CN219168135U - 无热源低能耗提取脱硝氨气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，解决了如何低能耗低投资地从氨水中获取氨气用于SCR脱硝工艺的问题；在氨气提取封闭罐体（1）内，设置有双流体喷枪（2），双流体喷枪（2）的输入管口（8），穿出到氨气提取封闭罐体（1）的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体（1）外，在输入管口（8）上并联连接有氨水输入管路（9）和压缩空气输入管路（10），在双流体喷枪（2）上方的氨气提取封闭罐体（1）内设置有除水雾网板（3），在氨气输出口（4）上连接有SCR脱硝反应器输入管路（5），在双流体喷枪（2）下方的氨气提取封闭罐体（1）的侧壁上，设置有空气输入管路（7）和离心风机（18）；本发明经济、合理和实用。

Description

无热源低能耗提取脱硝氨气装置

技术领域

本发明涉及一种氨气的提取装置，特别涉及一种在燃煤锅炉SCR脱硝工艺中所使用的氨气的无热源低能耗提取装置及其提取方法。

背景技术

目前，燃煤锅炉（尤其是室燃炉）的脱硝工艺，绝大多数是采用中高温SCR脱硝工艺；在SCR脱硝工艺中，借助催化剂的作用，还原剂NH₃将烟气中的氮氧化物（NO、NO₂、N₂O）还原反应为N₂和H₂O；其中的还原剂NH₃的来源有三种，即，液氨、氨水和尿素制氨；液氨为液态纯氨，只需将其气化，即可用于SCR脱硝工艺中；氨水是煤化工的副产品，也有通过液氨溶于水而得的；对氨水进行加热，得到蒸发的氨气用于脱硝，是现有技术普遍采用的方法；氨水的加热方式有：电加热、蒸汽加热、烟气加热和热空气加热等几种方式；其中的电加热方式，需配置电加热器，用电能将氨水加热到沸点以上，将氨水中的氨气蒸发出来，此加热方式存在耗电多和运行费用高的缺陷；蒸汽加热方式，需配备蒸汽加热器，用锅炉生产的部分蒸汽（350℃-450℃）作为热源加热氨水使其蒸发，得到脱硝氨气，释放热量后的蒸汽转变为凝结水，再通过凝结水箱和水泵打回锅炉系统中，此加热方式虽然比电加热方式经济，但存在系统较复杂的缺陷；烟气加热方式需要配置烟气加热器、吹灰器、灰斗等辅助设备，通过抽取锅炉尾部烟道中的高温烟气（300℃-450℃）作为热源加热氨水使其蒸发，得到氨气，释放热量后的烟气再回到锅炉，由于高温烟气体积大，导致烟道和加热器的体积庞大，占地面积和空间也较大，烟道材质、膨胀节、隔断和调节门均需采用304L不锈钢，投资很大，相对电加热方式而言，系统复杂，且对锅炉的效率有较大影响；热空气加热方式，需要配置空气加热器，抽取锅炉空气预热器出口的热风（250℃-300℃）作为热源加热氨水使其蒸发，释放热量后的空气经风机加压后再回到锅炉空气预热器入口，由于热空气体积大，导致热风道和加热器的体积庞大，占地面积与空间大，增加了布置难度，风道材质、膨胀节、隔断和调节门均需耐高温，投资大且对锅炉效率有影响；目前，国内采用氨水作SCR脱硝还原剂的锅炉，一般是将氨水加热蒸发后，得到氨气与蒸汽混合气后，再用于SCR脱硝工艺中，这种方式不但需要热源，而且还存在蒸汽进入SCR脱硝反应器后，使烟气含湿量增加，水露点和酸露点也升高，增加了下游设备低温腐蚀风险。

发明内容

本发明提供了一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，解决了如何低能耗低投资地从氨水中获取氨气用于SCR脱硝工艺的技术问题。

本发明的总体构思是：充分利用氨水易挥发的特性，将溶有氨气的氨水，通过双流体喷枪，在雾化介质压缩空气的作用下将氨水雾化为3-4μm的雾状，将液态氨水随即转变为氨气和雾化水，再利用压力风作动力，将氨气携带出罐体，送入SCR脱硝反应器，实现了无热源、低能耗和低投资的氨气提取。

一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，包括氨气提取封闭罐体、氨水输入管路、压缩空气输入管路、空气输入管路和提取氨气输出管路；在氨气提取封闭罐体内，设置有双流体喷枪，双流体喷枪的输入管口，穿出到氨气提取封闭罐体的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体外，在输入管口上并联连接有氨水输入管路和压缩空气输入管路，在双流体喷枪上方的氨气提取封闭罐体内设置有除水雾网板，在除水雾网板上方的氨气提取封闭罐体的顶端设置有氨气输出口，在氨气输出口上连接有SCR脱硝反应器输入管路，在双流体喷枪下方的氨气提取封闭罐体的侧壁上，设置有空气输入口，在空气输入口上连接有空气输入管路，在空气输入管路上设置有离心风机。

