专利名称：一种锅炉烟气脱硝系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于烟气脱硝领域，涉及一种锅炉烟气脱硝系统。
背景技术：
随着氮氧化物(NOx)排放污染的日趋严重，控制氮氧化物的途径已成为当前社会关注的热点环境问题。在常用的脱除NOx的方法中，选择性催化还原法(SCR)因具有脱除NOx效率高，还原剂用量少的优点而得到了广泛的应用。选择性催化还原法(SCR)是指利用还原剂在催化剂的作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物(NOx)发生化学反应，生成无害的氮气(N2)和水(H20)。所用的还原剂通常是采用氨(NH3),但由于液氨或氨水在运输和储存过程中存在安全隐患，在实际工艺中难以直接使用氨，越来越多的电站锅炉开始倾向于利用尿素通过热解制氨工艺来获取SCR需要的氨气。中国专利文献CN1803257A公开了一种燃煤电站烟气脱除氮氧化物的方法及专用系统，其在燃煤锅炉内部的炉膛上部设置分配装置，该分配装置用于喷入氨基物质如尿素， 喷入的氨基物质与煤燃烧中产生的氮氧化物在900-1200°C温度条件下发生还原反应，脱除烟气中35-45%的氮氧化物；其余的大部分氨基物质在高温下被氧化，剩余未完全反应的氨基物质(浓度为5-30ppm)随烟气进入反应器，在催化剂表面，氨基物质再一次与煤燃烧中产生的氮氧化物反应，脱除烟气中的氮氧化物。上述方法及系统的优点在于不需要专门的氨基物质热解装置及热源，简化了设备且降低了成本。然而，该方法及系统存在的缺点是由于分配装置设在温度为900-1200°C的炉膛处，过高的温度使氨基物质只有很少部分分解为氨气，喷入的氨基物质只有20-30%与氮氧化物发生反应，而大部分被烧为其它物质，导致进入反应器前氨气浓度仅达到5-30ppm。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术氨基物转氨效率低的缺陷，从而提出一种转氨效率高的锅炉烟气脱销系统及工艺。为解决上述技术问题，一种锅炉烟气脱硝系统，包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统，与所述氨基物质溶液制备系统连接的位于锅炉外的氨基物质溶液供给及控制装置，以及位于锅炉转向室内的氨基物质溶液喷射器组，所述氨基物质溶液喷射器组与所述氨基物质溶液供给及控制装置之间通过氨基物质溶液输送管道连接，所述氨基物质溶液喷射器组布置在烟气温度为300-700°C的锅炉转向室内。所述氨基物质溶液喷射器组到达下一个受热面的流动时间大于等于0. 1秒。所述氨基物质溶液喷射器组为多个，所述氨基物质溶液喷射器组之间的距离大于等于200毫米。所述氨基物质溶液喷射器组喷射出的氨基物质液滴的直径小于等于500微米。所述氨基物质溶液喷射器组所喷射的氨基物质溶液的质量百分含量浓度为5-70%ο所述氨基物质溶液喷射器组下方的烟道上依次设有锅炉省煤器、静态混合器、烟气导流板、整流格栅和SCR反应器。所述氨基物质为尿素、碳酸氢铵或碳酸铵。一种锅炉烟气脱销系统进行烟气脱硝的工艺，包括以下步骤①在所述氨基物质溶液制备系统中配制氨基物质溶液，所述氨基物质溶液供给及控制装置通过所述氨基物质溶液输送管道将所述氨基物质溶液输入所述氨基物质溶液喷射器组，从所述氨基物质溶液喷射器组喷出的氨基物质液滴与烟气混合，被加热并分解成氨气；②氨气与烟气的混合物经过进入装有催化剂的SCR反应器；③在催化剂的作用下，氨气与烟气中的氮氧化物发生反应，生成无害的氮气和水。在所述步骤②中，氨气与烟气的混合物依次穿过锅炉省煤器、静态混合器、烟气导流板和整流格栅，最后进入SCR反应器。本实用新型中所说的氨基物质指的是加热后可以产生氨气的物质。本实用新型相比现有技术的有益效果为(1)本实用新型中将氨基物质溶液喷射器组布置在烟气温度为300-700°C的锅炉转向室内，使得大部分氨基物质溶液被分解为氨气，到达反应器时氨气浓度可达到上千个ppm，提高了氨基物质的利用率和脱硝效率；(2) 本实用新型中所述氨基物质溶液喷射器组到达下一个受热面的流动时间大于等于0. 1秒， 优选0. 3秒，使得从喷射器组喷出的氨基物质液滴有足够的时间与烟气充分混合、受热，并分解成氨气，避免了氨基物质液滴积聚在炉体内壁上从而结垢；(3)本实用新型中所述喷射器组喷射出的氨基物质液滴的直径小于等于500微米，优选300微米，这样可以保证喷射出的液滴直径足够小，外表面接触面积更大，转化为氨气的效率提高；(4)本实用新型中所述喷射器组为多个，喷射器组之间的距离大于等于200毫米，优选500毫米，使得喷射器组间保持了足够的距离，避免了喷射出来的液滴交叉碰撞后凝结在一起，导致氨基物质的转化率的降低；(5)具有上述技术特征的烟气脱销系统与现有技术相比大大提高了氨基物质溶液转为氨气的转化率。
图1是本实用新型所述的利用尿素作为还原剂的锅炉烟气脱硝系统的示意图。本文中使用的附图标记如下所示7-锅炉炉膛，8-过热器，9-锅炉省煤器，10-锅炉转向室，11-氨基物质溶液喷射器组，12-氨基物质溶液制备系统，13-氨基物质溶液供给及控制装置，14-氨基物质溶液输送管道，15-静态混合器，16-烟气导流板，17-整流格栅，18-催化剂，19-SCR反应器。
