一種全自動(dòng)調(diào)節(jié)的sncr脫硝裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種煙氣脫硝裝置，尤其涉及一種基于原有SNCR脫硝技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)一步優(yōu)化的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。一種全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑（尿素溶液）制備與儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計(jì)量稀釋模塊、基于CFD模擬計(jì)算設(shè)置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于：顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲(chǔ)存模塊，尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間設(shè)有輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊，經(jīng)計(jì)量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進(jìn)行噴射，所述儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。本發(fā)明在傳統(tǒng)SNCR法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝流程，精確控制后端氨氮反應(yīng)區(qū)域，同時(shí)通過多級(jí)布置噴槍，完全依據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)投運(yùn)。
【專利說明】—種全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種煙氣脫硝裝置，尤其涉及一種基于原有SNCR脫硝技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)一步優(yōu)化的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)是目前主要的脫硝技術(shù)之一，在爐膛850~1050°C狹窄的溫度范圍內(nèi)，在不采用催化劑的情況下，在爐膛內(nèi)煙氣適宜處均勻噴入氨或尿素等氨基還原劑，還原劑在爐中迅速分解，與煙氣中的NOx反應(yīng)生產(chǎn)N2和H2O,而基本不與煙氣中的氧氣發(fā)生作用的技術(shù)。尿素、NH3均可作為還原劑。
[0003]SNCR工藝的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
(1)氨水為還原劑:4N0+4NH3+02— 4N2+6H20
(2)尿素為還原劑:C0(NH2)2— 2NH2+C0 NH2+N0x — N2+H20
C0+N0x — N2+H20
2N0+C0 (NH2) 2+1/202 — 2N2+2H20+ CO2
當(dāng)溫度過高超過反應(yīng) 區(qū)域溫度時(shí)，NH3就會(huì)被氧化成N0X，反應(yīng)式為:
NH3+02 — N0x+H20
傳統(tǒng)的SNCR技術(shù)由于鍋爐空間有限，容易存在氨分布不均的問題，一般每支噴射器都由尿素溶液流量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制噴射器的流量，但是當(dāng)實(shí)際運(yùn)行工況與調(diào)試工況出現(xiàn)不一致的情況時(shí)，這種相對(duì)固定的流量控制方式會(huì)造成SNCR裝置區(qū)域內(nèi)的尿素溶液與NOx反應(yīng)不一致，無(wú)法達(dá)到理想的脫硝效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是為了解決以上【背景技術(shù)】所述不足，提供一種建立在傳統(tǒng)SNCR脫硝基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑(尿素)制備與儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計(jì)量稀釋模塊、基于CFD模擬計(jì)算設(shè)置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于:顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲(chǔ)存模塊，尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間設(shè)有輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊，經(jīng)計(jì)量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進(jìn)行噴射，所述儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。
[0006]更進(jìn)一步的，所述的制備與儲(chǔ)存模塊包括尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道、尿素儲(chǔ)存罐，所述去鹽水管道與尿素配制罐連通，所述的尿素配制罐頂部設(shè)有攪拌器、加熱裝置、溫度指示、液位指示，經(jīng)尿素溶液輸送泵將尿素配制罐內(nèi)尿素溶液輸送至儲(chǔ)存罐內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存，所述尿素配制罐底部設(shè)有連接到廢液坑的管道，所述的尿素溶液儲(chǔ)罐與尿素配制罐均連接有所述去鹽水管道，其內(nèi)部設(shè)有加熱裝置，側(cè)部設(shè)有溫度表，液位計(jì)，底部及側(cè)部均設(shè)有連接至廢液坑的管道，側(cè)部連接在線計(jì)量稀釋模塊，頂部設(shè)有在線計(jì)量稀釋模塊回流管道。
