本发明属于燃煤电厂氨汽化技术领域，涉及一种采用低能耗的旋流汽化器来汽化液氨的方法及装置，适用于采用氨气作为还原剂的脱硝系统。具体地说，本发明提供了一种电厂低能耗旋流汽化液氨的方法及装置。
背景技术：
目前，电厂燃煤烟气脱硝装置的主流技术包括scr(选择性催化还原)技术、sncr(选择性非催化还原)技术以及两种技术的耦合。scr技术是指在320℃-420℃的温度窗口内，在催化剂作用下，烟气中的nox选择性的与还原剂发生反应并生成氮气和水，达到去除nox的脱硝技术。sncr技术是一种不用催化剂，在850℃-1100℃的温度范围内，喷入炉内的还原剂将烟气中的nox还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。上述脱硝技术的还原剂包括液氨、氨气、氨水、尿素等。
采用氨气作为还原剂的脱硝系统中需配置氨汽化系统，并将汽化的氨气与空气混合后喷入炉膛/烟道中进行脱硝反应。国内使用的汽化器主要有电热式、电热水浴式、热水循环式、空温式几种。
中国实用新型专利授权公告号cn201748155u发明了一种电加热水浴式液氨汽化器。通过电加热水浴来汽化氨得到氨气；同样的，中国实用新型专利授权公告号cn201988334u发明了一种水浴式液氨汽化器。上述氨汽化方式均是通过电加热水域汽化液氨，其耗能比较大。
中国实用新型专利授权公告号cn202125726u发明了一种旋流型空温式汽化器，由两组以上旋流式空温换热管组件阵列式布置，通过连接固定件固定连接在一起组合而成。
中国实用新型专利授权公告号cn202691591u公开了一种应用于scr脱硝或氨法脱硫工艺中的液氨汽化系统。通过循环水换热器来汽化液氨，以低能耗、低投入获得所需氨气。
上述氨汽化器均是通过加热液氨后使之汽化的方法来实现液氨汽化的。汽化过程中能耗高，且汽化后的氨气与空气混合易发生爆炸，增加了系统生产的危险性。
中国发明专利申请公布号cn104888604a公开了一种切向旋流型氨水汽化器，通过热风以切向旋转方式进入筒体，与氨水雾滴形成热交换，从而达到汽化液氨的目的。但是该专利申请的装置只有一个入口和出口，并未考虑液氨未完全汽化后的气-液分离问题。
针对上述问题，为了降低氨汽化能耗，避免氨汽化过程中发生爆炸的危险，最终达到低能耗安全汽化液氨的目的，本领域急需开发一种电厂低能耗旋流汽化液氨的方法及装置。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有燃煤电厂氨汽化系统能耗高和安全系数低的技术问题，提供了一种低能耗的旋流汽化液氨的方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电厂低能耗旋流汽化液氨的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将液氨与稀释水在搅拌换热釜内混合均匀，同时用冷却水带走液氨稀释时放出的热量；
(b)将稀释后的稀氨水溶液作为分散相通过喷嘴喷入旋流汽化器内，回用电厂除尘后的带温烟气作为连续相与稀氨水液滴在旋流汽化器内进行高速湍流运动，液氨在运动过程中汽化并在离心力场作用下随着烟气从旋流汽化器溢流口流出，部分未汽化的低浓度的氨水从旋流汽化器底部流出后与稀释后的氨水混合再次通入旋流汽化器进行循环汽化；
(c)从旋流汽化器流出的混合气体与回用烟气按比例混合后通入脱硝反应器进行sncr/scr脱硝反应。
所述步骤(b)中回用电厂除尘后的带温烟气的温度在100℃-150℃之间。
所述步骤(b)中稀氨水溶液的浓度在20％-30％之间，温度在50℃-80℃之间。
所述步骤(b)中进入旋流汽化器内的稀氨水质量与带温烟气的体积比在100g/m3-300g/m3之间。
所述步骤(c)中经旋流汽化器汽化后进入脱硝反应器的氨气体积占回用烟气的10％-15％之间。
