专利名称：用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于烟气选择性催化脱硝领域，具体涉及一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置和应用。
背景技术：
我国氮氧化物(NOx)排放量一直居高不下，严重削弱了在二氧化硫减排方面所付出的巨大努力，NOx对酸雨的贡献呈现逐年上升趋势，最新监测表明，我国酸雨正由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。面对日益严峻的NOx大气污染形势，我国已提出“十二五”期间 NOx降低10%的约束性指标。以氨为还原剂选择性催化还原(SCR)固定源(如火力发电厂) 排放的NOx是目前工业应用最为广泛的脱硝技术，其中NH3来源于液氨、氨水及尿素。液氨、氨水均属于危险化学品，在储存及运输方面国家和地方有严格的法规要求。 相比液氨和氨水，尿素无毒无害，便于储存和运输。由于运输和储存过程不需要特别的安全措施，避免泄露造成的污染，在人口稠密、桥梁众多的地区采用尿素作为SCR脱硝还原剂具有及其的重要安全、环境意义。尿素制氨，通常有两种方法热解和水解。水解法是将尿素以水溶液的形式加以分解，水解法存在腐蚀、响应时间较长等问题，商业应用较少。热解法是直接快速加热雾化后的尿素溶液进行分解，加热源有天然气、柴油等。美国燃料公司(Fuel Tech)于1995 2000年期间开发了尿素热解技术，N0x0UTULTRA 是该公司尿素热解的注册名称，与该项技术相关的美国专利共计42项。2002年成功地实施了第I个尿素热解的商业应用，2006年， 华能北京热电有限公司采用Fuel Tech公司的尿素热解制氨技术对其4台830t/h的燃煤锅炉实施烟气脱硝技术改造，这是国内首例采用尿素热解方法分解出还原剂进行SCR烟气脱硝的工程。名称为“热解法尿素制氨工艺”的中国专利申请CN101125666A公开了一种以柴油为热源的尿素热解工艺，其使用成本较高。当前尿素热解制氨技术较少，国内外仅几家掌握了该方法，实际应用尚处在初级阶段，且采用天然气、柴油等为热源，成本高，控制复杂且会造成二次污染。为了适应新的环境标准和工业需求，开发一种经济高效环保的尿素热解工艺显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种电热解尿素溶液装置。本发明的另一目的在于提供一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其包括上述电热解尿素溶液装置。本发明的再一目的在于提供所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置的应用。本发明的目的通过下述技术方案实现一种电热解尿素溶液装置，包括热解池； 热解池内部设置有依次排布的雾化喷嘴、电热板和温控加热丝；尿素溶液通过雾化喷嘴在热解池内喷成雾状，雾化溶液遇到经温控加热丝加热的电热板后反应，反应产生的气体通过排气口排出；所述的热解池的外部包覆加热保温套；所述的温控加热丝通过电流加热；一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，包括尿素溶解系统、尿素溶液热解系统及自动控制系统，其中，尿素溶解系统和尿素溶液热解系统依次连接；自动控制系统分别与尿素溶解系统和尿素溶液热解系统连接；所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置还包括尿素溶液储存系统；尿素溶液储存系统设置于尿素溶解系统和尿素溶液热解系统之间；设置尿素溶液储存系统之后，通过尿素溶解系统得到的尿素溶液及时输送到尿素溶液储存系统，尿素溶解系统可