CN219209520U

CN219209520U - 一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置

Info

Publication number: CN219209520U
Application number: CN202223545864.0U
Authority: CN
Inventors: 袁岩江; 李臣; 郝润杰; 刘文国; 丁可启; 魏珍妮; 邱国亮
Original assignee: Shandong Haihua Co ltd; Shandong Haihua Group Co Ltd
Current assignee: Shandong Haihua Co ltd; Shandong Haihua Group Co Ltd
Priority date: 2022-12-30
Filing date: 2022-12-30
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2032-12-30

Abstract

本实用新型提供了一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，包括尾气换热器、蒸汽换热器、SCR脱硝反应器，尾气换热器设有冷媒入口管、冷媒出口管、热媒入口管、热媒出口管；管道上连接有位于蒸汽换热器后方的风机入口管，风机入口管的末端连接有高温变频离心风机，高温变频离心风机出口端通过脱碳入口管连接有脱碳反应器，脱碳反应器出口端连接有换热装置，所述换热装置出口通过脱碳出口支管连接到管道上。此装置可解决脱碳脱硝综合处理过程中，充分利用了尾气中CO催化氧化反应放出的热量，大大降低了系统蒸汽用量，余热还可为系统外供能，达到了利废节能减排的多重效果。

Description

一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置

技术领域

本实用新型属于氨碱法纯碱生产的节能技术领域，具体涉及一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置。

背景技术

在氨碱法纯碱生产中，石灰窑中石灰石依靠焦炭产生的热量分解成生石灰和窑气，由于受燃料成份、燃烧型式等的影响窑气中不可避免地含有少量的SO₂、CO和NO_X，窑气经氨盐水碳酸化、精盐水尾气洗涤后成为碳化尾气排空，碳化尾气中仍然含有少量的SO₂、CO和NO_X，需要进行脱硝处理才能排放。随着国家对环保的要求越来越严格，纯碱行业也逐步进行了超低排放改造，目前所采用的脱硝技术主要是选择性催化还原（SCR），该技术需要将尾气升温至200℃左右，此过程需要消耗大量能量。

在其他行业中，为降低能耗，部分企业采用脱碳脱硝一体化方式，通过CO在催化氧化作用下放出大量的热作为尾气提温的热源，此方法实现了绿色、经济脱硝，但在氨碱行业因碳化尾气中CO 浓度较高（约20000mg/Nm3），在脱碳过程中，反应剧烈，温度急速升高，很快超过脱硝催化剂耐受温度，影响催化剂寿命，脱硝效果差；同时急速反应下，消耗了尾气中脱硝所需要的O₂，脱硝还原剂NH₃也易被氧化成NO_X，对后续脱硝产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，可以利用高浓度CO催化氧化放出的热量为脱硝稳定持续供能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，包括尾气换热器、蒸汽换热器、SCR脱硝反应器，尾气换热器设有冷媒入口管、冷媒出口管、热媒入口管、热媒出口管，尾气换热器的冷媒入口管连接有碳化尾气管道，尾气换热器的冷媒出口管通过管道连接到SCR脱硝反应器的上端进气口，SCR脱硝反应器下端与尾气换热器的热媒入口管相连，管道下部连接有蒸汽换热器；其结构特点是：所述管道上连接有位于蒸汽换热器后方的风机入口管，风机入口管的末端连接有高温变频离心风机，高温变频离心风机出口端通过脱碳入口管连接有脱碳反应器，脱碳反应器出口端连接有换热装置，所述换热装置出口通过脱碳出口支管连接到管道上。

所述风机入口管上还连接有吸空支管，吸空支管连接在靠近高温变频离心风机入口端的风机入口管部段上。

所述吸空支管上连接有吸空自调阀。

所述脱碳反应器下端连接有第一温度检测器；脱碳出口支管连接有第二温度检测器，SCR脱硝反应器的上端进气口上连接有有第三温度检测器。

所述风机入口管和脱碳出口支管分别连接有高温蝶阀。

采用这样的装置后，可通过高温变频风机调节进入脱碳反应器的尾气量，进而控制CO催化氧化的发热量；同时可通过高温变频风机前吸空自调阀调节进入脱碳反应器的空气量，从而调节尾气中CO浓度，调节催化温度；催化放热量过高时，可通过换热装置向外输出热量。此装置通过控制蒸汽换热器输入蒸汽量、风机变频、吸空自调阀和换热装置协调控制进入SCR脱硝反应器的尾气温度，特别适合尾气中CO浓度偏高需要进行脱硝的尾气。从而达到利用高浓度CO催化氧化放出的热量为脱硝稳定持续供能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置的示意图；

图中：风机入口管1；吸空自调阀2；高温变频离心风机3；脱碳入口管4；脱碳反应器5；换热装置6；脱碳出口管7；第一温度检测器8；第二温度检测器9；第三温度检测器10；尾气换热器11；蒸汽换热器12；管道13；SCR脱硝反应器14；烟囱15；碳化尾气管道16；冷媒入口管17；冷媒出口管18；上端进气口19；热媒入口管20；热媒出口管21；高温蝶阀22；吸空支管24。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。参照附图，本实用新型提供了一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置的实施例，为方便描述，本实施例中前后指的流体的运行方向，即流体向前运行，图中的箭头线为流体的运行方向，并且，下述的连接以及安装可以理解为直接连接，也可以理解为间接连接，间接连接的意思是指可以通过中间部件进行两个部件之间的连接或安装。