一种电厂低能耗旋流汽化液氨的装置，包括搅拌换热釜、静态混合器、旋流汽化器、稀氨水收集罐和混合器，所述搅拌换热釜的稀氨水出液口与静态混合器的第一进液口连接，静态混合器的出液口与旋流汽化器的液体入口连接，旋流汽化器的底流口与稀氨水收集罐的进液口连接，稀氨水收集罐的出液口通过离心泵与静态混合器的第二进液口连接，搅拌换热釜的冷却水出口连接热水管网，旋流汽化器的溢流口与混合器的进气口连接，除尘后的烟气通过风机分别与旋流汽化器的气态入口和混合器的进气管线连接，混合器的出气口连接至脱销反应器。
所述旋流汽化器由单根或多根旋流器组成。
所述在旋流汽化器的外壁可加装保温层或加热盘管，以保证旋流汽化器有较高的氨汽化效率。
本发明采用以上技术方案，与背景技术相比，具有以下优点：
1)引入除尘后的带温烟气作为连续相，利用旋流场内强湍流流动，耦合氨液滴汽化及气液分离过程。旋转湍流场内在带温烟气加速氨液滴汽化的同时，内旋流形成的负压区加快了汽化氨气的分离过程，极大的提高了氨汽化速率；
2)带温烟气内主要成分为二氧化碳，用作氨气的稀释气体，极大的降低了氨气爆炸的风险；
3)简化了氨汽化系统，降低了系统投资及运行成本。
附图说明
图1是本发明应用的一个电厂低能耗旋流汽化液氨的工艺流程图。
图中：1、搅拌换热釜；2、静态混合器；3、旋流汽化器；4、稀氨水收集罐；5、混合器；6、风机；7、离心泵。
具体实施方式
本申请的发明人在经过了广泛和深入的研究后发现，回用电厂除尘后的带温烟气作为连续相与氨液滴在旋流汽化器内进行高速湍流运动，液氨在运动过程中汽化并在离心力场作用下随着烟气从旋流汽化器溢流口流出，部分未汽化的低浓度的氨水从旋流汽化器底部流出后与新鲜高浓度的氨水混合重新进入旋流汽化器内汽化。这样不仅可以利用带温烟气加强氨汽化过程，而且在旋流汽化器内压力梯度下使得汽化后的氨气与氨水高效分离，从而加速了氨汽化速度。同时，带温烟气作为连续相避免了氨爆炸发生，增加了氨汽化过程的安全系数。基于上述发现，本发明得以完成。
根据附图1详细说明本发明的系统及方法应用的一种电厂低能耗旋流汽化液氨的方法及装置，参见附图1：
液氨与稀释水在搅拌换热釜内混合均匀形成稀氨水，同时用冷却水带走液氨稀释时放出的热量。稀释后的氨水溶液作为分散相通过喷嘴喷入旋流汽化器内，回用电厂除尘后的带温烟气作为连续相与氨液滴在旋流汽化器内进行高速湍流运动，液氨在运动过程中汽化并在离心力场作用下随着烟气从旋流汽化器溢流口流出，部分未汽化的低浓度的氨水从旋流汽化器底部流出后与稀释后的氨水混合再次通入旋流汽化器进行循环汽化。从旋流汽化器流出的混合气体与回用烟气按比例混合后通入脱硝反应器进行sncr/scr脱硝反应。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
在一个330mw规模电厂机组的煤粉炉脱硝系统氨汽化系统中，按照本发明的方法，采用烟气回用作为连续相，进行低能耗氨汽化，其具体运作过程及效果描述如下：
1.物料性质及相关参数
回用烟气温度为115℃，烟气流量为2000m3/h，液氨消耗量为200kg/h，冷却水用量为800kg/h。
2.实施过程
200kg/h的液氨与稀释水在搅拌换热釜内混合均匀形成浓度为30％的稀氨水，同时用800kg/h冷却水带走液氨稀释时放出的热量。稀释后的氨水溶液作为分散相通过喷嘴喷入旋流汽化器内，回用电厂除尘后的带温烟气(流量为2000m3/h)作为连续相与氨液滴在旋流汽化器内进行高速湍流运动，液氨在运动过程中汽化并在离心力场作用下随着烟气从旋流汽化器溢流口流出，氨气浓度约为12％，部分未汽化的低浓度的氨水从旋流汽化器底部流出后与稀释后的氨水混合再次通入旋流汽化器进行循环汽化。
3.结果分析
通过使用低能耗旋流汽化液氨的方法及装置后，每小时汽化液氨200kg，与常规汽化方法相比节约电量30kwh。此外，通过烟气作为连续相，极大的降低了氨气爆炸的危险性。
本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书限定的范围。