CN212731702U - 用于低温scr脱硝的还原剂制备、供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统。该系统包括三个模块，分别为：氨水贮存模块；氨水计量及气化模块、稀释混合模块；氨水贮存罐中的氨水泵送入氨水气化器中；当氨水贮存罐内的氨水部分挥发产生氨气超过设定值时，氨气排入尾气吸收罐；热蒸汽作为热源进入氨水气化器，氨水气化器内氨水与蒸汽进行间接换热；氨水气化器产生的氨气和水蒸气进入静态混合器，稀释风机将常温常压空气带入空气加热器，热蒸汽将空气间接加热至100℃以上再进入静态混合器，最终通过静态混合器将热空气与氨气和水蒸气进行混合，氨气的体积分数稀释至15％以下后通过混合气输出管路送入SCR系统反应器喷氨格栅。

Description

用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统

技术领域

本实用新型属于烟气脱硝领域，尤其涉及一种用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统。

背景技术

近年来我国环保标准日趋严格，在烟气脱硝领域，SCR脱硝技术因其脱硝效率高，还原剂(NH3)利用率高的优点，得到了广泛的应用。传统中高温SCR脱硝技术适用于烟气温度200℃以上条件，其还原剂供给一般采用液氨气化、尿素分解或利用雾化喷枪直接向烟气中喷入质量分数在15％-25％间的氨水。

上述三种还原剂供给方式中：液氨为危险品，使用过程中危险系数较高；尿素分解相对安全，但成本过高；综合考虑成本及安全因素，采用氨水作为还原剂比较适宜，因此目前SCR系统大多采用将氨水利用雾化喷枪直接喷入SCR反应器前的烟气烟道的方式。但是该种低温SCR适用温度在150℃以下，烟气的热量品质较低。若在此温度条件下利用雾化喷枪直接向烟道中喷入氨水，氨水液滴蒸发气化过程缓慢，此时NH3成分释放不完全；此外采用雾化喷枪喷氨，氨水液滴在烟气中蒸发吸热会导致烟气温度降低，当烟气温度降至水露点附近时会有水滴在SCR催化剂表面凝结聚集；这两方面的因素从最终都将降低SCR催化剂反应效率，导致脱硝效率和还原剂利用率的降低。

实用新型内容

为解决采用质量分数在15％-25％间的氨水作为低温SCR还原剂时带来的相关技术问题，本实用新型提供了一种将质量分数在15％-25％间的氨水预先进行完全气化，形成氨气水蒸汽混合物的低温SCR脱硝还原剂制备、供给系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，包括三个模块，分别为：

氨水贮存模块；所述氨水贮存模块包括尾气吸收罐和氨水贮存罐；所述尾气吸收罐顶部设有接通自来水的稀释水管路从而使罐体内部存有一定量自来水；尾气吸收罐顶部设有和大气环境连通的弯管，弯管出口处设有氨气泄露报警仪；所述氨水贮存罐的罐体顶部设有两个单呼阀，其中一个单呼阀用于向氨水贮存罐内通气，另一个单呼阀连接有氨气排气管，所述氨气排气管的另一端位于所述尾气吸收罐的液面以下；

氨水计量及气化模块；所述氨水计量及气化模块包括氨水气化器；所述氨水气化器顶部设有与氨气排气管连通的氨气回收管路；所述氨水气化器内部与氨水贮存罐内部通过氨水输送管路连通；

稀释混合模块；所述稀释混合模块包括依次连接的静态混合器、空气加热器及稀释风机；所述静态混合器的入口与氨水气化器顶部之间设有混合气输入管路，所述混合气输入管路上设有手动阀和电动调节阀，以便将合适流量的氨气和水蒸气输入到静态混合器内进行混合；静态混合器的出口处设有连接SCR系统反应器的混合气输出管路。

进一步，所述氨水气化器采用电加热或者热蒸汽作为氨水蒸发热源。

进一步，当氨水气化器采用热蒸汽作为氨水蒸发热源时，氨水气化器底部通过第一蒸汽进口管路输入热蒸汽，第一蒸汽进口管路上设有电动调节阀。

进一步，所述空气加热器采用热蒸汽或电加热作为加热热源。

进一步，当空气加热器采用热蒸汽加热时，所述空气加热器通过第二蒸汽进口管路与所述第一蒸汽进口管路连通，第二蒸汽进口管路上设有电动调节阀。

进一步，尾气吸收罐、氨水贮存罐和氨水气化器的上部均设有温度计和压力计，以及侧面均设有液位计；尾气吸收罐和氨水贮存罐的底部均设有排污口。

进一步，所述氨气回收管路上设有一个单呼阀和一个手动阀。

进一步，所述氨水输送管路上设有氨水泵、电动调节阀及流量计。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型通过设置氨水贮存模块、氨水计量及气化模块、稀释混合模块；热蒸汽可以作为氨水气化器的热源使氨水气化并且进入静态混合器内，另外稀释混合模块中的空气加热器可以将热蒸汽输送至静态混合器内，产生温度在100℃以上的氨气、空气和水蒸气的混合气体，采用这种混合气体作为还原剂，与传统氨水雾化直喷作为还原剂的方法相比：烟气温度降低程度小，催化剂表面无水蒸气凝结，低温SCR系统脱硝效率高。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例中所述系统的整体示意图。

