尿素热解装置、用于烟气脱硝的预处理装置以及脱硝系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种尿素热解装置，该尿素热解装置包括锅炉尾部烟道（1）和热解室（3），所述热解室（3）上安装有尿素喷枪（4），并且该热解室（3）上形成有用于排出热解产物的出口（5）和烟气进口（8），该烟气进口（8）连接于所述锅炉尾部烟道（1）。本实用新型还公开一种用于烟气脱硝的预处理装置，该预处理装置包括所述尿素热解装置。此外，本实用新型还公开一种脱硝系统，该脱硝系统包括连接到脱硝反应器的所述尿素热解装置或所述预处理装置。本实用新型的尿素热解装置利用锅炉尾部烟气的热量将尿素分解，有效利用废气中的热能，利用该装置进行烟气脱硝，系统结构简单，脱硝成本较低，提高了安全性能。
【专利说明】尿素热解装置、用于烟气脱硝的预处理装置以及脱硝系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烟气脱硝领域，具体地，涉及一种尿素热解装置。在此基础上，本实用新型还涉及一种用于烟气脱硝的预处理装置。此外，本实用新型还涉及一种包括所述预处理装置的脱销系统。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速增长，我国大气污染物的排放也不断增多，并由此引发了一系列环境问题。其中，氮氧化物(NOx)是造成酸雨的主要因素，而火电厂锅炉烟气中包含大量的氮氧化物，也是我国减排工作的重点之一。
[0003]目前，火电厂主要通过脱硝反应去除锅炉烟气中的氮氧化物，取得较好的效果。其原理是通过还原剂(常为氨气NH3)将烟气中的NOx还原为氮气和水，因此选择哪种物质提供脱硝还原剂在脱硝系统中起着至关重要的作用。常用于选择性催化还原(SCR)和非选择性催化还原(SNCR)的反应物质主要有三种:液氨、氨水和尿素。其中，液氨和氨水都具有爆炸性和较大的毒性，在运输和存储过程中都存在安全性问题；而尿素是白色或者浅黄色的结晶体，易溶于水，是农业常用的肥料，无爆炸性和危险性，安全性较高。鉴于此，尿素常被用来制造氨气作为脱硝系统中的还原剂。
[0004]尿素制氨通常有水解和热解两种方法。尿素水解过程中产生的酸性物质易腐蚀电厂设备和生成难溶于水的缩二脲及其他缩合物，容易堵塞水解系统；而尿素热解不易产生中间聚合物。因此，火电厂的脱硝反应物越来越倾向于采用尿素热解技术，尿素热解包括燃烧加热和电加热空气两种加热方法，使来自空气预热器中的空气被加热到一定温度后进入热解炉中热解尿素溶液。在这种方法中，高温是获得高转化率的必要条件。
[0005]虽然尿素热解系统运行安全稳定性高，但是在热解炉底部和尾管处容易产生蜂窝状沉积物，从而堵塞管道。这主要是由以下两个方面引起的:首先，热解室内部流场不均匀，有可能导致温度偏差，局部温度较低的区域容易形成结晶；此外，部分雾化后的尿素溶液在炉内停留时间过短，导致尿素还未来得及分解，容易在出口和管道中形成结晶。其次，由于加热空气温度不够高，不易使尿素稳定热解，在热解炉出口处形成结晶。
[0006]此外，无论利用水解还是热解方式来进行尿素制氨，均需要专门的加热设备(燃烧加热或电加热)，进一步消耗能源，使脱硝成本较高，系统结构复杂。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的问题是提供一种尿素热解装置，该尿素热解装置能有效用于尿素制氨，不易形成堵塞，并且简化结构、降低成本。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供一种尿素热解装置，该尿素热解装置包括锅炉尾部烟道和热解室，所述热解室上安装有尿素喷枪，并且该热解室上形成有用于排出热解产物(主要为氨气和烟气的混合物)的出口和烟气进口，该烟气进口连接于所述锅炉尾部烟道，以能够将所述锅炉尾部烟道内的烟气弓丨入到所述热解室内。[0009]优选地，所述锅炉尾部烟道具有高温烟气口，其中所述烟气进口连接于所述高温烟气口。
[0010]优选地，所述烟气进口通过烟气弓I入管道连接于所述锅炉尾部烟道。
