一种用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统的制作方法

文档序号:12218472阅读:254来源:国知局

本实用新型属于工业尾气烟气氮氧化物减排(脱硝)技术领域,尤其是涉及一种用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统。



背景技术:

烟气选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前工业烟气(包括电力、化工、钢铁、水泥、玻璃窑炉、垃圾焚烧等)脱硝的最有效、应用最广泛的技术。SCR脱硝技术是在催化剂作用下,氨基还原剂与烟气中的NOx发生选择性还原反应,使之生成N2和H2O,并且无任何废气、废水排放的洁净技术。

SCR烟气脱硝技术中,氨基还原剂可以采用液氨、氨水和尿素,由于液氨属于危险易爆化学品,其运输、贮存和使用均有严格的限制,因此,随着人们安全意识的日益提高,越来越多的地方开始限制液氨在SCR脱硝中的应用;尿素是SCR脱硝技术中最安全、环保的氨基还原剂,但其价格较高,使用过程中需要进行高温、高压的水解或高温、高热量需求的热解过程,运行费用最高;而25%以下的氨水可以常压储存,运输和使用均不存在安全隐患,同时也是相当多企业的副产品和过剩原料,因此,采用氨水作为SCR脱硝氨基还原剂是比较理想的选择,特别是对存在氨水过剩的企业来说,脱硝运行费用会显著降低。由于氨水中氨含量较低,通常含氨浓度在3%-25%,氨水的气化是需要解决的主要问题,因此,急需一种用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统,该系统用于SCR烟气脱硝工艺的氨水气化及氨喷射过程,无需专门的气化装置和任何外部热源,完全利用待脱硝烟气的自身热量实现氨水的气化,工艺简单,实施方便,投资和运行费用极低。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统,与脱硝反应器前的原烟气烟道连接,用于SCR烟气脱硝工艺的氨水气化及氨喷射过程,该系统包括依次连接的氨水槽、氨水泵、氨水计量控制装置及若干氨水喷枪,若干所述氨水喷枪连接一压缩空气罐,所述原烟气烟道的侧壁上或原烟气烟道内部分布有若干所述氨水喷枪。

该系统还包括扰流装置,所述扰流装置位于所述原烟气烟道内且位于所述氨水喷枪的上游和/或下游,且扰流装置距离下游催化反应器入口处的整流装置的距离不小于所述氨烟气混合气体流动1秒的距离。

氨水经所述氨水喷枪喷出后形成的雾滴颗粒小于1000μm,雾滴能完全覆盖原烟气烟道的横截面积。

所述氨水泵为离心泵、容积泵或管道计量泵中的任意一种,为所述氨水喷枪提供的氨水压力为0.3-0.8Mpa,氨水流量为20-200kg/h。

若干所述氨水喷枪在原烟气烟道的侧壁上或在原烟气烟道的内部均匀分布。

所述氨水喷枪采用顺流直喷或侧喷形式。

所述压缩空气罐为压缩空气缓存容器,通过管道和控制阀门与所述氨水喷枪连接,为氨水喷枪提供稳定压力和流量的压缩空气,所述压缩空气的压力为0.4—1.0Mpa。

所述氨水喷枪为双介质氨水雾化装置。

所述氨水喷枪的喷嘴为圆形、扁形、三角形中的任意一种。

所述氨水计量控制装置包括调节阀和流量计。

与现有技术相比,本实用新型用于SCR烟气脱硝工艺的氨水气化及氨喷射过程,无需专门的气化装置和任何外部热源,完全利用待脱硝烟气的自身热量实现氨水的气化,工艺简单,实施方便,投资和运行费用极低。

附图说明

图1为本实用新型的氨水气化系统与与脱硝反应器连接的结构示意图;

图中标识为:1、氨水槽,2、氨水泵,3、氨水计量控制装置,4、压缩空气罐,5、氨水喷枪,6、扰流装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明,本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示,本实用新型实施例所提供的用于SCR烟气脱硝的氨水气化系统与脱硝反应器前的原烟气烟道连接时的整体结构示意图,该系统用于SCR烟气脱硝工艺的氨水气化及氨喷射过程,包括依次连接的氨水槽1、氨水泵2、氨水计量控制装置3及若干氨水喷枪5,若干氨水喷枪5连接一压缩空气罐4,原烟气烟道的侧壁上和/或原烟气烟道内部分布有若干氨水喷枪5,

工作时,氨水通过管道或槽车送至氨水槽1,氨水通过氨水泵2增压后送至氨水计量控制装置3,由氨水计量控制装置3调节氨水的流量和压力后送至氨水喷枪5,氨水喷枪5中的氨水在压缩空气罐4中压缩空气的推动下以雾化形式喷入原烟气烟道内,在脱硝原烟气的热量作用下,雾化后的氨水完全气化,气化后的氨水与脱硝原烟气混合后,为脱硝反应提供氨烟气混合气体。