其中：

1、尾气吸收罐；11、稀释水管路；12、弯管；13、氨气泄露报警仪；14、第一温度计；15、第一压力计；16、第一液位计；17、第一排污口；

2、氨水贮存罐；21、单呼阀；22、氨气排气管；23、第二温度计；24、第二压力计； 25、氨水卸车口；26、第二液位计；27、第二排污口；

3、氨水气化器；31、第三温度计；32、第三压力计；33、第三液位计；34、氨气回收管路；35、单呼阀；36、手动阀；37、氨水输送管路；38、氨水泵；39、电动调节阀； 310、流量计；311、第一蒸汽进口管路；312、电动调节阀；

4、静态混合器；41、混合气输入管路；42、手动阀；43、电动调节阀；44、混合气输出管路；45、第四温度计；46、第四压力计；

5、空气加热器；51、第二蒸汽进口管路；52、电动调节阀；

6、稀释风机。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本实用新型公开了一种用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，包括氨水贮存模块、氨水计量及气化模块、稀释混合模块。

所述氨水贮存模块包括尾气吸收罐1和氨水贮存罐2。

所述尾气吸收罐1顶部设有接通自来水的稀释水管路11从而使罐体内部存有一定量自来水；尾气吸收罐1顶部设有和大气环境连通的弯管12，弯管12出口处设有氨气泄露报警仪13；尾气吸收罐1上部设有第一温度计14和第一压力计15，罐体侧面设有第一液位计16，罐体底部设有第一排污口17。

所述氨水贮存罐2的罐体顶部设有两个单呼阀21，其中一个单呼阀21用于向氨水贮存罐2内通气，另一个单呼阀21连接有氨气排气管22，所述氨气排气管22的另一端位于所述尾气吸收罐1的液面以下；氨水贮存罐2的上部设有第二温度计23和第二压力计24，罐体侧面设有第二液位计26和氨水卸车口25、罐体底部设有第二排污口27。

所述氨水计量及气化模块包括氨水气化器3；所述氨水气化器3上部设有第三温度计 31和第三压力计32、侧面设有第三液位计33；所述氨水气化器3顶部设有与氨气排气管22连通的氨气回收管路34；所述氨气回收管路34上设有一个单呼阀35和一个手动阀36；所述氨水气化器3内部与氨水贮存罐2内部通过氨水输送管路37连通，氨水输送管路37 上设有氨水泵38、电动调节阀39及流量计310；氨水气化器3可采用电加热或者热蒸汽作为氨水蒸发热源；当采用热蒸汽作为氨水蒸发热源时，氨水气化器3底部通过第一蒸汽进口管路311输入热蒸汽，第一蒸汽进口管路311上设有电动调节阀312。

所述稀释混合模块包括依次连接的静态混合器4、空气加热器5及稀释风机6；所述静态混合器4的入口与氨水气化器3顶部之间设有混合气输入管路41，所述混合气输入管路41上设有手动阀42和电动调节阀43，以便将合适流量的氨气和水蒸气输入到静态混合器4内进行混合；静态混合器4的出口处设有混合气输出管路44，混合气输出管路 44上设有第四温度计45和第四压力计46。

所述空气加热器5可采用热蒸汽或电加热作为加热热源，当采用热蒸汽加热时，所述空气加热器5通过第二蒸汽进口管路51与所述第一蒸汽进口管路311连通，第二蒸汽进口管路51上也设有电动调节阀52。

本实用新型还公开了上述用于低温SCR的还原剂制备及供给系统的工作方法，主要包括如下步骤：

S1、质量浓度在15％-25％的氨水利用氨水泵38从氨水罐车或其他储存容器中通过氨水卸车口25进入氨水贮存罐2中；

S2、氨水贮存罐2中的氨水通过所述氨水泵38送入氨水气化器3中，通过调整氨水泵38的频率以及电动调节阀39的开度可以调节氨水流量大小并通过流量计310显示；当氨水贮存罐2内的氨水部分挥发产生氨气，导致罐内压力升高至105-110kpa以上时，连接氨气排气管22的单呼阀21自动开启，将氨气排入尾气吸收罐1稀的稀释水液面以下；当氨水贮存罐内由于液位下降导致压力下降至100kpa以下时，连接外部环境的单呼阀21自动开启，外部空气进入贮存罐内，平衡贮存罐内外压力。