参照图1，本实用新型提供的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置的实施例，其包括尾气换热器11、蒸汽换热器12、SCR脱硝反应器14，尾气换热器11设有冷媒入口管17、冷媒出口管18、热媒入口管20、热媒出口管21，尾气换热器11的冷媒入口管17连接有碳化尾气管道16，尾气换热器11的冷媒出口管18通过管道13连接到SCR脱硝反应器14的上端进气口19，SCR脱硝反应器14下端与尾气换热器11的热媒入口管20相连，管道13下部连接有蒸汽换热器12；所述管道13上连接有位于蒸汽换热器后方的风机入口管1，风机入口管1的末端连接有高温变频离心风机3，高温变频离心风机3出口端通过脱碳入口管4连接有脱碳反应器5，脱碳反应器5出口端连接有换热装置6，所述换热装置6出口通过脱碳出口支管7连接到管道13上。通过设置上述高温变频离心风机3，可以将利用脱碳反应产生的热能对尾气进行加热，从而保证脱销温度要求。

参照图1，所述风机入口管1上还连接有吸空支管24，吸空支管24连接在靠近高温变频离心风机3入口端的风机入口管部段上；所述吸空支管24上连接有吸空自调阀2。通过吸空自调阀调节进入脱碳反应器的空气量，从而调节尾气中CO浓度，调节催化温度。

参照图1，所述脱碳反应器5下端连接有第一温度检测器8；脱碳出口支管7连接有第二温度检测器9，SCR脱硝反应器14的上端进气口19上连接有有第三温度检测器10。所述风机入口管1和脱碳出口支管7分别连接有高温蝶阀22。通过上述结构设置，可以精确控制整个过程中的温度以及各个管路的通断，从而保证脱销脱碳效果。

在本实用新型的上述实施例中，在上述各个设备中，各种换热器以及换热设备可以采用现有技术中的换热设备，两种流体经过换热设备时分别流经管程和壳程，在此不详细描述其具体结构，吸空自调阀2、高温变频离心风机3、脱碳反应器5、SCR脱硝反应器14的具体结构为现有技术，采用现有技术中的产品即可，在此不描述其具体结构。

参照图1所示，上述实施例工作时，初始状态下，风机入口管1上的高温蝶阀22、脱碳出口支管7上的高温蝶阀22处于关闭状态，碳化尾气经碳化尾气管道16依次通过尾气换热器11冷媒通道、蒸汽换热器12、管道13、SCR脱硝反应器14、尾气换热器11热媒通道，上述冷媒通道以及热媒通道指的是上述的管程以及壳程，经烟囱15外排，在此过程中，碳化尾气经尾气换热器11预热至150℃，再经蒸汽换热器12由3.2MPa蒸汽加热至200℃后，进入SCR脱硝反应器14，反应后在尾气换热器11内预热新进入的尾气，换热后温度降至70℃经烟囱15排空。脱硝入口处第三温度检测器10检测的温度稳定在200℃后，开启高温变频离心风机3，打开风机入口管1上的高温蝶阀22、脱碳出口支管7上的高温蝶阀22，逐渐减少蒸汽换热器12中3.2MPa蒸汽进气量，提高电机频率，当换热后第二温度检测器9检测的温度达到300℃时，全部关闭蒸汽换热器12，脱硝装置全部使用CO催化放热供热。再次提高变频，脱碳反应器5后第一温度检测器8显示温度至400℃，换热装置6开始投入使用，可调节吸空自调阀2吸入空气量和风机变频，控制第二温度检测器9检测的温度保持在300℃。此时脱硝系统可在无蒸汽加热状态下正常运行，同时管式换热器可向系统外提供热量。

Claims

1.一种氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，包括尾气换热器（11）、蒸汽换热器（12）、SCR脱硝反应器（14），尾气换热器（11）设有冷媒入口管（17）、冷媒出口管（18）、热媒入口管（20）、热媒出口管（21），尾气换热器（11）的冷媒入口管（17）连接有碳化尾气管道（16），尾气换热器（11）的冷媒出口管（18）通过管道（13）连接到SCR脱硝反应器（14）的上端进气口（19），SCR脱硝反应器（14）下端与尾气换热器（11）的热媒入口管（20）相连，管道（13）下部连接有蒸汽换热器（12）；其特征是：所述管道（13）上连接有位于蒸汽换热器后方的风机入口管（1），风机入口管（1）的末端连接有高温变频离心风机（3），高温变频离心风机（3）出口端通过脱碳入口管（4）连接有脱碳反应器（5），脱碳反应器（5）出口端连接有换热装置（6），所述换热装置（6）出口通过脱碳出口支管（7）连接到管道（13）上。

2.根据权利要求1所述的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，其特征是：所述风机入口管（1）上还连接有吸空支管（24），吸空支管（24）连接在靠近高温变频离心风机（3）入口端的风机入口管部段上。

3.根据权利要求2所述的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，其特征是：所述吸空支管（24）上连接有吸空自调阀（2）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，其特征是：所述脱碳反应器（5）下端连接有第一温度检测器（8）；脱碳出口支管（7）连接有第二温度检测器（9），SCR脱硝反应器（14）的上端进气口（19）上连接有有第三温度检测器（10）。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的氨碱法纯碱生产碳化尾气脱硝的节能装置，其特征是：所述风机入口管（1）和脱碳出口支管（7）分别连接有高温蝶阀（22）。