[0007]更進(jìn)一步的，所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道合并成一個(gè)稀尿素溶液輸送管道，所述的去鹽水管道上設(shè)有抽水泵、阻尼器、液壓表，所述的尿素溶液輸送管道上依次設(shè)有尿素計(jì)量泵、阻尼器、液壓表，所有的并聯(lián)的尿素溶液輸送管道上在尿素計(jì)量泵后連接回液管道，所述回液管道上設(shè)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥。所述的稀尿素溶液管道上設(shè)有混合器、壓力表。
[0008]更進(jìn)一步的，所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道、水泵、計(jì)量泵、閥組，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道通過混合器在線稀釋尿素溶液，所述的去鹽水管道上設(shè)有變頻水泵、壓力表、閥組，所述的尿素溶液輸送管道上依次設(shè)有尿素計(jì)量泵(變頻)、阻尼器、壓力表、閥組，在線稀釋裝置與噴射模塊相匹配，一個(gè)噴射層配一套在線稀釋裝置。
[0009]更進(jìn)一步的，所述噴槍組分層布置，每一層噴槍組均由至少三個(gè)的噴槍構(gòu)成，所述每一個(gè)空氣輸送管道及其的一級(jí)并聯(lián)支管上設(shè)有壓力計(jì)、壓力報(bào)警器，每一個(gè)稀尿素溶液輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管上均設(shè)有流量計(jì)、壓力表，每個(gè)分配噴射模塊的尿素噴槍設(shè)置的流量計(jì)、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運(yùn)行狀況，確保其在最佳工作條件下運(yùn)行。
[0010]優(yōu)選的，所述噴槍為帶套管保護(hù)的雙流體噴槍。采用帶套管保護(hù)的雙流體噴槍，可實(shí)現(xiàn)“三級(jí)破碎+空氣混合+氣流摩擦”，有效確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0011]更進(jìn)一步的，所述噴槍位置是借助CFD對(duì)爐膛內(nèi)溫度場(chǎng)、流態(tài)場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，結(jié)合爐膛溫度測(cè)試結(jié)果、化工動(dòng)力學(xué)、化工熱力學(xué)計(jì)算的結(jié)果精確布置，使得本發(fā)明鍋爐內(nèi)部反應(yīng)溫度窗口定位精確、有效提高脫硝效率，在CFD模擬爐膛內(nèi)未反應(yīng)完全煙氣與逃逸的氨氣體充分混合后，進(jìn)入到后面的催化反應(yīng)裝置，在進(jìn)行更進(jìn)一步的脫硝反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原成N2。完成整個(gè)系統(tǒng)的脫硝流程。
[0012]本發(fā)明各個(gè)模塊的具體優(yōu)勢(shì)如下:
1、制備與儲(chǔ)存模塊:直接外購(gòu)無(wú)毒無(wú)危險(xiǎn)的袋裝尿素，通過電加熱或廠內(nèi)蒸汽加熱提升溶劑(去鹽水)溫度的方式促進(jìn)顆粒尿素的溶解，制備40-50%尿素溶液，并轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)存罐。
[0013]2、輸送循環(huán)模塊:保持管道內(nèi)還原劑溶液的流動(dòng)性，同時(shí)便于后續(xù)計(jì)量稀釋模塊的控制，精確控制投運(yùn)的分配噴射模塊的噴射液體流量、壓力等。
[0014]3、計(jì)量稀釋模塊:計(jì)量稀釋模塊的儀器將被用于確認(rèn)還原劑消耗量，再將40-50%還原劑溶液在線稀釋成5-10%噴射液體，流量由精密電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁流量計(jì)控制以保證準(zhǔn)確性，壓力由壓力傳感器控制以保證噴射液體壓力的穩(wěn)定性。
[0015]4、分配噴射模塊:控制模塊根據(jù)鍋爐負(fù)荷確定投入運(yùn)行的分配噴射模塊，每個(gè)分配噴射模塊的噴槍均設(shè)置流量計(jì)、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運(yùn)行狀況，確保其在最佳工作條件下運(yùn)行。采用帶套管保護(hù)的雙流體噴槍，“三級(jí)破碎+空氣混合+氣流摩擦”確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0016]5、控制模塊8:根據(jù)CFD流體力學(xué)，模擬爐內(nèi)燃燒溫度場(chǎng)、流態(tài)場(chǎng)，確定最佳噴射點(diǎn)，分級(jí)布置。只需要保持儲(chǔ)存還原劑溶液的量，后續(xù)模塊全自動(dòng)控制，響應(yīng)鍋爐負(fù)荷，隨時(shí)根據(jù)爐內(nèi)燃燒情況、氮氧化物排放量，自動(dòng)選擇性投運(yùn)分配噴射模塊及控制還原劑溶液噴射量。
