CN220159657U - 一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统。本实用新型的燃机余热锅炉烟气脱硝系统包括依次设置并连接的尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液计量分配模块、尿素热解炉和余热锅炉，余热锅炉中设有喷氨格栅和SCR反应区，尿素热解炉通过氨气管道与余热锅炉连通以将氨气通过喷氨格栅喷入SCR反应区，余热锅炉通过烟气管道与尿素热解炉连通以将烟气送至尿素热解炉，在烟气管道上设有用于对烟气进行升温的天然气燃烧器，天然气燃烧器与天然气管道连接。本实用新型的燃机余热锅炉烟气脱硝系统能够解决燃气机组启停过程中存在的“黄烟”现象。

Description

一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统

技术领域

本实用新型涉及燃气机组余热锅炉的废气处理技术领域，尤其是涉及一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统。

背景技术

在能源结构多元化的大环境下，燃气机组因其能灵活调峰而受到重视，为满足机组调峰需要，机组启停频繁。在启机过程中，氮氧化物排放浓度明显偏高，从而导致机组烟囱排烟存在比较严重的“黄烟”现象。随着燃气机组污染物的排放要求逐步提高，燃机电厂降低氮氧化物的排放改造已经迫在眉睫。

目前，燃气机组主要采用SCR烟气脱硝技术。SCR烟气脱硝技术是指利用还原剂(氨气)在催化剂的作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物(主要为一氧化氮和二氧化氮)发生化学反应生成氮气和水从而脱除烟气中氮氧化物的一种脱硝技术。SCR烟气脱硝技术具有脱硝效率高、成熟可靠、应用广泛等特点，然而急待解决燃气机组的“黄烟”现象。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其能够解决燃气机组启停过程中存在的“黄烟”现象。

本实用新型提供一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统，包括依次设置并连接的尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液计量分配模块、尿素热解炉和余热锅炉，余热锅炉中设有喷氨格栅和SCR反应区，尿素热解炉通过氨气管道与余热锅炉连通以将氨气通过喷氨格栅喷入SCR反应区，余热锅炉通过烟气管道与尿素热解炉连通以将烟气送至尿素热解炉，在烟气管道上设有用于对烟气进行升温的天然气燃烧器，天然气燃烧器与天然气管道连接。

进一步地，在烟气管道上还设有高温稀释风机，高温稀释风机设置在天然气燃烧器与余热锅炉之间。

进一步地，高温稀释风机设有变频器以进行变频调节。

进一步地，在烟气管道上并联设置有两个以上的高温稀释风机。

进一步地，在烟气管道上还设有流量计，流量计设置在高温稀释风机与余热锅炉之间。

进一步地，在尿素溶解罐与尿素溶液储罐之间的连接管道上设有尿素溶解泵。

进一步地，在尿素溶液储罐与尿素溶液计量分配模块之间的连接管道上设有尿素溶液输送泵。

进一步地，在尿素热解炉上设有双流体喷枪，尿素溶液计量分配模块通过尿素溶液管道与双流体喷枪连接以将尿素溶液喷入尿素热解炉。

进一步地，尿素溶液计量分配模块包括分配母管和多个分配支管，多个分配支管分别与分配母管连通，在分配母管的进口端设有流量计和调节阀，在每一分配支管上均设有流量计、调节阀和压力表。

进一步地，在余热锅炉中间隔设置两个以上的喷氨格栅，在氨气管道上对应设置两个以上的氨气分支管道，每一喷氨格栅与一氨气分支管道连接。

本实用新型的燃机余热锅炉烟气脱硝系统在余热锅炉与尿素热解炉之间的烟气管道上设置天然气燃烧器，在机组启动过程中，余热锅炉入口烟气的氮氧化物浓度偏高导致存在“黄烟”现象，此时余热锅炉入口烟气温度偏低从而无法满足尿素热解炉的热解温度要求，通过设置天然气燃烧器将从余热锅炉抽取的烟气温度升温至热解所需温度以满足尿素溶液热解需求。随着机组负荷的不断上升同步调节烟气的加热量，当抽取的余热锅炉内烟气温度满足尿素热解炉的热解温度要求时，可关停天然气加热器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施方式的燃机余热锅炉烟气脱硝系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：尿素溶解罐；2：尿素溶液储罐；3：尿素溶液计量分配模块；4：尿素热解炉；5：余热锅炉；6：喷氨格栅；7：SCR反应区；8：天然气燃烧器；9：天然气管道；10：高温稀释风机；11：流量计；12：尿素溶解泵；13：尿素溶液输送泵；14：双流体喷枪；15：烟囱；16：氨气分支管道。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