在空气输入口与双流体喷枪之间设置有填料格栅，在氨气提取封闭罐体的下端设置有废液排出口，在废液排出口上连接有废液排出管路。

在氨水输入管路上分别设置有止回阀、电动调节阀、氨水流量计和氨水泵，氨水是通过氨水泵被泵入到双流体喷枪的输入管口中的；在空气输入管路上分别设置有离心风机和风量计。

一种无热源低能耗提取脱硝氨气方法，包括氨气提取封闭罐体、氨水输入管路、压缩空气输入管路、空气输入管路和提取氨气输出管路，在氨气提取封闭罐体内，设置有双流体喷枪，双流体喷枪的输入管口，穿出到氨气提取封闭罐体的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体外，在输入管口上并联连接有氨水输入管路和压缩空气输入管路，在双流体喷枪上方的氨气提取封闭罐体内设置有除水雾网板，在除水雾网板上方的氨气提取封闭罐体的顶端设置有氨气输出口，在氨气输出口上连接有SCR脱硝反应器输入管路，在双流体喷枪下方的氨气提取封闭罐体的侧壁上，设置有空气输入口，在空气输入口上连接有空气输入管路，在空气输入管路上设置有离心风机，在氨水输入管路上设置有氨水泵；其特征在于以下步骤：

第一步、通过氨水泵将氨水泵入到双流体喷枪的输入管口中，与此同时，将0.5MPa-0.7MPa的压缩空气通入到双流体喷枪的输入管口中；

第二步、通过输入管口进入到双流体喷枪中的氨水被雾化，被分流成氨气和水雾；双流体喷枪将氨水雾化成3-4μm小液滴喷入到氨气提取封闭罐体内，液态氨随即转变为气态氨；

第三步、通过离心风机，将空气吹入到氨气提取封闭罐体内下部，提取出的氨气被吹入的空气向上吹，通过除水雾网板后，进入到氨气输出口上连接的SCR脱硝反应器输入管路中；

第四步、除水雾网板上析出的水下落到氨气提取封闭罐体的底部，并通过氨气提取封闭罐体底端的废液排出口进入到废液排出管路中。

本发明将氨水通过管道接入喷枪，喷枪布置在提气罐上部空间内，每个提气罐配置一只或多支喷枪，喷枪接入0.5MPa-0.7MPa的压缩空气将氨水雾化，离心式风机出口约8kPa的压力风从提气罐下部空间进入，穿过中间格栅填料将雾状中的氨气携带向上通过罐顶除雾板、出口直至用氨点；提气方法不需要热源，离心式风机电动机功率相比电加热器很小，并且压缩空气用量很小，离心式风机为常温风机，风道管径小便于布置，常温的风道材质、风门成本都比较低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，包括氨气提取封闭罐体1、氨水输入管路9、压缩空气输入管路10、空气输入管路7和提取氨气输出管路5；在氨气提取封闭罐体1内，设置有双流体喷枪2，双流体喷枪2的输入管口8，穿出到氨气提取封闭罐体1的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体1外，在输入管口8上并联连接有氨水输入管路9和压缩空气输入管路10，在双流体喷枪2上方的氨气提取封闭罐体1内设置有除水雾网板3，在除水雾网板3上方的氨气提取封闭罐体1的顶端设置有氨气输出口4，在氨气输出口4上连接有SCR脱硝反应器输入管路5，在双流体喷枪2下方的氨气提取封闭罐体1的侧壁上，设置有空气输入口6，在空气输入口6上连接有空气输入管路7，在空气输入管路7上设置有离心风机18。

在空气输入口6与双流体喷枪2之间设置有填料格栅11，在氨气提取封闭罐体1的下端设置有废液排出口12，在废液排出口12上连接有废液排出管路13。

在氨水输入管路9上分别设置有止回阀14、电动调节阀15、氨水流量计16和氨水泵17，氨水是通过氨水泵17被泵入到双流体喷枪2的输入管口8中的；在空气输入管路7上分别设置有离心风机18和风量计19。