以少量多次溶解尿素，尿素的溶解更为彻底；所述的尿素溶解系统包括依次连接的尿素颗粒储存罐、尿素称重给料机和尿素溶解罐；尿素称重给料机与自动控制系统连接；所述的尿素溶解罐包含电热控温装置、由自动控制系统控制的除盐水电子流量计和溶液搅拌器；电热控温装置和溶液搅拌器设置在尿素溶解罐的内部；由自动控制系统控制的除盐水电子流量计设置在供水管道上；自动控制系统通过控制尿素称重给料机和除盐水电子流量计，从而在尿素溶解罐中通过除盐水将尿素溶解，得到预期浓度的尿素溶液；所述的尿素溶解系统还包括用于将配制好的尿素溶液输送到尿素溶液储存系统的尿素溶液输出泵；所述的尿素溶液储存系统包括尿素溶液储存罐,尿素溶液储存罐与上述的尿素溶解系统中的尿素溶液输出泵连接；所述的尿素溶液储存罐的内部设置电热控温装置和溶液搅拌器；所述的尿素溶液储存系统还包括用于将尿素溶液输送到尿素溶液热解系统的尿素溶液输出泵；用于将尿素溶液输送到尿素溶液热解系统的尿素溶液输出泵与尿素溶液储存 连接；所述的尿素溶液热解系统包含依次连接的由自动控制系统控制的尿素溶液电子流量计、电热解尿素溶液装置、氨气缓冲罐和由自动控制系统控制的还原气电子流量计；尿素溶液电子流量计设置在尿素溶液输入管道上；还原气电子流量计设置在还原气输出管道上，用于控制在储存在氨气缓冲罐中的还原气的喷出量；所述的还原气输出管道上还设置电热控温装置；所述的尿素溶液热解系统还包含用于将高温烟气和由电热解尿素溶液装置产生的氨气和水蒸汽鼓入氨气缓冲罐的烟气鼓风机；烟气鼓风机设置在电热解尿素溶液装置和氨气缓冲罐之间；高温烟气和氨气、水蒸汽形成还原气；所述的氨气缓冲罐内部设置电热控温装置；所述的自动控制系统包括烟气NOx分析仪和可编程逻辑控制装置；其中，所述的可编程逻辑控制装置通过数据信号线与烟气NOx分析仪、尿素称重给料机、除盐水电子流量计、尿素溶液电子流量计以及还原气电子流量计连接；所述烟气NOx分析仪的采样管道与SCR脱硝装置之前的烟道(即烟气进入管道) 连接；所述的烟气NOx分析仪即时对烟气采集并检测NOx浓度，可编程逻辑控制装置根据的采集NOx浓度数据计算尿素溶液热解量并控制尿素溶液电子流量计及还原气电子流量计达到向烟道中添加适量还原剂氨的目的；为了更好地实现本发明的发明目的，所述的尿素溶解系统、所述的尿素溶液储存系统和所述的尿素溶液热解系统之间的连接管道为保温设计，优选为在连接管道上设置电热控温装置；所述的尿素溶解系统、尿素溶液储存系统及尿素热解系统内各装置以及各连接管道所用材质均为不锈钢。所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置是通过电热解尿素产生还原剂NH3来达到烟气选择性催化脱硝中的目的，具体包含以下步骤(I)自动控制系统输出指令至尿素称重给料机和除盐水电子流量计；尿素颗粒由尿素颗粒储存罐输出，经尿素称重给料机称重后进入尿素溶解罐，除盐水的用量经过除盐水电子流量计的控制，输入尿素溶解罐中，加热溶解，得到温度为60 80°C、浓度为质量百分比20 30%的尿素溶液；(2)将步骤(I)制备的尿素溶液输送到尿素溶液储存罐中，控制尿素溶液储存罐的温度为40 60°C ;(3)自动控制系统的可编程逻辑控制装置接收到在线烟气NOx分析仪数据，根据烟气中NOx浓度、尿素热解换算NH3的公式C0 (NH2) 2 — NH3+HNC0 ；HNC0+H20 — NH3+C02,按照摩尔比N0x/NH3 = I的比例，热解效率90%计算尿素溶液添加量；(4)自动控制系统输出指令至尿素溶液电子流量计，将步骤(3)计算得到尿素溶液的用量注入电热解尿素溶液装置，其中，尿素溶液进入电热解尿素溶液装置前预热为 80 100。。