[0017]本發(fā)明在傳統(tǒng)SNCR法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝流程，精確控制后端氨氮反應(yīng)區(qū)域，同時(shí)通過多級(jí)布置噴槍，完全依據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)投運(yùn)。使整個(gè)系統(tǒng)不受鍋爐負(fù)荷的影響，在鍋爐負(fù)荷40—100%范圍隨心所欲降低氮氧化物。同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)備范圍，占地面積小，施工簡(jiǎn)單，工期短、自動(dòng)化程度高，全過程控制，終端氨逃逸最小化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置流程圖；
圖2為本發(fā)明所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中還原劑與儲(chǔ)存模塊模塊圖；
圖3為本發(fā)明所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中噴射模塊模塊圖；
圖4為本發(fā)明所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中在線稀釋計(jì)量模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)的說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明是一種基于CFD的工業(yè)鍋爐的SNCR脫硝裝置，包括尿素制備與儲(chǔ)存模塊1、鍋爐2、催化反應(yīng)裝置3、基于CFD模擬計(jì)算設(shè)置于鍋爐爐壁噴射模塊4，輸送循環(huán)模塊5、計(jì)量稀釋模塊6，分配噴射模塊7，控制模塊8。
[0021]其具體流程是，控制模塊8根據(jù)通入煙氣的NOx含量，鍋爐個(gè)體實(shí)時(shí)特征情況，進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算好的所需尿素溶液制備與儲(chǔ)存在模塊I中，在循環(huán)模塊5的具體調(diào)節(jié)下，經(jīng)過計(jì)量稀釋模塊6定量稀釋后分配至噴射模塊9，分配噴射模塊7與噴射模塊4直接相連，在控制模塊8的指揮下，對(duì)噴射模塊4具體噴射情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，在鍋爐2中，未徹底反應(yīng)完全的煙氣與逃逸的氨氣混合后進(jìn)入到催化反應(yīng)裝置3，進(jìn)行更進(jìn)一步的尾氣脫硝反應(yīng)，使煙氣中的NOx徹底反應(yīng)完全。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明的脫硝裝置中的還原劑制備與儲(chǔ)存模塊尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道，其中去鹽水管道與尿素配制罐連通，由人工往尿素配制罐內(nèi)添加固體尿素，固體尿素與去鹽水管道中所輸入的去鹽水進(jìn)行混合，由尿素配制罐頂部攪拌器進(jìn)行攪拌，在加熱器的輔助作用下進(jìn)行溶解及混合均勻、并通過儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控及指示調(diào)節(jié)、并通過液位計(jì)檢測(cè)液位防止溢流等情況出現(xiàn)，尿素溶液輸送泵連接尿素溶液輸送管道，管道上設(shè)有壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力，同時(shí)尿素配制罐底部管道通過管道連接到廢液坑，尿素溶液儲(chǔ)罐與尿素配制罐頂部均連接去鹽水輸送管道，罐內(nèi)部設(shè)有加熱裝置，側(cè)壁上設(shè)有儀表對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)及監(jiān)控，底部及側(cè)部均設(shè)有管道連接至廢液坑，側(cè)部及頂部設(shè)有連通在線計(jì)量稀釋模塊的管道。
[0023]如圖3所示，在線稀釋模塊包括連接于尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道合并成一個(gè)稀尿素溶液輸送管道，所述的去鹽水管道上設(shè)有抽水泵、阻尼器、液壓表，所述的尿素溶液輸送管道上依次設(shè)有尿素計(jì)量泵、阻尼器、液壓表，所有的并聯(lián)的尿素溶液輸送管道上在尿素計(jì)量泵后連接回液管道，所述回液管道上設(shè)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥。所述的稀尿素溶液管道上設(shè)有混合器、壓力表。
[0024]如圖4所示，分配噴射模塊7連接至計(jì)量稀釋模塊6，同時(shí)還連接空氣儲(chǔ)罐，空氣儲(chǔ)罐的輸送管道分流為與稀尿素溶液管道數(shù)目相等的一級(jí)并聯(lián)支管，且一個(gè)稀尿素溶液輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管與空氣儲(chǔ)罐的輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管并聯(lián)連接噴射模塊系統(tǒng)的一個(gè)噴槍組，每一根稀尿素溶液輸送管道一級(jí)并聯(lián)支管及空氣儲(chǔ)罐輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管再細(xì)分為與噴槍組中噴槍個(gè)數(shù)相等的二級(jí)并聯(lián)支管，噴槍組分為多個(gè)等級(jí)，優(yōu)選為四個(gè)等級(jí)，本圖中所示為三個(gè)等級(jí)，每一級(jí)噴槍組均由多個(gè)的噴槍構(gòu)成，每一個(gè)空氣輸送管道及其的一級(jí)并聯(lián)支管上設(shè)有壓力計(jì)、壓力報(bào)警器，每一個(gè)稀尿素溶液輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管上均設(shè)有流量計(jì)、壓力表(圖中未示出)，每個(gè)分配噴射模塊的尿素噴槍設(shè)置的流量計(jì)、壓力表與控制模塊8電聯(lián)，以監(jiān)控各支噴槍的運(yùn)行狀況，確保其在最佳工作條件下運(yùn)行。