S3、温度150℃以上、压力0.6MPa以上的蒸汽作为热源进入氨水气化器3，氨水气化器3内氨水与蒸汽进行间接换热；根据送入氨水气化器3中的氨水流量大小，调节第一蒸汽进口管路311上的电动调节阀312的开度，从而使氨水气化器3内部氨水加入量和蒸发量保持平衡；

氨水计量及气化模块在正常运行时，氨气回收管路34上的手动阀36保持关闭状态，混合气输入管路41上的手动阀42保持开启状态；当系统停止运行时，氨气回收管路34上的手动阀36开启，混合气输入管路41上的手动阀42关闭，此时氨水气化器3内产生的氨气通过氨气回收管路34进入尾气吸收罐1；当氨水贮存罐2内的氨水部分挥发产生氨气，导致罐内压力升高至105-110kpa以上时，连接氨气排气管22的单呼阀21自动开启，将氨气排入尾气吸收罐1稀的稀释水液面以下。当尾气吸收罐1内稀释水中的NH₃浓度达到一定程度、无法继续吸收氨气时，多余的氨气通过尾气吸收罐1顶部的弯管12 通向大气环境中，从而触发氨气泄露报警仪13；

S4、氨水气化器3产生的氨气和水蒸气进入静态混合器4，稀释风机6将常温常压空气带入空气加热器5，利用温度150℃以上、压力0.6MPa以上的蒸汽将空气加热至100℃以上再进入静态混合器4，最终通过静态混合器4将热空气与氨气、水蒸气进行混合，氨气体积分数稀释至15％以下后通过混合气输出管路44送入SCR系统反应器喷氨格栅。

综上所述，采用本实用新型所述的还原剂供给系统，可以产生温度在100℃以上的氨气、空气、水蒸气混合气体。采用这种混合气体作为还原剂，与传统氨水雾化直喷作为还原剂的方法相比：烟气温度降低程度小，催化剂表面无水蒸气凝结，低温SCR系统脱硝效率高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于，包括三个模块，分别为：

氨水贮存模块；所述氨水贮存模块包括尾气吸收罐和氨水贮存罐；所述尾气吸收罐顶部设有接通自来水的稀释水管路从而使罐体内部存有一定量自来水；尾气吸收罐顶部设有和大气环境连通的弯管，弯管出口处设有氨气泄露报警仪；所述氨水贮存罐的罐体顶部设有两个单呼阀，其中一个单呼阀用于向氨水贮存罐内通气，另一个单呼阀连接有氨气排气管，所述氨气排气管的另一端位于所述尾气吸收罐的液面以下；

氨水计量及气化模块；所述氨水计量及气化模块包括氨水气化器；所述氨水气化器顶部设有与氨气排气管连通的氨气回收管路；所述氨水气化器内部与氨水贮存罐内部通过氨水输送管路连通；

稀释混合模块；所述稀释混合模块包括依次连接的静态混合器、空气加热器及稀释风机；所述静态混合器的入口与氨水气化器顶部之间设有混合气输入管路，所述混合气输入管路上设有手动阀和电动调节阀，以便将合适流量的氨气和水蒸气输入到静态混合器内进行混合；静态混合器的出口处设有连接SCR系统反应器的混合气输出管路。

2.如权利要求1所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：所述氨水气化器采用电加热或者热蒸汽作为氨水蒸发热源。

3.如权利要求2所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：当氨水气化器采用热蒸汽作为氨水蒸发热源时，氨水气化器底部通过第一蒸汽进口管路输入热蒸汽，第一蒸汽进口管路上设有电动调节阀。

4.如权利要求3所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：所述空气加热器采用热蒸汽或电加热作为加热热源。

5.如权利要求4所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：当空气加热器采用热蒸汽加热时，所述空气加热器通过第二蒸汽进口管路与所述第一蒸汽进口管路连通，第二蒸汽进口管路上设有电动调节阀。

6.如权利要求1所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：尾气吸收罐、氨水贮存罐和氨水气化器的上部均设有温度计和压力计，以及侧面均设有液位计；尾气吸收罐和氨水贮存罐的底部均设有排污口。

7.如权利要求1所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：所述氨气回收管路上设有一个单呼阀和一个手动阀。

8.如权利要求1所述的用于低温SCR脱硝的还原剂制备、供给系统，其特征在于：所述氨水输送管路上设有氨水泵、电动调节阀及流量计。

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