结合图1所示，本实施例的燃机余热锅炉烟气脱硝系统包括依次设置并连接的尿素溶解罐1、尿素溶液储罐2、尿素溶液计量分配模块3、尿素热解炉4和余热锅炉5，余热锅炉5中设有喷氨格栅6和SCR反应区7，尿素热解炉4通过氨气管道与余热锅炉5连通以将氨气通过喷氨格栅6喷入SCR反应区7，余热锅炉5通过烟气管道与尿素热解炉4连通以将烟气送至尿素热解炉4，在烟气管道上设有用于对烟气进行升温的天然气燃烧器8，天然气燃烧器8与天然气管道9连接。

本实施例的燃机余热锅炉烟气脱硝系统以尿素作为还原剂，采用尿素热解法制备氨气，尿素颗粒在尿素溶解罐1中充分溶解后至尿素溶液储罐2进行储存，尿素溶液储罐2中的尿素溶液通过尿素溶液计量分配模块3计量调节后喷入尿素热解炉4中；同时，抽取余热锅炉5内的高温烟气送入尿素热解炉4中，尿素溶液经尿素热解炉4热解生成氨气，最终通过喷氨格栅6喷入余热锅炉5内的SCR反应区7内进行脱硝反应。

在烟气管道上还设有高温稀释风机10，高温稀释风机10设置在天然气燃烧器8与余热锅炉5之间。高温稀释风机10抽取余热锅炉5内的高温烟气送至尿素热解炉4。特别是，高温稀释风机10设有变频器以进行变频调节，以便根据机组运行工况下的需氨量调节热解所需的烟气量，达到节能降耗目的。对高温稀释风机10的设置方式不作严格限制，例如可以在烟气管道上并联设置两个以上的高温稀释风机10。

此外，可以在烟气管道上设置流量计11对烟气流量进行检测，流量计11设置在高温稀释风机10与余热锅炉5之间。

可以理解，在尿素溶解罐1与尿素溶液储罐2之间的连接管道上设有尿素溶解泵12以便将尿素溶解罐1中的尿素溶液输送至尿素溶液储罐2；同时，在尿素溶液储罐2与尿素溶液计量分配模块3之间的连接管道上设有尿素溶液输送泵13以便将尿素溶液储罐2中的尿素溶液输送至尿素溶液计量分配模块3。

尿素溶液计量分配模块3包括分配母管和多个分配支管，多个分配支管分别与分配母管连通，在分配母管的进口端设有流量计11和调节阀，通过流量计11的读数来控制调节阀的开度，从而控制所需的尿素溶液流量；此外，在每一分配支管上均设有流量计11、调节阀和压力表，从而调节每一分配支管所需的尿素溶液流量。经过尿素溶液计量分配模块3计量后的尿素溶液在分配母管中分为多路并通过多个分配支管通向对应的喷枪，分配支管和喷枪的数量可根据喷氨量确定，尿素溶液计量分配模块3能够精确地测量并控制输送到尿素热解炉4中的尿素溶液流量。

此外，在尿素热解炉4上设有双流体喷枪14，尿素溶液计量分配模块3通过尿素溶液管道与双流体喷枪14连接以将尿素溶液喷入尿素热解炉4。进一步地，在余热锅炉5的出口端设有烟囱15。

本实施例对余热锅炉5中喷氨格栅6的设置数量不作严格限制，可根据实际需要合理设置；具体地，可以在余热锅炉5中间隔设置两个以上的喷氨格栅6，在氨气管道上对应设置两个以上的氨气分支管道16，每一喷氨格栅6与一氨气分支管道16连接。