本实施例所使用的氨水为厂区现有或外购的氨水,可以为厂区产品/副产品、过剩原料或外购产品,浓度为3%-25%的水溶液,其重金属含量在2000ppm以下。

优选的,氨水槽1由不锈钢或经过防腐处理的碳钢制作,能够有效防止氨水槽1在长期使用情况下受到腐蚀。氨水槽1处还配有液位计、呼吸阀、压力表等设施,液位计用于检测氨水槽1中氨水的液位,压力表用于检测氨水的压力,呼吸阀根据液位和压力进行开启或关闭,以保证氨水的流出量。

作为一种实施例,本系统还包括扰流装置6,扰流装置6位于原烟气烟道内且位于氨水喷枪5的上游和/或下游,且扰流装置6距离下游催化反应器入口处的整流装置的距离不小于氨烟气混合气体流动1秒的距离。

扰流装置6用于扰动原烟气的流向,从而使原烟气与雾化后的氨水充分接触和混合,这里的下游或上游是指烟气流动下一时间或上一时间的流经位置,并不指方向上的下游或上游的意义,在SCR烟气脱硝工艺中氨烟气混合气体下一时间会经过催化反应器入口处的整流装置进行整流,然后经过第1层催化剂、第2层催化剂、第3层等催化剂后得到净烟气。此处对扰流装置6与整流装置距离的限定是为了保证雾化后的氨水与原烟气有足够长的距离进行混合,保证混合的充分和均匀。扰流装置6可以为列管式、格栅式、扰流板式、圆盘式及其他形式。

氨水泵2为离心泵、容积泵或管道计量泵等,能够为氨水喷枪5提供的氨水压力为0.3-0.8Mpa,氨水流量为20-200kg/h。进入氨水喷枪5的氨水压力和氨水流量保证了氨水喷枪5喷出后的氨水形成的雾滴颗粒小于1000μm,雾滴能完全覆盖原烟气烟道的横截面。

若干氨水喷枪5在原烟气烟道的侧壁上或原烟气烟道的内部均匀分布,保证雾化后的氨水在原烟气烟道内部分布均匀。具体的氨水喷枪5的安装方式根据烟道的尺寸、形状及氨水喷枪5的雾化能力决定,当烟道尺寸足够大(横截面积足够大)或者氨水喷枪5的雾化能力较弱时,氨水喷枪5设置数量较多,且在烟道侧壁和内部均有设置,当烟道尺寸较小、氨水喷枪5的雾化能力较强时,可少量不布置氨水喷枪5。

氨水经氨水喷枪5喷出后形成的雾滴颗粒小于1000μm,雾滴能完全覆盖原烟气烟道的横截面。氨水雾滴颗粒较小且覆盖面积大有利于氨水快速的气化,节省时间,提高效率。

氨水喷枪5为双介质氨水雾化装置,即氨水和压缩空气两种介质,其中压缩空气作为雾化推动力,提供稳定的压缩空气压力和流量,氨水作为雾化原料,两种介质通过喷嘴后充分雾化喷射至脱硝原烟气中,喷嘴可以为圆形、扁形、三角形等形状,其作用是保证压缩空气与氨水的充分混合与雾化,并使雾化后的氨水具有一定的穿透力;当然,氨水喷枪5也可以采用氮气、氩气、过热蒸汽等具有压力的气体作为雾化推动力;

氨水喷枪5采用顺流直喷或侧喷形式。这里直喷是指氨水从氨水喷枪5的喷嘴沿着原烟气的流动方向喷出,侧喷是指氨水从氨水喷枪5的喷嘴喷出的方向与原烟气流动方向垂直。具体的喷出形式根据烟道尺寸及现场条件确定,以使得喷出后的雾化氨水能与原烟气能够充分混合。

作为一种实施例,压缩空气罐4为压缩空气缓存容器,通过管道与控制阀门与氨水喷枪5连接,为氨水喷枪5提供稳定压力和流量的压缩空气,压缩空气的压力为0.4—1.0Mpa,如果压力不稳定不能保证充分的雾化效果,另外,厂区如果可以提供稳定压力、流量的压缩空气,本氨水气化系统也可以不设置此压缩空气罐4。

氨水气化系统用于原烟气温度不低于120℃的SCR脱硝工艺。本实用新型对原烟气温度不低于120℃的SCR脱硝工艺处理过程,因为温度太低时,容易造成氨水气化的不充分及气化时间过长,造成烟道壁的冲击或腐蚀。

综上,本实用新型用于SCR烟气脱硝工艺的氨水气化及氨喷射过程,无需专门的气化装置和任何外部热源,完全利用原烟气的自身热量实现氨水的气化,工艺简单,实施方便。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

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