具体实施方式
图1是本实用新型利用氨基物质作为还原剂的锅炉烟气脱硝系统的示意图，整个系统包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统12，氨基物质溶液供给及控制装置13，以及位于锅炉转向室4内的氨基物质溶液喷射器组11，所述氨基物质溶液喷射器组11与所述氨基物质溶液供给及控制装置13之间通过氨基物质溶液输送管道14连接。锅炉内部按烟气流动方向来排列，锅炉内部系统包括锅炉炉膛7，过热器8，锅炉转向室10，氨基物质溶液喷射器组11，所述氨基物质溶液喷射器组11布置在烟气温度为300-700°C的锅炉转向室内，所述氨基物质溶液喷射器组11到达下一个受热面的流动时间大于等于0. 1秒，优选 0. 3秒，喷射器组为多个，喷射器组之间的距离大于等于200毫米，优选500毫米，喷射出的氨基物质液滴的直径小于等于500微米，优选300微米，在这里氨基物质溶液和烟气的混合气体将经过省煤器9，静态混合器15，烟气导流板16，整流格栅17，最后进入SCR反应器19。 所述SCR反应器19里设有催化剂。锅炉烟气脱销系统进行烟气脱销的工艺，包括以下步骤氨基物质溶液制备系统 12将氨基物质固体颗粒溶解成氨基物质水溶液，通过管道送到氨基物质溶液供给及控制装置13，由氨基物质溶液供给及控制装置13根据SCR反应器19需要的氨需量折算成氨基物质溶液提供需要的流量，通过氨基物质溶液输送管道14的连接，将氨基物质溶液送到氨基物质溶液喷射器组11进行喷射。锅炉炉膛1内燃料燃烧形成烟气，该烟气经过过热器8温度逐步下降后到达锅炉转向室10，在锅炉转向室10内烟气与氨基物质喷射器组11喷出的氨基物质溶液液滴混合。 混合之后烟气的热量加热氨基物质溶液液滴，并使其逐步蒸发、分解，将氨基物质分解为氨气和二氧化碳。随后，烟气、水蒸气、氨气等混合气体进入锅炉省煤器9。所述的烟气和氨气的混合气体，依次经过静态混合器15、烟气导流板16、整流格栅17。使得混合更加充分，气流更加平稳均勻。之后最终进入SCR反应器19，混合气体在 SCR反应器里面设有的催化剂18的作用下烟气中的氮氧化物与氨气发生化学还原反应，生成无害的氮气和水。上述实施例中的氨基物质为尿素。实际上，还可以替换为任何其它加热后可以产生氨气的氨基物质，如碳酸氢铵、碳酸铵等。以上所述，仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种锅炉烟气脱硝系统，包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统(12)，与所述氨基物质溶液制备系统(12)连接的位于锅炉外的氨基物质溶液供给及控制装置(13)，以及位于锅炉转向室(10)内的氨基物质溶液喷射器组(11)，所述氨基物质溶液喷射器组(11) 与所述氨基物质溶液供给及控制装置(13)之间通过氨基物质溶液输送管道(14)连接，其特征在于所述氨基物质溶液喷射器组(11)布置在锅炉转向室(10)内。
2.根据权利要求1所述的锅炉烟气脱硝系统，其特征在于所述氨基物质溶液经喷射器组(11)到达下一个受热面。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气脱硝系统，其特征在于所述氨基物质溶液喷射器组(11)为多个，所述氨基物质溶液喷射器组(11)之间的距离大于等于200毫米。
4.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气脱硝系统，其特征在于所述氨基物质溶液喷射器组(11)喷射出的氨基物质液滴的直径小于等于500微米。
5.根据权利要求1或2所述的锅炉烟气脱硝系统，其特征在于所述氨基物质溶液喷射器组(11)下方的烟道上依次设有锅炉省煤器(9)、静态混合器(15)、烟气导流板(16)、整流格栅(17 )和SCR反应器(19 )。
专利摘要一种锅炉烟气脱硝系统，包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统(12)，与所述氨基物质溶液制备系统(12)连接的位于锅炉外的氨基物质溶液供给及控制装置(13)，以及位于锅炉转向室(4)内的氨基物质溶液喷射器组(11)，所述氨基物质溶液喷射器组(11)与所述氨基物质溶液供给及控制装置(13)之间通过氨基物质溶液输送管道(14)连接，所述氨基物质溶液喷射器组(11)布置在烟气温度为300-700℃的锅炉转向室内。本实用新型的上述锅炉烟气脱硝系统，使得喷入锅炉中的氨基物质溶液大部分被分解为氨气，到达SCR反应器时氨气浓度可达到上千个ppm，提高了氨基物质的利用率。
文档编号B01D53/56GK202061539SQ201120063430
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者曲景宏, 朱利民, 马力 申请人:北京洛卡环保技术有限公司