一种用于scr脱硝的氨水制氨还原剂供应装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于锅炉烟气SCR脱硝用还原剂的制备技术领域，具体涉及一种用于 制备氨还原剂氨水制氨的装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国国民经济建设步伐的加快，全国用电负荷急剧上升，新建扩建燃 煤电站在全国全面铺开。燃煤电厂的建设导致NOi亏染物排放量呈逐年递增的趋势，排放 量已严重超过国家环保标准，由此带来的环境污染严重损害了人类健康和可持续发展。
[0003] SCR (Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)技术是目前脱硝效率最 高、最为成熟、且应用最多的一种烟气脱硝技术。还原剂的选择与应用技术是SCR工程应用 的关键环节。现在国内普遍应用较多的还原剂为液氨和尿素。通常的观念认为液氨的投资 和经济性方面具有优势，但是在安全性方面，尤其是在城市中应用会受到很大的障碍；而尿 素因为其流程中不存在压力容器，而被重视安全的客户奉为首选。这些观念使得对安全性 有特殊要求的业主，不得不接受尿素系统高昂的初始投资费用和高的运营成本费用。事实 上，氨水作为还原剂在中国台湾和欧洲有很多的应用。这些成功的应用使得对于安全性和 经济性均有考量的客户有了更多的合适选择。
[0004] 对氨水SCR技术的主要误区认为，氨水含有较大比例的水，因此在蒸发过程中需 要消耗较多的能量。通过技术创新，氨水制氨过程的能耗要小于相应的尿素制氨过程，和液 氨相当。物料平衡的计算表明，一定比例的热风温度只要250°C，即可完成氨水溶液的蒸发 过程。这个过程的能量消耗远小于尿素制氨。实践表明：氨水因为不需要热解炉等分解设 备，具有比尿素更好的安全特性，同时因为其气化过程为单纯的物理变化，不需要消耗化学 分解过程所需要的能量。设计合理的氨水气化过程，为即追求安全性又需要兼顾投资和运 营成本的客户提供全新的解决思路和解决方案，在运营成本方面具有先天的优势。 【实用新型内容】
[0005] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种能耗低、操作简单、安全的用于SCR脱 硝的氨水制氨还原剂供应装置。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
[0007] -种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，包括稀释风机、加热器、气气换热 器、氨水蒸发器和氨喷射格栅，稀释风机安装在加热器的底部进风管上，加热器的顶部出风 管接至气气换热器的入气管上，气气换热器的管束布置于脱硝反应器内，气气换热器的出 气管再接至氨水蒸发器的底部，氨水蒸发器的侧边接有氨水管，氨水蒸发器的顶部通过管 道接至氨喷射格栅的侧边入口，氨喷射格栅的底部出口接至脱硝反应器的顶部，氨喷射格 栅的顶部出口接至锅炉烟气排放管。
[0008] 所述稀释风机由两台并联组成。
[0009] 所述加热器为电加热器。
[0010] 所述加热器为蒸汽加热器，加热器的上方接设高温蒸汽管而下方接设余热蒸汽 管。
[0011] 所述气气换热器的入气管位于出气管的上方。
[0012] 所述脱硝反应器的底部接至清洁烟气排放管。
[0013] 所述氨水蒸发器侧边接的氨水管由两条并联组成。
[0014] 所述氨水蒸发器中氨水气化池设计为竖孔式。
[0015] 所述氨水蒸发器侧边的氨水管接至单独的氨水存储罐，氨水管上安装计量泵。
[0016] -种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应方法，由稀释风机提供足够将气化后的 氨气稀释到体积百分浓度5%以下混合气体的风量，该风量经过加热器被加热到120°C以 上，即作为气化氨水的稀释气源；120°C的稀释气源输送至位于脱硝反应器内的气气换热 器管束中，在脱硝反应器内加热3-5min达到足够气化氨水溶液的温度250°C，作为蒸发氨 水的汽化气；250° C汽化气在氨水蒸发器中将质量百分浓度20-30%氨水溶液原料气化为体 积百分浓度5%氨和空气的混合气体；混合气体经过氨喷射格栅得到用于SCR脱硝的氨还原 剂。
[0017] 采用上述方案后，本实用新型的优点在于：
[0018] (1)稀释气源的换热直接在SCR脱硝反应器中进行，避免在烟气管道上另设换热 器，从而防止热量的流失；
[0019] (2)稀释气源在进入换热器前已经为120°C，避免为了充分换热而使SCR脱硝温度 过低，降低脱硝效率；
[0020] 进一步，本实用新型还具有以下如点：
[0021] (3)设置氨水计量泵，可以精确地计算SCR脱硝的氨氮比，避免氨逃逸的出现；
[0022] (4)氨水气化池设计为竖孔式，可以使氨水更易充分受热挥发。
[0023] 总之，本实用新型能耗低，操作简单、安全。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型装置的整体装配示意图；
[0025] 图2为图1的局部放大图；
[0026] 图3为本实用新型方法的工艺流程图。
[0027] 标号说明
[0028] 稀释风机1，加热器2,底部进风管21，顶部出风管22,高温蒸汽管23,余热蒸汽管 24,气气换热器3,入气管31，管束32,出气管33,氨水蒸发器4,氨水管41，氨水气化池42， 氨喷射格栅5,脱硝反应器6,锅炉烟气排放管7,清洁烟气排放管8。
【具体实施方式】
