包含第一支路S12，第一支路S12与尿素热解炉的第二入口1C连接，且进入所述尿素热解炉内部。

尿素热解炉1的炉壁侧设置有喷枪6，喷枪6的喷嘴进入尿素热解炉1内部，喷枪6依次与计量分配装置8、尿素溶液给料泵9、尿素溶液储罐10、尿素溶液混合泵11、溶解罐12和尿素筒仓13连接.系统还包含背压控制阀18，用于调节尿素溶液混合泵11为计量装置8供应尿素所需的稳定流量和压力。

系统包含喷氨格栅装置7，氨气排出管路R1的一端与尿素热解炉1的底部出口1B连接,另一端与喷氨格栅装置7的氨气入口连接，喷氨格栅装置7的出口与SCR反应器14、空气预热器15和烟囱16依次通过管路连接。

系统包含汽轮机低压缸17，汽轮机中压缸3包含第二排气口3B，汽轮机中压缸3的第二排气口3B与汽轮机低压缸17通过管路连接，汽轮机低压缸17通过管路与凝汽器5连接。

如图2所示，尿素热解炉1包含4个喷枪，4个喷枪的喷嘴61，62,63和64进入热解炉内部，热解炉内部还包含第一支路S12进入热解炉内的部分管路S121。

如图3所示，尿素热解炉的底部出口1B与喷氨格栅装置7的氨气入口在竖直方向相对设置，氨气排出管路R1的长度为L₂，即为从尿素热解炉的底部出口1B到喷氨格栅装置7的氨气入口之间的距离，气体流动方向为氨气在氨气排出管路R1中从尿素热解炉的底部出口1B向喷氨格栅装置7的氨气入口进行流动的方向，在气体流动方向上，第二支路管路S13与所述氨气排出管路相接触部分的长度为L₂₁,L₂₁的长度范围为

第二支路管路S13作为管路S1的支路，其一端通过管路S1与汽轮机中压缸的第一排气口3A连接，使汽轮机排出的高温蒸汽在第二支路管路S13内流动，其另一端与凝汽器5连接。图中虽然没有示出管路S13与汽轮机和凝汽器的具体连接结构，但该连接结构是本领域技术人员采用常规技术手段能够实现的。

如图4所示，尿素热解炉1的顶部与底部之间的垂直距离长度为L₁，第二入口1C的中心线与尿素热解炉1底部之间的垂直距离长度为L₁₃，L₁₃即为尿素热解炉的第二入口1C与所述尿素热解炉底部的垂直距离，L₁₃的范围为(0，L₁/4)。喷枪6为管状，喷枪6的管中心线与尿素热解炉1顶部之间的垂直距离长度为L₁₂，L₁₂即为喷枪与尿素热解炉顶部的垂直距离，L₁₂的范围为(0，L₁/4)。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)

1.一种尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，包含：

汽轮机中压缸，所述汽轮机中压缸包含第一排气口；

换热器，所述换热器包含第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口，所述第一进气口与所述汽轮机中压缸的第一排气口通过管路连接；

稀释风机，所述稀释风机的风机出口通过管路与所述换热器的第二进气口连接；

尿素热解炉，所述尿素热解炉顶部设置第一入口，所述尿素热解炉的第一入口通过管路与所述换热器的第二出气口连接；

凝汽器，所述凝汽器通过管路与所述换热器的第一出气口连接。

2.根据权利要求1所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解炉的炉壁设置第二入口，所述汽轮机中压缸的第一排气口与所述换热器的第一进气口的连接管路包含第一支路，所述第一支路管路与所述尿素热解炉的第二入口连接，且进入所述尿素热解炉内部。

3.根据权利要求2所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解炉的第二入口与所述尿素热解炉底部的垂直距离范围为大于0并且小于L₁/2，所述L₁为所述尿素热解炉的顶部与底部之间的垂直距离长度。

4.根据权利要求1至3任一所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解炉的底部出口连接氨气排出管路，所述汽轮机中压缸的第一排气口与所述换热器的第一进气口的连接管路包含第二支路管路，所述第二支路管路的一端与所述凝汽器连接，所述第二支路管路的部分管路沿着所述氨气排出管路中气体流动的方向与所述尿素热解炉的氨气排出管路接触设置。

5.根据权利要求4所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解SCR脱硝系统包含喷氨格栅装置，所述氨气排出管路的一端与所述尿素热解炉的底部出口连接，所述氨气排出管路的另一端与所述喷氨格栅装置的氨气入口连接，所述氨气排出管路的长度为L₂，所述第二支路管路与所述氨气排出管路相接触部分的长度为大于L₂/2并且小于4L₂/5。

6.根据权利要求5所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解SCR脱硝系统包含SCR反应器、空气预热器和烟囱，所述喷氨格栅装置的出口与所述SCR反应器、所述空气预热器和所述烟囱依次通过管路连接。

7.根据权利要求1所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解炉的炉壁设置有喷枪，所述喷枪的喷嘴进入所述尿素热解炉内部，所述喷枪与所述尿素热解炉顶部的垂直距离为大于0并且小于L₁/2，所述L₁为所述尿素热解炉的顶部与底部之间的垂直距离长度。

8.根据权利要求7所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解炉的炉壁设置有至少四个喷枪，所述至少四个喷枪位于同一平面且沿着所述尿素热解炉的炉壁均匀分布。

9.根据权利要求7所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解SCR脱硝系统还包含计量分配装置、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、溶解罐和尿素筒仓，所述喷枪依次与所述计量分配装置、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、溶解罐和尿素筒仓连接。

10.根据权利要求1所述的尿素热解SCR脱硝系统，其特征在于，所述尿素热解SCR脱硝系统包含汽轮机低压缸，所述汽轮机中压缸包含第二排气口，所述汽轮机中压缸的第二排气口与所述汽轮机低压缸通过管路连接，所述汽轮机低压缸通过管路与所述凝汽器连接。

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