；(5)尿素溶液在电热解尿素溶液装置内，经过电热解尿素溶液装置内雾化喷嘴的雾化后喷射在电热板上，电热板温度控制在600 900°C，尿素溶液在此温度下热解成NH3 和水蒸汽；(6)将步骤(5)得到的氨气和水蒸汽输送到氨气缓冲罐，同时将500 600°C的高温稀释烟气输送到氨气缓冲罐；混合后形成氨气含量为体积比5 8%的还原气，喷入烟道中与烟气混合进入SCR脱硝装置中进行脱硝。其中，所述的尿素溶液在尿素溶解罐制备后、进入电热解尿素溶液装置前的温度控制为 50 0C ；所述的还原气的温度控制为150°C。本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果本发明涉及的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶解制氨工艺由于热解方式和控制方法都是采用电能，这相对于水解方式等具有响应时间短、效率高等特点；本发明以电能为热源，与现有采用天然气、柴油等为热源的热解尿素制氨工艺相比，具有二次污染小、 经济高效、操控简单的特点。
图I为电热解尿素溶液装置图,其中
3-2-1为热解池，3-2-2为进液管道，3-2-3为排气管道，3-2-4为雾化喷嘴，3-2-5 为温控加热丝，3-2-6为加热保温套，3-2-7为电热板。 图2为电热解尿素溶液制氨装置图，其中I为尿素溶解系统,2为尿素溶液储存系统,3为尿素溶液热解系统,4为自动控制系统；1-1为尿素颗粒储存罐,1-2为尿素称重给料机,1-3为尿素溶解罐,1_4为溶液搅拌器，1-5为电热控温装置，1-6为除盐水电子流量计，1-7为尿素溶液输出泵；2-1为尿素溶液储存罐,2-2为溶液搅拌器,2-3为尿素溶液输出泵，2_4为管道电热控温装置，2-5为储存罐电热控温装置；3-1为尿素溶液电子流量计,3-2为电热解尿素溶液装置,3-3为烟气鼓风机，3_4 为氨气缓冲罐，3-5为还原气电子流量计，3-6为管道电热控温装置，3-7为热解池电热控温装置，3-8为缓冲罐电热控温装置，3-9为管道电热控温装置；4-1为烟气NOx分析仪，4-2为可编程逻辑控制装置。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步的详细的描述，但本发明实施方式不限于此。实施例I一种电热解尿素溶液装置，如图I所示，包括热解池3-2-1、进液管道3-2-2和排气管道3-2-3，在解池3-2-1、进液管道3-2-2和排气管道3_2_3的外部均包裹加热保温套 3-2-6 ;热解池内部设有依次排布的雾化喷嘴3-2-4，电热板3-2-7和温控加热丝3_2_5，进液管道3-2-2与雾化喷嘴3-2-4相连，尿素溶液经进液管道3-2-2输入后并通过雾化喷嘴 3-2-4在热解池内喷成雾状，温控加热丝3-2-5通入电流加热后，将与温控加热丝3-2-5相连的电热板3-2-7加热到温度为600 900°C，雾化溶液遇到加热后的电热板3_2_7后反应，得到的气体通过排气管道3-2-3排出。实施例2一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，如图2所示该装置包括尿素溶解系统I、尿素溶液储存系统2、尿素热解系统3及自动控制系统4 ;尿素溶解系统I、 尿素溶液储存系统2及尿素热解系统3依次相连，自动控制系统4分别与尿素溶液储存系统2和尿素热解系统3连接。尿素溶解系统I包括依次连接的尿素颗粒储存罐1-1、尿素称重给料机1-2、尿素溶解罐1-3和用于将配制好的尿素溶液输送到尿素溶液储存系统的尿素溶液输出泵1-7 ； 尿素称重给料机1-2与自动控制系统4连接；所述的尿素溶解罐1-3包含电热控温装置
