一種自動(dòng)控制scr煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)，屬于電廠節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 選擇性催化還原SCR脫硝技術(shù)是將一定濃度的還原劑NH3噴入煙道中與煙氣進(jìn)行 混合，在反應(yīng)器中在催化劑作用下反應(yīng)生成無(wú)毒無(wú)害的仏和出〇。因技術(shù)成熟、脫硝效率高， 被公認(rèn)為是最有效的燃煤煙氣脫硝方法。在當(dāng)前SCR法脫硝技術(shù)中，還原劑主要有三種:液 氨、氨水和尿素。液氨屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，其運(yùn)輸和存儲(chǔ)要求苛刻。氨水在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中 也存在著安全隱患，越來(lái)越多的電廠開始傾向于尿素?zé)峤庵瓢惫に嚒Ｄ蛩責(zé)峤庵瓢笔菍⑴?置好的尿素溶液噴入熱解爐內(nèi)，通過電加熱器加熱，在高溫350~600°C環(huán)境下尿素溶液完 成熱解過程，分解為NH 3，C02，分解的NH3與空氣混合后送至SCR脫硝反應(yīng)器。尿素?zé)峤庵瓢惫?藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資成本低、運(yùn)行穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)。但是，其采用電加 熱的方式熱能耗過大、運(yùn)行成本高，導(dǎo)致了廠用電率的提高。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN100588613C公 開了一種熱解法尿素制氨工藝，包括尿素顆粒儲(chǔ)存及溶解系統(tǒng)、尿素溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素?zé)?解系統(tǒng)和廢液處置系統(tǒng)，該系統(tǒng)在常壓下運(yùn)行，響應(yīng)時(shí)間快，可采用氣體燃料或柴油等進(jìn)行 加熱。但其采用天然氣或柴油作為熱源，運(yùn)行費(fèi)用高。華能北京熱電廠的尿素制氨系統(tǒng)在實(shí) 際運(yùn)行中，每年僅熱源一項(xiàng)的成本就達(dá)到1622萬(wàn)元?！哆x擇性催化還原法煙氣脫硝》一書中 公開了一種尿素?zé)峤庵瓢惫に囋趯?shí)際工程中的應(yīng)用，該工藝中尿素溶液在計(jì)量和分配裝置 的控制下，根據(jù)實(shí)際需要定量噴入熱解室，熱解室利用熱一次風(fēng)+電加熱相結(jié)合，使稀釋風(fēng) 由340°C升溫到570°C。該工藝缺點(diǎn)也很明顯，電加熱器內(nèi)部元件的耐溫限值，稀釋風(fēng)的溫度 升高(如高于650°C)可能受限，電加熱設(shè)備初始投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，熱解爐中高溫空氣與霧化尿素為同向噴入，致使不能達(dá)到效混合從 而影響熱解效果，在熱解爐熱解段靠邊壁部分存在著回流現(xiàn)象。尿素?zé)峤庀到y(tǒng)出力超過設(shè) 計(jì)最大負(fù)荷，電加熱供應(yīng)響應(yīng)不足，造成爐內(nèi)溫度場(chǎng)無(wú)法均勻流動(dòng)，大量結(jié)晶占用熱解室空 間，堵塞底部尾管，導(dǎo)致出口風(fēng)量減少，系統(tǒng)供氨量不夠，影響脫硝裝置的可靠性。究其原 因，熱解爐本體設(shè)計(jì)不合理，對(duì)熱空氣流場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布不合理，霧化后的尿素溶液液滴不 能夠與熱空氣充分混合，實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)致在電廠不同程度的形成結(jié)晶，嚴(yán)重時(shí)甚至造成SCR 系統(tǒng)停運(yùn)或整個(gè)機(jī)組停機(jī)。2014年9月國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部和能源局三部委聯(lián)合頒布了《煤 電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014~2020年）》，要求在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，燃煤電 廠煙塵排放濃度不高于l〇mg/m 3，給國(guó)內(nèi)燃煤電廠除塵設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)槌Ｒ?guī)除塵 設(shè)備較難達(dá)到這一排放要求。目前，國(guó)內(nèi)主要采用"濕式電除塵技術(shù)"、"單塔一體化脫硫除 塵深度凈化技術(shù)"和"低低溫電除塵技術(shù)"。以上方法均取得良好的效果，但是均需要增加環(huán) 保脫除設(shè)備，如增加濕式電除塵，增加管束式除霧器。在實(shí)施過程中注重的是單一設(shè)備脫除 單一污染物，均把污染物脫除希望寄托于一個(gè)環(huán)節(jié)。上述新設(shè)備投入運(yùn)行也帶來(lái)了一系列 新問題，如濕式電除塵運(yùn)行可靠性、廢水處理、腐蝕嚴(yán)重、材料選擇困難等。低低溫除塵器改 造的是在電除塵器前增加管式換熱器(WGGH)，將熱量吸收用于加熱煙囪前的凈煙氣，管式 換熱器跨度較長(zhǎng)，存在著保溫效果要求嚴(yán)格和提高造價(jià)等弊端。在實(shí)際工程應(yīng)用中，也有將 低溫省煤器與電除塵器組合應(yīng)用。當(dāng)前日益嚴(yán)重的環(huán)境問題要求我們將電廠各環(huán)保脫除設(shè) 備進(jìn)行重新組合設(shè)計(jì)和集成優(yōu)化布置，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)高效經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定，做到協(xié) 同脫除污染物的同時(shí)節(jié)能運(yùn)行。因此如何節(jié)能脫硝、高效除塵、節(jié)水脫硫成為擺在我們眼前 迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種自動(dòng)控制SCR煙氣脫 硝尿素?zé)峤夤に?，?shí)現(xiàn)靜電除塵器進(jìn)口和鍋爐再熱區(qū)高溫?zé)煔鉄崃坷?，有效解決尿素?zé)?解系統(tǒng)能耗大、運(yùn)行成本高的難題。熱解爐中設(shè)置高效霧化噴嘴和托盤，尿素溶液逆向噴入 熱空氣中，提高尿素霧化熱解效率和徹底解決結(jié)晶堵塞問題，降低煙溫提高煙塵和S〇3的脫 除效率，節(jié)約脫硫系統(tǒng)的用水。
