CN215506692U - 一种尿素热解烟道直喷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于尿素热解烟道直喷技术领域，具体地说，尤其涉及一种尿素热解烟道直喷装置，包括锅炉，所述锅炉上连通有尿素管道，所述尿素管道前端连通有若干相互并联的尿素溶液罐，所述尿素溶液灌中的尿素浓度各不相同，所述尿素管道上依次设置有计量装置和分配装置，所述尿素管道的末端连接有喷射器，所述喷射器置于锅炉内部，所述锅炉内部依次设置有锅炉省煤器、烟气导流板和整流格栅，所述锅炉还连接有SCR反应器，所述SCR反应器内部装有催化剂。本实用新型安全性高、生产效率高，节约了成本。
Description
技术领域
本实用新型属于尿素热解烟道直喷技术领域，具体地说，尤其涉及一种尿素热解烟道直喷装置。
背景技术
尿素制氨工艺主要有尿素直喷制氨、尿素热解制氨和尿素水解制氨这三种工艺。其中尿素水解制氨分为普通水解制氨和催化水解制氨。尿素传统热解技术是将使用电加热器加热烟气或燃烧产生的高温烟气送入热解炉内，使尿素溶液热解得到氨气。尿素水解技术是通过溶液输送泵将尿素溶液送到水解反应器中，通过与蒸汽热交换将溶液加热至反应温度从而生成氨气。这2种尿素制氨技术都需要单独的热解或水解系统，不但系统复杂而且运行消耗大量热源，能耗及运行成本较高，限制了工程推广。
尿素直喷法根本上还是在炉膛内对尿素进行热解，通过在炉膛内寻找到合适的温度点位进行喷射，液通过安装在锅炉转向室内的特殊的喷射器，直接在锅炉高温烟气中进行加热分解制氨。尿素在高温(350～650℃)下，C-N键断裂，分解为NH3和CO2，生成的氨气随着烟气的流动进入到SCR反应，在催化剂的作用下与氮氧化物反应成成氮气和水蒸汽，从而达到去除氮氧化物的目的。
尿素热解炉内直喷系统包括：稀释水装置、计量装置、分配装置、尿素溶液喷射器、伸缩机构等。但是目前该技术存在以下问题，以至于限制了应用范围。1、氨逃逸大造成锅炉烟气侧尾部空预器堵塞；2、尿素直喷系统稀释水与尿素溶液混合比例难以控制；3、尿素直喷系统比热解系统多用尿素。因而亟需发明一套尿素热解烟道直喷装置以解决已有技术存在的问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种尿素热解烟道直喷装置，安全性高、生产效率高，节约了成本。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种尿素热解烟道直喷装置，包括锅炉，所述锅炉上连通有尿素管道，所述尿素管道前端连通有若干相互并联的尿素溶液罐，所述尿素溶液灌中的尿素浓度各不相同，所述尿素管道上依次设置有计量装置和分配装置，所述尿素管道的末端连接有喷射器，所述喷射器置于锅炉内部，所述锅炉内部依次设置有锅炉省煤器、烟气导流板和整流格栅，所述锅炉还连接有SCR反应器，所述SCR反应器内部装有催化剂。
进一步的，所述尿素管道上设置有循环供液泵，所述循环供液泵位于计量装置之前。
进一步的，所述喷射器包括若干层喷枪，所述喷枪上设有调节阀。
进一步的，所述喷枪层数为二。
进一步的，所述喷枪上设有空气管道，所述空气管道的进口设有冷却器。
进一步的，所述空气管道呈螺旋形卷绕在喷枪上。
本实用新型的有益效果：
1、分层布置喷枪，可以根据机组负荷的变动来调整每一层尿素的喷入量，以在最合适的温度下喷入尿素量，提高尿素的利用率。
2、采用尿素混合配比得到所需浓度的尿素溶液，省却了以往稀释水装置，避免因为稀释水装置漏水造成锅炉设备的损伤。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中喷射器的结构示意图。
图中：1、锅炉；2、尿素管道；3、尿素溶液罐；4、尿素溶液罐；5、分配装置；6、喷射器；61、喷枪；62、空气管道；63、冷却器；7、锅炉省煤器；8、烟气导流板；9、整流格栅；10、SCR反应器；11、催化剂。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：如说明书附图中的图1至图2所示，一种尿素热解烟道直喷装置，包括锅炉1，所述锅炉1上连通有尿素管道2，所述尿素管道2前端连通有若干相互并联的尿素溶液罐3，所述尿素溶液灌3中的尿素浓度各不相同，所述尿素管道2上依次设置有计量装置4和分配装置5，所述尿素管道2的末端连接有喷射器6，所述喷射器6置于锅炉1内部，所述锅炉1内部依次设置有锅炉省煤器7、烟气导流板8和整流格栅9，所述锅炉1还连接有SCR反应器10，所述SCR反应器10内部装有催化剂11。