一种无热源低能耗提取脱硝氨气方法，包括氨气提取封闭罐体1、氨水输入管路9、压缩空气输入管路10、空气输入管路7和提取氨气输出管路5，在氨气提取封闭罐体1内，设置有双流体喷枪2，双流体喷枪2的输入管口8，穿出到氨气提取封闭罐体1的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体1外，在输入管口8上并联连接有氨水输入管路9和压缩空气输入管路10，在双流体喷枪2上方的氨气提取封闭罐体1内设置有除水雾网板3，在除水雾网板3上方的氨气提取封闭罐体1的顶端设置有氨气输出口4，在氨气输出口4上连接有SCR脱硝反应器输入管路5，在双流体喷枪2下方的氨气提取封闭罐体1的侧壁上，设置有空气输入口6，在空气输入口6上连接有空气输入管路7，在空气输入管路7上设置有离心风机18，在氨水输入管路9上设置有氨水泵17；其特征在于以下步骤：

第一步、通过氨水泵17将氨水泵入到双流体喷枪2的输入管口8中，与此同时，将0.5MPa-0.7MPa的压缩空气通入到双流体喷枪2的输入管口8中；

第二步、通过输入管口8进入到双流体喷枪2中的氨水被雾化，被分流成氨气和水雾；双流体喷枪2将氨水雾化成3-4μm小液滴喷入到氨气提取封闭罐体1内，液态氨随即转变为气态氨；

第三步、通过离心风机18，将空气吹入到氨气提取封闭罐体1内下部，提取出的氨气被吹入的空气向上吹，通过除水雾网板3后，进入到氨气输出口4上连接的SCR脱硝反应器输入管路5中；

第四步、除水雾网板3上析出的水下落到氨气提取封闭罐体1的底部，并通过氨气提取封闭罐体1底端的废液排出口12进入到废液排出管路13中。

在空气输入口6与双流体喷枪2之间设置有填料格栅11，在填料格栅11上形成有水膜；离心风机18输出的空气的压力为8kPa；在氨水输入管路9上分别设置有止回阀14、电动调节阀15、氨水流量计16和氨水泵17；在空气输入管路7上设置有风量计19。

来自氨水泵17出口的氨水输入管路9在进入氨气提取封闭罐体1前，设置氨水流量计16、电动调节阀15和止回阀14；压缩空气来自锅炉房压缩空气管道，离心风机18吸入空气，其出口压力风道上装设蝶阀和风量计19，离心风机18的风量调节，可采用变频调速实现，也可以采用入口导叶调节；氨水进入双流体喷枪2后，被压缩空气雾化为3-4μm的雾状，双流体喷枪2在填料格栅11的上方，离心风机18就地吸入空气后将压力风送至氨气提取封闭罐体1内底部，压力风通过格栅填料11均流后进入上部空间与氨气混合并携带氨气通过除水雾网板3后进入到SCR脱硝反应器输入管路5中；除水雾网板3的功能主要去除气体中夹带的水滴，填料格栅11的功能是保持一层薄的持液层，既能避免氨气向下逃逸，又能均布压力风；整个系统介质温度均为常温，氨气提取封闭罐体1为微正压（8kPa）不属于压力容器，管径均很小，便于布置，对锅炉运行无影响，运行耗能小，投资低。

Claims (3)

1.一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，包括氨气提取封闭罐体（1）、氨水输入管路（9）、压缩空气输入管路（10）、空气输入管路（7）和SCR脱硝反应器输入管路（5）；其特征在于，在氨气提取封闭罐体（1）内，设置有双流体喷枪（2），双流体喷枪（2）的输入管口（8），穿出到氨气提取封闭罐体（1）的侧壁后设置在氨气提取封闭罐体（1）外，在输入管口（8）上并联连接有氨水输入管路（9）和压缩空气输入管路（10），在双流体喷枪（2）上方的氨气提取封闭罐体（1）内设置有除水雾网板（3），在除水雾网板（3）上方的氨气提取封闭罐体（1）的顶端设置有氨气输出口（4），在氨气输出口（4）上连接有SCR脱硝反应器输入管路（5），在双流体喷枪（2）下方的氨气提取封闭罐体（1）的侧壁上，设置有空气输入口（6），在空气输入口（6）上连接有空气输入管路（7），在空气输入管路（7）上设置有离心风机（18）。

2.根据权利要求1所述的一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，其特征在于，在空气输入口（6）与双流体喷枪（2）之间设置有填料格栅（11），在氨气提取封闭罐体（1）的下端设置有废液排出口（12），在废液排出口（12）上连接有废液排出管路（13）。

3.根据权利要求1或2所述的一种无热源低能耗提取脱硝氨气装置，其特征在于，在氨水输入管路（9）上分别设置有止回阀（14）、电动调节阀（15）、氨水流量计（16）和氨水泵（17），氨水是通过氨水泵（17）被泵入到双流体喷枪（2）的输入管口（8）中的；在空气输入管路（7）上分别设置有离心风机（18）和风量计（19）。

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