[0011]在此基础上，本实用新型还提供一种用于烟气脱硝的预处理装置，该预处理装置包括上述任一项技术方案中所述的尿素热解装置，其中，所述锅炉尾部烟道上具有主烟气口，且所述热解室的所述出口以及所述主烟气口分别连接到混合装置内，以使所述烟气和所述热解产物预先混合。
[0012]优选地，所述混合装置为喷氨栅格或烟气混合器。
[0013]优选地，所述出口通过热解产物输送管道连接到所述混合装置，所述主烟气出口通过主烟气管道连接到所述混合装置。
[0014]此外，本实用新型还提供一种脱硝系统，该脱硝系统包括上述任意一项技术方案中所述的预处理装置，并且该预处理装置连接到脱硝反应器。
[0015]本实用新型还提供一种脱硝系统，该脱硝系统包括上述任意一项技术方案中所述的尿素热解装置，其中，所述锅炉尾部烟道上具有主烟气口，且所述热解室的所述出口以及所述主烟气口分别连接到脱硝反应器。
[0016]优选地，所述出口通过热解产物输送管道连接到所述脱硝反应器，所述主烟气出口通过主烟气管道连接到所述脱硝反应器。
[0017]通过上述技术方案，本实用新型的尿素热解装置利用锅炉尾部烟气的热量将尿素分解，有效利用废气中的热能。将高温烟气直接通入热解室进行尿素溶液的热解，省去了电加热空气或燃料燃烧加热空气的步骤，对系统进行了简化，降低了脱硝成本，提高了安全性能。同时，解决了由于热解温度不够而产生的结晶堵塞问题，为脱硝系统的正常运行提供了保障。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型【具体实施方式】的用于烟气脱硝的预处理装置的连接示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]
【权利要求】
1.一种尿素热解装置，其特征在于，该尿素热解装置包括锅炉尾部烟道(I)和热解室(3),所述热解室(3)上安装有尿素喷枪(4)，并且该热解室(3)上形成有用于排出热解产物的出口( 5 )和烟气进口( 8 )，该烟气进口( 8 )连接于所述锅炉尾部烟道(I)，以能够将所述锅炉尾部烟道(I)内的烟气引入到所述热解室(3)内。
2.根据权利要求1所述的尿素热解装置，其特征在于，所述锅炉尾部烟道(I)具有高温烟气口(2)，其中所述烟气进口(8)连接于所述高温烟气口(2)。
3.根据权利要求1或2所述的尿素热解装置，其特征在于，所述烟气进口(8)通过烟气引入管道(9 )连接于所述锅炉尾部烟道(I)。
4.一种用于烟气脱硝的预处理装置，其特征在于，该预处理装置包括根据权利要求1至3中任一项所述的尿素热解装置，其中，所述锅炉尾部烟道(I)上具有主烟气口(6)，且所述热解室(3)的所述出口(5)以及所述主烟气口(6)分别连接到混合装置内，以使通过所述主烟气口(6)排出的烟气和所述热解产物预先混合。
5.根据权利要求4所述的预处理装置，其特征在于，所述混合装置为喷氨栅格(7)或烟气混合器。
6.根据权利要求4或5所述的预处理装置，其特征在于，所述出口(5)通过热解产物输送管道(10)连接到所述混合装置，所述主烟气出口(6 )通过主烟气管道(11)连接到所述混口O
7.一种脱硝系统，其特征在于，该脱硝系统包括根据权利要求4至6中任意一项所述的预处理装置，并且该预处理装置连接到脱硝反应器。
8.一种脱硝系统，其特征在于，该脱硝系统包括根据权利要求1至3中任一项所述的尿素热解装置，其中，所述锅炉尾部烟道(I)上具有主烟气口( 6 )，且所述热解室(3 )的所述出口(5)以及所述主烟气口(6)分别连接到脱硝反应器。
9.根据权利要求8所述的脱硝系统，其特征在于，所述出口(5)通过热解产物输送管道(10)连接到所述脱硝反应器，所述主烟气出口(6)通过主烟气管道(11)连接到所述脱硝反应器。
【文档编号】B01D53/90GK203653264SQ201320807180
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】王晓林, 李博, 杨根盛, 秦文军, 李忠, 杨定华, 吕俊复, 刘青 申请人:神华集团有限责任公司