进一步的，所述尿素管道2上设置有循环供液泵，所述循环供液泵位于计量装置4之前。
进一步的，所述喷射器6包括若干层喷枪61，所述喷枪61上设有调节阀。
进一步的，所述喷枪61层数为二。
进一步的，所述喷枪61上设有空气管道62，所述空气管道62的进口设有冷却器63。
进一步的，所述空气管道62呈螺旋形卷绕在喷枪61上。
使用原理：
尿素管道2前端连通有若干相互并联的尿素溶液罐3，尿素溶液灌3中的尿素浓度各不相同。根据烟气中氮氧化物、烟气量的变化得到的尿素需求量进行配比。从而在保证管道内液体流量稳定的前提下，通过调节尿素浓度来保证尿素总量满足需求。将制备而成的尿素溶液在尿素管道2中流动，经循环供液泵输送至计量装置4，经计量装置4精确测量所需尿素溶液量，再由分配装置5通过设置在锅炉1烟道的喷射器6将尿素溶液喷入烟道内，喷射器6喷出的尿素液滴与烟气混合，在烟道中被加热并分解成氨气。氨气与烟气的混合物依次穿过锅炉省煤器7、烟气导流板8和整流格栅9等构件，进入装有催化剂11的SCR反应器10。在催化剂11作用下，氨气与烟气中的氮氧化物发生反应，生成无害的氮气和水，同时脱除氮氧化物。
喷射器6包括若干层喷枪61，喷枪61上设有调节阀。在锅炉尾部(或者锅炉转向室)处，受到流场分布的影响，烟气存在分布不均匀的情况。因而需要根据流场分布情况对喷枪61针对性进行分区布置，每个分区内部的喷枪61流量可以独立调节。与之对应的是氮氧化物的测量点，根据对应分区的测量来控制喷枪61尿素溶液的调节阀，通过调节开度来控制尿素溶液的喷入量。
在运行过程中，需要保证喷枪61管道内的尿素溶液维持在气液两相的状态，以确保雾化效果。因而喷枪61上设有空气管道62，空气管道62的进口设有冷却器63。空气管道62呈螺旋形卷绕在喷枪61上。冷却空气用来隔绝高温烟气和尿素溶液。同时，空气除却冷却的作用，还具有雾化尿素溶液的作用。
由于电网调峰的存在，很多情况下机组会在低负荷下运行。低负荷工况下，烟气温度会降低。而尿素热解的反应温度在350-650℃区间内，而最佳的反应温度在450-550℃附近。如果喷枪单独设置在某一区域，很大程度上会因符合变化，导致烟气温度与最佳反应温度不匹配的情况，导致尿素利用率的下降。因此需要对喷枪61进行多层设置，在综合考虑高负荷以及低负荷条件下烟道内温度分布情况的基础上，设置多层喷枪61(一般设置两层)。在高负荷与低负荷之间的任意工况下，喷枪61通过调节每一层流量的分配比例，从而保证尿素的利用率最大化。
以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种尿素热解烟道直喷装置，包括锅炉，其特征在于：所述锅炉上连通有尿素管道，所述尿素管道前端连通有若干相互并联的尿素溶液罐，所述尿素溶液灌中的尿素浓度各不相同，所述尿素管道上依次设置有计量装置和分配装置，所述尿素管道的末端连接有喷射器，所述喷射器置于锅炉内部，所述锅炉内部依次设置有锅炉省煤器、烟气导流板和整流格栅，所述锅炉连接有SCR反应器，所述SCR反应器内部装有催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种尿素热解烟道直喷装置，其特征在于：所述尿素管道上设置有循环供液泵，所述循环供液泵位于计量装置之前。
3.根据权利要求1所述的一种尿素热解烟道直喷装置，其特征在于：所述喷射器包括若干层喷枪，所述喷枪上设有调节阀。
4.根据权利要求3所述的一种尿素热解烟道直喷装置，其特征在于：所述喷枪层数为二。
5.根据权利要求3所述的一种尿素热解烟道直喷装置，其特征在于：所述喷枪上设有空气管道，所述空气管道的进口设有冷却器。
6.根据权利要求5所述的一种尿素热解烟道直喷装置，其特征在于：所述空气管道呈螺旋形卷绕在喷枪上。
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