在机组启动过程中(即燃烧模式切换前)，余热锅炉5入口烟气的氮氧化物浓度偏高导致存在“黄烟”现象，此时余热锅炉5入口的烟气温度偏低从而无法满足热解炉的热解温度要求，通过天然气燃烧器8将从余热锅炉5抽取的烟气温度升温至尿素溶液热解所需温度以满足尿素溶液热解需求，尿素溶液的供应量通过尿素溶液输送管道上的调节阀调节控制，同时天然气的供应量根据尿素热解炉4所需的烟气温度进行调节，从而使得SCR脱硝所需的氨量能够随着机组负荷的不断变化同步变化，在机组启动过程中提供更多的氨气来解决余热锅炉5入口烟气氮氧化物浓度偏高存在“黄烟”现象。

在燃烧模式切换后，余热锅炉5入口烟气的氮氧化物浓度明显降低，SCR脱硝所需的氨气耗量降幅较大，尿素溶液供应量也大幅降低；同时，燃烧模式切换后余热锅炉5内的烟气温度可满足尿素溶液热解的温度要求，此时天然气燃烧器8可停止运行。

本实施例的燃机余热锅炉烟气脱硝系统在余热锅炉5与尿素热解炉4之间的烟气管道上设置天然气燃烧器8，在机组启动过程中，余热锅炉5入口烟气的氮氧化物浓度偏高导致存在“黄烟”现象，此时余热锅炉5入口烟气温度偏低从而无法满足尿素热解炉4的热解温度要求，通过设置天然气燃烧器8将从余热锅炉5抽取的烟气温度升温至热解所需温度以满足尿素溶液热解需求，从而使得SCR脱硝所需的氨量随着机组负荷的不断变化而同步变化，在机组启动过程中提供更多的氨气，从而良好地解决了燃气机组启停过程中因余热锅炉5入口烟气氮氧化物浓度偏高存在的“黄烟”现象。

本实施例的燃机余热锅炉烟气脱硝系统利用燃机电厂内已有的天然气资源加热烟气，在解决燃气机组启停过程中存在的“黄烟”现象的同时，具有不额外消耗能源、运行维护简单、设备造价低等优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，包括依次设置并连接的尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液计量分配模块、尿素热解炉和余热锅炉，余热锅炉中设有喷氨格栅和SCR反应区，尿素热解炉通过氨气管道与余热锅炉连通以将氨气通过喷氨格栅喷入SCR反应区，余热锅炉通过烟气管道与尿素热解炉连通以将烟气送至尿素热解炉，在烟气管道上设有用于对烟气进行升温的天然气燃烧器，天然气燃烧器与天然气管道连接。

2.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在烟气管道上还设有高温稀释风机，高温稀释风机设置在天然气燃烧器与余热锅炉之间。

3.根据权利要求2所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，高温稀释风机设有变频器以进行变频调节。

4.根据权利要求2所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在烟气管道上并联设置有两个以上的高温稀释风机。

5.根据权利要求2所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在烟气管道上还设有流量计，流量计设置在高温稀释风机与余热锅炉之间。

6.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在尿素溶解罐与尿素溶液储罐之间的连接管道上设有尿素溶解泵。

7.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在尿素溶液储罐与尿素溶液计量分配模块之间的连接管道上设有尿素溶液输送泵。

8.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在尿素热解炉上设有双流体喷枪，尿素溶液计量分配模块通过尿素溶液管道与双流体喷枪连接以将尿素溶液喷入尿素热解炉。

9.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，尿素溶液计量分配模块包括分配母管和多个分配支管，多个分配支管分别与分配母管连通，在分配母管的进口端设有流量计和调节阀，在每一分配支管上均设有流量计、调节阀和压力表。

10.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉烟气脱硝系统，其特征在于，在余热锅炉中间隔设置两个以上的喷氨格栅，在氨气管道上对应设置两个以上的氨气分支管道，每一喷氨格栅与一氨气分支管道连接。