[0005] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明自動(dòng)控制S C R煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:在電除塵器的進(jìn)口煙 道中設(shè)置氣氣換熱器形成空氣加熱單元，在鍋爐中布置一組煙氣加熱管束形成空氣再熱單 元，空氣經(jīng)所述氣氣換熱器加熱，并經(jīng)煙氣加熱管束再熱后達(dá)到尿素?zé)峤馑枰臒嵩礈?度成為高溫空氣，所述高溫空氣送入在尿素?zé)峤鉅t與噴入霧化的尿素溶液混合熱解產(chǎn)生氨 氣/空氣混合氣體，所述氨氣/空氣混合氣體通過AIG噴氨格柵噴入SCR脫硝反應(yīng)器的進(jìn)口煙 道。
[0007] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述所述尿素?zé)?解爐的結(jié)構(gòu)設(shè)置為:在所述尿素?zé)峤鉅t中，霧化噴嘴布置在頂部，托盤布置在中部，經(jīng)過配 置的質(zhì)量百分比濃度為50%的尿素溶液通過霧化噴嘴在所述尿素?zé)峤鉅t的頂部向下噴入， 所述高溫空氣自尿素?zé)峤鉅t的底部引入并自下而上流動(dòng)，使得所述尿素溶液和高溫氣體在 所述托盤上逆向混合并熱解成氨氣。
[0008] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:設(shè)置尿素溶液配 置單元，包括用于盛裝尿素顆粒的尿素筒倉(cāng)，設(shè)置在尿素筒倉(cāng)出料口的上的計(jì)量倉(cāng)，所述計(jì) 量倉(cāng)的出料管與設(shè)置有攪拌器的尿素溶解罐相連通，在所述尿素溶解罐上設(shè)置注水口，尿 素顆粒與水在所述尿素溶解罐中混合并攪拌，獲得質(zhì)量百分比濃度為50%的尿素溶液。
[0009] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述煙氣加熱管 束設(shè)置為耐高溫和耐磨材質(zhì)，在加熱管束的迎風(fēng)面彎頭上設(shè)置防磨蓋板;在所述加熱管束 的入口管中設(shè)置入口可調(diào)風(fēng)門，在所述加熱管束的旁路管中設(shè)置旁路可調(diào)風(fēng)門，調(diào)節(jié)所述 入口可調(diào)風(fēng)門和旁路可調(diào)風(fēng)門的開度，使所述高溫氣體達(dá)到設(shè)定溫度。
[0010] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述氣氣換熱器 設(shè)置為防腐和耐磨材料。
[0011] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:在所述尿素溶解 罐的出口管路中設(shè)置儲(chǔ)液罐，在所述儲(chǔ)液罐與霧化噴嘴之間設(shè)置計(jì)量模塊，利用所述計(jì)量 模塊調(diào)整尿素?zé)峤鉅t中尿素溶液的噴入量。
[0012] 本發(fā)明自動(dòng)控制SCR煙氣脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:設(shè)置所述加熱管 束的入口空氣溫度為85-95°C。
[0013]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0014] 1、本發(fā)明設(shè)置氣氣換熱器，有效吸收電除塵器進(jìn)口煙氣熱量。布置煙氣加熱管束， 將氣氣換熱器出口熱空氣二次加熱到尿素?zé)峤馑枰母邷?，?shí)現(xiàn)尿素?zé)峤鉅t節(jié)能降耗， 有效降低了廠用電率；
[0015] 2、本發(fā)明中尿素?zé)峤鉅t優(yōu)化布置霧化噴嘴和托盤，高溫空氣與尿素溶液逆向在托 盤上獲得充分混合熱解，并有效保持爐內(nèi)流場(chǎng)均勻，有效解決了尿素結(jié)晶堵塞問題；
[0016] 3、本發(fā)明利用熱換的形式有效降低了電除塵器入口煙溫，使進(jìn)入電除塵器內(nèi)煙氣 流速、流量降低，增加粉塵在電場(chǎng)的停留時(shí)間，提高比集塵面積；
[0017] 4、本發(fā)明使電除塵器的入口煙溫降至酸露點(diǎn)以下，S03冷凝并粘附在粉塵表面，粉 塵比電阻降低，實(shí)現(xiàn)了煙塵的高效脫除和S0 3的協(xié)同脫除；由于電除塵出口煙氣溫度的降 低，也有效提高脫硫塔對(duì)S02的脫除效率，降低塔內(nèi)蒸發(fā)量，節(jié)約脫硫系統(tǒng)的用水量。
[0018] 5、本發(fā)明設(shè)置尿素筒倉(cāng)、計(jì)量倉(cāng)和溶解罐，在溶解罐中增加攪拌器，通過控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)尿素溶液自動(dòng)精準(zhǔn)配置；
[0019] 6、本發(fā)明系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資成本低、響應(yīng)速度快、維護(hù)量小，可長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021] 圖中標(biāo)號(hào)：1鍋爐，2加熱管束，3入口可調(diào)風(fēng)門，4旁路可調(diào)風(fēng)門，5尿素?zé)峤鉅t，6霧 化噴嘴，7托盤，8增壓栗，9為AIG噴氨格柵，10引