[0029] 如图1所示，本实用新型揭示的一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，包 括稀释风机1、加热器2、气气换热器3、氨水蒸发器4和氨喷射格栅5。
[0030] 稀释风机1安装在加热器2的底部进风管21上。为了保证工作效率，稀释风机1 由两台并联组成。
[0031] 加热器2的顶部出风管22接至气气换热器3的入气管31上。加热器2可采用电 加热器，或者采用蒸汽加热器，在加热器2的上方接设高温蒸汽管23而下方接设余热蒸汽 管24,利用高温蒸汽对稀释气源预加热。
[0032] 气气换热器3的管束32布置于脱硝反应器6内，气气换热器3的出气管33再接 至氨水蒸发器4的底部。为了有效利用热量，气气换热器3的入气管31位于出气管33的 上方，使稀释气源由下向上流动进行加热。
[0033] 氨水蒸发器4的侧边接有氨水管41，为了保证工作效率，连续供应反应还原剂，氨 水管41可由两条并联组成，还可以设置单独的氨水存储罐。为了可以精确地计算SCR脱硝 的氨氮比，避免氨逃逸的出现，氨水管41上还安装计量泵将氨水定量输送到氨水蒸发器4。 为了使氨水更易充分受热挥发，如图2所示，氨水蒸发器4中氨水气化池42设计为竖孔式， 250°C汽化气从孔内由下而上经过，可以有效地增加汽化气与氨水的接触面积，使20%-30% 的氨水得到充分地气化或雾化，将氨水气化为5%氨和空气的混合气体。氨水蒸发器4的顶 部通过管道接至氨喷射格栅5的侧边入口。
[0034] 氨喷射格栅5的底部出口接至脱硝反应器6的顶部，氨喷射格栅5的顶部出口接 至锅炉烟气排放管7。
[0035] 脱硝反应器6的底部接至清洁烟气排放管8。
[0036] 运用本实用新型的装置，具体供应方法是如图3所示。
[0037] 由稀释风机1提供足够将气化后的氨气稀释到体积百分浓度5%以下混合气体的 风量，该风量经过加热器2被加热到120° C以上，即作为气化氨水的稀释气源。120° C的稀 释气源输送至位于脱硝反应器6内的气气换热器3管束32中，120° C的气源风进入管束32 中与管束32外的高温热烟气进行热交换，在脱硝反应器6内加热3-5min达到足够气化氨 水溶液的温度250° C，作为蒸发氨水的汽化气。通过这一优化设计，可以将氨水气化过程所 需额外补充的能量降至原来的50%-70%。
[0038] 稀释气源在进入气气换热器3前已经为120°C，避免为了充分换热而使SCR脱硝温 度过低，降低脱硝效率，根据紫荆公司的实践经验，单纯的冷稀释气源是不可能在保证高效 的脱硝效率下，加热到足够气化氨水溶液的温度250°C的。而稀释气源的换热直接在SCR 脱硝反应器6中进行，避免在烟气管道上另设换热器，从而防止热量的流失。
[0039] 250° C汽化气在氨水蒸发器4中将质量百分浓度20-30%氨水溶液原料气化为体积 百分浓度5%氨和空气的混合气体。混合气体经过氨喷射格栅5得到用于SCR脱硝的氨还 原剂。
[0040] 本实用新型采用计量泵定量喷射氨水，可以更精确的固定氨氮比(通常约为1)，因 为氨氮比大于1会导致氨的逃逸，造成氨气污染，如果小于1就会是脱硝(氮）效率降低。
[0041] 实施例：
[0042] -、实例介绍
[0043] 项目SCR系统设计脱硝效率为70%，SCR反应温度为410°C，使用板式催化剂。使 用25%氨水作为SCR反应的还原剂，每台锅炉BMCR工况运行时的氨水消耗量为120kg/h。 每台机组设置氨水蒸发器1台；蒸汽加热器1台；气气换热器1台（重量约5T)。项目锅炉 主要技术参数和脱硝性能要求如下表1所示。
[0044] 表1锅炉主要技术参数和脱硝性能要求
[0045]
【主权项】
1. 一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，其特征在于：包括稀释风机、加热 器、气气换热器、氨水蒸发器和氨喷射格栅，稀释风机安装在加热器的底部进风管上，加热 器的顶部出风管接至气气换热器的入气管上，气气换热器的管束布置于脱硝反应器内，气 气换热器的出气管再接至氨水蒸发器的底部，氨水蒸发器的侧边接有氨水管，氨水蒸发器 的顶部通过管道接至氨喷射格栅的侧边入口，氨喷射格栅的底部出口接至脱硝反应器的顶 部，氨喷射格栅的顶部出口接至锅炉烟气排放管。
2. 根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，其特征在于： 所述氨水蒸发器中氨水气化池设计为竖孔式。
3. 根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，其特征在于： 所述氨水蒸发器侧边的氨水管接至单独的氨水存储罐，氨水管上安装精准计量泵。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，包括稀释风机、加热器、气气换热器、氨水蒸发器和氨喷射格栅，稀释风机安装在加热器的底部进风管上，加热器的顶部出风管接至气气换热器的入气管上，气气换热器的管束布置于脱硝反应器内，气气换热器的出气管再接至氨水蒸发器的底部，氨水蒸发器的侧边接有氨水管，氨水蒸发器的顶部通过管道接至氨喷射格栅的侧边入口，氨喷射格栅的底部出口接至脱硝反应器的顶部，氨喷射格栅的顶部出口接至锅炉烟气排放管。本实用新型除了能耗低，还具有工艺简单、操作简便和使用安全等优点。
【IPC分类】B01D53-56, B01D53-90
【公开号】CN204447761
【申请号】CN201520024122
【发明人】王洪明, 吴新谦, 吴晓东, 寿铁邦
【申请人】福建紫荆环境工程技术有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月14日