1-5、由自动控制系统4控制的除盐水电子流量计1-6和溶液搅拌器1-4 ;电热控温装置1-5 和溶液搅拌器1-4设置在尿素溶解罐1-3的内部；由自动控制系统4控制的除盐水电子流量计1-6设置在供水管道上；自动控制系统4通过控制尿素称重给料机1-2和除盐水电子流量计1-6,从而在尿素溶解罐1-3中通过除盐水将尿素溶解,得到预期浓度的尿素溶液。尿素溶液储存系统2包括依次连接的尿素溶液储存罐2-1和用于将尿素溶液输送到尿素溶液热解系统3的尿素溶液输出泵2-3。尿素溶液储存罐2-1的进液管道管道与尿素溶液输出泵1-7连接，该进液管道上设置电热控温装置2-4。尿素溶液储存罐2-1的内部设置电热控温装置2-5和溶液搅拌器2-2。尿素溶液热解系统3包含依次连接的电热控温装置3-6、由自动控制系统4控制的尿素溶液电子流量计3-1、电热解尿素溶液装置3-2、用于将高温烟气和由电热解尿素溶液装置3-2产生的氨气和水蒸汽鼓入氨气缓冲罐的烟气鼓风机3-3、氨气缓冲罐3-4、由自动控制系统控制的还原气电子流量计3-5和电热控温装置3-9 ;电热控温装置3-6和尿素溶液电子流量计3-1分别依次设置在尿素溶液输入管道上；电热解尿素溶液装置3-2的结构如实施例I所述，其外部还连接有电热控温装置3-7 ;通过烟气鼓风机3-3，高温烟气和氨气、水蒸汽形成还原气；还原气电子流量计3-5和电热控温装置3-9分别依次设置在还原气输出管道上，用于控制储存在氨气缓冲罐3-4中的还原气的喷出量；氨气缓冲罐内部设置电热控温装置3-8。自动控制系统4包括烟气NOx分析仪3-1和可编程逻辑控制装置3_2;可编程逻辑控制装置3-2通过数据信号线分别与烟气NOx分析仪3-1、、尿素称重给料机1-2、除盐水电子流量计1-6、尿素溶液电子流量计3-1、还原气电子流量计3-5连接；烟气NOx分析仪3-1 的采样管道与SCR脱硝装置之前的烟道(即烟气进入管道)连接；烟气NOx分析仪3-1即时对烟气采集并检测NOx浓度，可编程逻辑控制装置3-2根据的采集NOx浓度数据计算尿素溶液热解量并控制尿素溶液电子流量计3-1及还原气电子流量计3-5达到向烟道中添加适量还原剂氨的目的。尿素溶解系统I、所述的尿素溶液储存系统2和所述的尿素溶液热解系统3之间的连接管道为保温设计。尿素溶解系统I、尿素溶液储存系统2及尿素热解系统3内各装置以及各连接管道所用材质均为不锈钢。实施例3请参见图I、图2，以75t/h燃煤蒸汽锅炉SCR脱硝为例，其总烟气量约为 15 X IO4NmVh,设NOx含量为612mg/m3，则还原剂氨的需求量为226mg/m3，氨气产量为 15X 104Nm3/hX226mg/m3 = 33. 9kg/h。(I)自动控制系统4通过控制尿素称重给料机1-2将50kg的尿素颗粒从尿素颗粒储存罐1-1中输送至尿素溶解罐1-3中，同时控制除盐水电子流量计1-6加入150kg的除盐水，配制质量浓度为25%的尿素溶液,通过尿素溶解罐内的电热控温装置1-5控制溶液温度保持在50°C，溶液搅拌器1-4搅拌2h。(2)将步骤(I)所得的尿素溶液通过尿素溶液输出泵1-7输送至尿素溶液存储存罐2-1中，通过管道电热控温装置2-4和储存罐电热控温装置2-5控制输送管道及储存罐温度保持在50°C。(3)自动控制系统的计算机可编程逻辑控制装置4-2接收在线烟气NOx分析仪4_1 的数据，根据烟气中NOx浓度、尿素溶液浓度，按照还原剂氨气与氮氧化物摩尔比I : I的比例，尿素热解制成氨气的效率90%来计算尿素溶液添加量(尿素热解换算NH3的公式 CO(NH2)2 — NH3+HNC0 ；HNC0+H20 — NH3+C02)，计算得到尿素溶液添加量为 65kg/h。(4)自动控制程序可编程逻辑控制装置4-2控制尿素溶液计量阀电子流量计3-1 以65kg/h的流量将质量浓度为25%的尿素溶液通过管道打入电热解尿素溶液装置3-2,管道温度由电热控温装置3-6控制在50°C。