其中噴槍為帶套管保護(hù)的雙流體噴槍。采用帶套管保護(hù)的雙流體噴槍，可實(shí)現(xiàn)“三級(jí)破碎+空氣混合+氣流摩擦”，有效確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0025]如以上所述便能較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑(尿素)制備與儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計(jì)量稀釋模塊、基于CFD模擬計(jì)算設(shè)置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于:顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲(chǔ)存模塊，尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間設(shè)有輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊，經(jīng)計(jì)量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進(jìn)行噴射，所述儲(chǔ)存模塊、輸送循環(huán)模塊、計(jì)量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述的制備與儲(chǔ)存模塊包括尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道、尿素儲(chǔ)存罐，所述去鹽水管道與尿素配制罐連通，所述的尿素配制罐頂部設(shè)有攪拌器、加熱裝置、溫度指示、液位指示，經(jīng)尿素溶液輸送泵將尿素配制罐內(nèi)尿素溶液輸送至儲(chǔ)存罐內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存，所述尿素配制罐底部設(shè)有連接到廢液坑的管道，所述的尿素溶液儲(chǔ)罐與尿素配制罐均連接有所述去鹽水管道，其內(nèi)部設(shè)有加熱裝置，側(cè)部設(shè)有溫度表，液位計(jì)，底部及側(cè)部均設(shè)有連接至廢液坑的管道，側(cè)部連接在線計(jì)量稀釋模塊，頂部設(shè)有在線計(jì)量稀釋模塊回流管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲(chǔ)罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道、水泵、計(jì)量泵、閥組，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道通過混合器在線稀釋尿素溶液，所述的去鹽水管道上設(shè)有變頻水泵、壓力表、閥組，所述的尿素溶液輸送管道上依次設(shè)有尿素計(jì)量泵(變頻)、阻尼器、壓力表、閥組，在線稀釋裝置與噴射模塊相匹配，一個(gè)噴射層配一套在線稀釋裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述的噴射模塊系統(tǒng)連接至在線稀釋模塊，同時(shí)還連接空氣儲(chǔ)罐，空氣儲(chǔ)罐的輸送管道分流為與稀尿素溶液管道數(shù)目相等的一級(jí)并聯(lián)支管，且一個(gè)稀尿素溶液輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管與空氣儲(chǔ)罐的輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管并聯(lián)連接噴射模塊系統(tǒng)的一個(gè)噴槍組，每一根稀尿素溶液輸送管道一級(jí)并聯(lián)支管及空氣儲(chǔ)罐輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管再細(xì)分為與噴槍組中噴槍個(gè)數(shù)相等的二級(jí)并聯(lián)支管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述噴槍組分層布置，每一層噴槍組均由至少三個(gè)的噴槍構(gòu)成，所述每一個(gè)空氣輸送管道及其的一級(jí)并聯(lián)支管上設(shè)有壓力計(jì)、壓力報(bào)警器，每一個(gè)稀尿素溶液輸送管道的一級(jí)并聯(lián)支管上均設(shè)有流量計(jì)、壓力表，每個(gè)分配噴射模塊的尿素噴槍設(shè)置的流量計(jì)、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運(yùn)行狀況，確保其在最佳工作條件下運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全自動(dòng)調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述噴槍為帶套管保護(hù)的雙流體噴槍。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK103657386SQ201310486345
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】林卓暉 申請(qǐng)人:廣東清華中邦熱能科技有限公司