(5)步骤(4)所得的尿素溶液通过电热控温装置3-6预热到温度100°C后，进入到电热解尿素溶液装置3-2中，经过雾化喷嘴3-2-4的雾化后喷射在电热板3-2-7上，电热板温度控制在600°C，尿素溶液在此温度下热解成NH3和水蒸汽。(6)烟气鼓风机3-3利用负压将步骤(5)产生的氨气和水蒸汽导出，与276m3/h的流量的500 600°C的高温烟气混合后形成氨气含量为8% (体积比)的还原气,然后控制系统4控制还原气电子流量计3-5，将氨气缓冲罐3-4的还原气以300m3/h的流量喷入烟道并与烟气混合进入SCR脱硝装置中进行脱硝。氨气输送管道、氨气缓冲罐内温度通过缓冲罐电热控温装置3-8和管道电热控温装置3-9保持温度为150°C。实施例4请参见图1、图2，以60t/h燃煤蒸汽锅炉SCR脱硝为例，其总烟气量约为 12 X IO4NmVh,设NOx含量为400mg/m3，则还原剂氨的需求量为147mg/m3，氨气产量为 12 X 104Nm3/hX 147mg/m3 = 17. 6kg/h。(1)自动控制系统4通过控制尿素称重给料机1-2将50kg的尿素颗粒从尿素颗粒储存罐1-1中输送至尿素溶解罐1-3中，同时控制除盐水电子流量计1-6加入117kg的除盐水，配制质量浓度为30%的尿素溶液,通过尿素溶解罐内的电热控温装置1-5控制溶液温度保持在80°C，溶液搅拌器1-4搅拌lh。(2)将步骤(I)所得的尿素溶液通过尿素溶液输出泵1-7输送至尿素溶液存储存罐2-1中，通过管道电热控温装置2-4和储存罐电热控温装置2-5控制输送管道及储存罐温度保持在50°C。(3)自动控制系统的可编程逻辑控制装置4-2接收在线烟气NOx分析仪4_1的数据，根据烟气中NOx浓度、尿素溶液浓度，按照还原剂氨气与氮氧化物摩尔比I : I的比例，尿素热解制成氨气的效率90%来计算尿素溶液添加量(尿素热解换算NH3的公式 CO(NH2)2 — NH3+HNC0 ；HNC0+H20 — NH3+C02)，计算得到尿素溶液添加量为 65kg/h。(4)可编程逻辑控制装置4-2控制尿素溶液电子流量计3-1以65kg/h的流量将质量浓度为30%的尿素溶液通过管道打入电热解尿素溶液装置3-2，管道温度由电热控温装置3-6控制在50。。。(5)步骤(4)所得的尿素溶液通过电热控温装置3-6预热到温度100°C后，进入到电热解尿素溶液装置3-2内部，经过雾化喷嘴3-2-4的雾化后喷射在电热板3-2-7上，电热板温度控制在900°C,尿素溶液在此温度下热解成NH3和水蒸汽。(6)烟气鼓风机3-3利用负压将步骤(5)产生的氨气和水蒸汽导出，与276m3/h的流量的500 600°C的高温烟气混合后形成氨气含量为8% (体积比)的还原气,然后自动控制系统4控制还原气电子流量计3-5，将氨气缓冲罐3-4的还原气以300m3/h的流量喷入烟道并与烟气混合一起进入SCR脱硝装置中进行脱硝。氨气输送管道、氨气缓冲罐内温度通过缓冲罐电热控温装置3-8和管道电热控温装置3-9保持温度为150°C。实施例5请参见图I、图2，以30t/h燃煤蒸汽锅炉SCR脱硝为例，其总烟气量约为 6 X IO4NmVh,设NOx含量为500mg/m3，则还原剂氨的需求量为184mg/m3，氨气产量为 6 X IO4NmVhX 184mg/m3 = ll.Okg/h。(1)自动控制系统4通过控制尿素称重给料机1-2将50kg的尿素颗粒从尿素颗粒储存罐1-1中输送至尿素溶解罐1-3中，同时控制除盐水电子流量计1-6加入200kg的除盐水，配制质量浓度为20%的尿素溶液,通过尿素溶解罐内的电热控温装置1-5控制溶液温度保持在70°C，溶液搅拌器1-4搅拌3h。(2)将步骤(I)所得的尿素溶液通过尿素溶液输出泵1-7输送至尿素溶液存储存罐2-1中，通过管道电热控温装置2-4和储存罐电热控温装置2-5控制输送管道及储存罐温度保持在50°C。(3)自动控制系统的可编程逻辑控制装置4-2接收在线烟气NOx分析仪4-1的数据，根据烟气中NOx浓度、尿素溶液浓度，按照还原剂氨气与氮氧化物摩尔比I : I的比例，尿素热解制成氨气的效率90%来计算尿素溶液添加量(尿素热解换算NH3的公式 CO(NH2)2 — NH3+HNC0 ；HNC0+H20 — NH3+C02)，计算得到尿素溶液添加量为 61kg/h。(4)可编程逻辑控制装置4-2控制尿素溶液电子流量计3-1以61kg/h的流量将质量浓度为20%的尿素溶液通过管道打入电热解尿素溶液装置3-2，管道温度由电热控温装置3-6控制在50。。。(5)步骤(4)所得的尿素溶液通过电热控温装置3-6预热到温度80°C后，进入到电热解尿素溶液装置3-2内部，经过雾化喷嘴3-2-4的雾化后喷射在电热板3-2-7上，电热板温度控制在600°C，尿素溶液在此温度下热解成NH3和水蒸汽。(6)烟气鼓风机3-3利用负压将步骤(5)产生的氨气和水蒸汽导出，并以235m3/h 的流量的500 600°C的高温烟气混合后形成氨气含量为6% (体积比)的还原气，然后控制系统4控制还原气电子流量计3-5，将氨气缓冲罐3-4的还原气以250m3/h的流量喷入烟道并与烟气混合一起进入SCR脱硝装置中进行脱硝。氨气输送管道、氨气缓冲罐内温度通过缓冲罐电热控温装置3-8和管道电热控温装置3-9保持温度为150°C。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电热解尿素溶液装置，其特征在于包括热解池；热解池内部设置有依次排布的雾化喷嘴、电热板和温控加热丝。
2.根据权利要求I所述的电热解尿素溶液装置，其特征在于所述的热解池的外部包覆加热保温套。
3.一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于包括尿素溶解系统、尿素溶液热解系统及自动控制系统，其中，尿素溶解系统和尿素溶液热解系统依次连接；自动控制系统分别与尿素溶解系统和尿素溶液热解系统连接；所述的尿素溶解系统包括依次连接的尿素颗粒储存罐、尿素称重给料机、尿素溶解罐; 尿素称重给料机与自动控制系统连接；所述的尿素溶液热解系统包含依次连接的由自动控制系统控制的尿素溶液电子流量计、权利要求I或2所述的电热解尿素溶液装置、氨气缓冲罐和由自动控制系统控制的还原气电子流量计；所述的自动控制系统包括烟气NOx分析仪和可编程逻辑控制装置；烟气NOx分析仪分别与SCR脱硝装置和可编程逻辑控制装置连接。
4.根据权利要求3所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置包括尿素溶液储存系统；尿素溶液储存系统设置于所述的尿素溶解系统和所述的尿素溶液热解系统之间；所述的尿素溶液储存系统包括尿素溶液储存罐。
5.根据权利要求4所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于所述的尿素溶解罐包括电热控温装置、由自动控制系统控制的除盐水电子流量计和溶液搅拌器；电热控温装置和溶液搅拌器设置在尿素溶解罐的内部；由自动控制系统控制的除盐水电子流量计设置在供水管道上；所述的尿素溶解系统还包括用于将配制好的尿素溶液输送到尿素溶液储存系统的尿素溶液输出泵；用于将配制好的尿素溶液输送到尿素溶液储存系统的尿素溶液输出泵设置在所述的尿素溶解罐和所述的尿素溶液储存罐之间；所述的尿素溶液储存系统还包括用于将尿素溶液输送到尿素溶液热解系统的尿素溶液输出泵；用于将尿素溶液输送到尿素溶液热解系统的尿素溶液输出泵设置在所述的尿素溶液储存罐和所述的由自动控制系统控制的尿素溶液电子流量计之间；所述的尿素溶液热解系统包含用于将高温烟气和由电热解尿素溶液装置产生的氨气和水蒸汽鼓入氨气缓冲罐的烟气鼓风机；烟气鼓风机设置在电热解尿素溶液装置和氨气缓冲罐之间。
6.根据权利要求5所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于所述的尿素溶液储存罐的内部设置电热控温装置和溶液搅拌器；所述的还原气输出管道上还设置电热控温装置；所述的氨气缓冲罐内部设置电热控温装置。
7.根据权利要求4所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于所述的尿素溶解系统、所述的尿素溶液储存系统和所述的尿素溶液热解系统之间的连接管道为保温设计。
8.根据权利要求5所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其特征在于所述的尿素溶解系统、尿素溶液储存系统及尿素热解系统内的各装置以及各连接管道所用材质均为不锈钢。
9.权利要求3 8任一项所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置的应用，其特征在于包含以下步骤(1)自动控制系统输出指令至尿素称重给料机和除盐水电子流量计；尿素颗粒由尿素颗粒储存罐输出，经尿素称重给料机称重后进入尿素溶解罐，除盐水的用量经过除盐水电子流量计的控制，输入尿素溶解罐中，加热溶解，得到温度为60 80°C、浓度为质量百分比 20 30%的尿素溶液；(2)将步骤(I)制备的尿素溶液输送到尿素溶液储存罐中，控制尿素溶液储存罐的温度为40 60°C ；(3)自动控制系统的可编程逻辑控制装置接收到在线烟气NOx分析仪数据，根据烟气中 NOx浓度、尿素热解换算NH3的公式C0 (NH2) 2 — NH3+HNC0 ；HNC0+H20 — NH3+C02,按照摩尔比 Ν0χ/ΝΗ3 = I的比例，热解效率90%计算尿素溶液添加量；(4)自动控制系统输出指令至尿素溶液电子流量计，将步骤(3)计算得到尿素溶液的用量注入电热解尿素溶液装置，其中，尿素溶液进入电热解尿素溶液装置前预热为80 IOO0C ；(5)尿素溶液在电热解尿素溶液装置内，经过电热解尿素溶液装置内雾化喷嘴的雾化后喷射在电热板上，电热板温度控制在600 900°C，尿素溶液在此温度下热解成NH3和水蒸汽；(6)将步骤(5)得到的氨气和水蒸汽输送到氨气缓冲罐，同时将500 600°C的高温稀释烟气输送到氨气缓冲罐；混合后形成氨气含量为体积比5 8%的还原气，喷入烟道中与烟气混合进入SCR脱硝装置中进行脱硝。
10.根据权利要求9所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置的应用， 其特征在于所述的尿素溶液在尿素溶解罐制备后、进入电热解尿素溶液装置前的温度控制为50°C ;所述的还原气的温度控制为150°C。
全文摘要
本发明公开了一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置和应用。本发明装置包括尿素溶解系统、尿素溶液储存系统、尿素热解系统及自动控制系统，其中，所述的自动控制系统通过控制尿素溶解系统制备一定浓度的尿素溶液，所得尿素溶液在尿素溶液储存系统保存，自动控制系统分析烟气NOx浓度计算出所需尿素溶液的量后将尿素溶液储存系统的溶液加入到尿素热解系统中，通过该系统中一种电热解尿素溶液装置通过电热对尿素溶液进行热解并生成NH3并混合烟气后进入SCR脱硝装置内进行脱硝反应。本发明采用电能进行热解和控制，具有响应时间短、效率高等特点，此外，以电能为热源，具有二次污染小、经济高效、操控简单的特点。
文档编号B01D53/56GK102580529SQ201210046368
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者唐志雄, 岑超平, 方平, 曾环木, 陈定盛, 陈志航 申请人:环境保护部华南环境科学研究所