一种脱硫脱硝油田注汽锅炉的制作方法

本实用新型涉及一种油田注汽锅炉，特别涉及一种脱硫脱硝油田注汽锅炉。

背景技术：

燃油活动注汽锅炉是油田原油开采工艺中的关键设备，具有如下几方面的特点：1）燃油注汽锅炉具有分布范围广、散特点，不同地区的设备管理管理水平不一；2）燃油注汽锅炉经常需要移动，因此设备本身体积相对较小、紧凑，便于移动；3）燃油注汽锅炉放置于野外，且经常移动，因此不具备完善的污水处理系统；

而锅炉尾气脱硫脱硝技术现状是：

1）脱硝技术现状

选择性催化还原法（SCR）

该方法通过使用NH₃和催化剂，在适宜的反应的温度（330~400℃），将NOx还原为N₂。反应具有选择性，NH₃只与NOx反应，基本上不与O₂反应，所以称为选择性催化还原脱硝。SCR 脱硝工艺系统可分为液氨储运系统、氨气制备和供应系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、SCR 反应器系统和废水吸收处理系统等。SCR 脱硝为炉外固定式脱硝，系统占地大；反应温度较低；催化剂易中毒；高分散性粉尘可覆盖催化剂表面，使其活性降低；未反应的NH₃和烟气中的SO₂作用，生成易腐蚀和堵塞的(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂SO₃，同时降低NH₃的利用率；投资和运行费用较高。

选择性非催化还原法(SNCR)

在950~1050℃这一狭窄范围内，无需催化剂，氨只和烟气中NO反应，而一般不和氧反应，这种方法亦称选择性非催化剂吸收（SNCR）法。典型的SNCR 工艺系统由还原储槽、多层还原剂喷入装置和与之相匹配的控制仪表等组成。SNCR 系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：接收、储存、制备还原剂；还原剂的计量输出、与水混合稀释；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。SNCR脱硝工艺脱硝效率不高；NH₃/NOx高，氨的逃逸量较大，生成的(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂SO₃会堵塞或腐蚀空气预热器；反应剂和运载介质（空气）的消耗量大；氨还原NO仅在950~1050℃有明显效果，温度窗口窄。

2）脱硫技术现状

碱法脱硫

通过调配一定浓度的碱液（NaOH），利用碱液泵将碱液输送至脱硫塔内，通过高效雾化喷头将液体雾化与烟气中的SO₂反应，达到脱硫的目的。碱法脱硫工艺系统由碱液制备系统、脱硫塔、脱硫液循环系统、废水处理系统组成。碱法脱硫系统占地大，设备固定无法移动；有污水产生。

3）传统脱硫脱硝特点汇总

通过对传统的SCR、SNCR以及碱法脱硫的工艺流程、特点进行分析我们可以看出，上述的几种脱硫脱硝方法并不适用于油田注汽锅炉，有必要采用新的工艺来解决注汽锅炉脱硫脱硝的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种脱硫脱硝油田注汽锅炉，采用粉体输送设备将脱硫剂、脱硝剂喷入炉膛或者烟道温度在800℃-1200℃的区域，被高温激活气化后，与烟气中的NOx和SO₂化学反应，还原成N₂/H₂O和硫酸盐颗粒物，同时可根据具体环保排放指标要求，来调整试剂用量，达到脱硫脱硝的目的。

本实用新型提到的一种脱硫脱硝油田注汽锅炉，主要由药剂输送撬（1）、药剂喷送系统（2）、燃油注汽锅炉（3）组成，燃油注汽锅炉（3）的一侧设有药剂输送撬（1），通过药剂喷送系统（2）将脱硝剂和脱硫剂输送到燃油注汽锅炉（3），其中，药剂输送撬（1）由电控箱（6）、脱硝剂输送泵（7）、脱硝剂储罐（8）、底座（9）、脱硫剂输送泵（10）、脱硫剂储罐（11）组成，电控箱（6）连接并控制脱硝剂输送泵（7）和脱硫剂输送泵（10），脱硝剂输送泵（7）和脱硫剂输送泵（10）分别连接脱硝剂储罐（8）和脱硫剂储罐（11）；另外，药剂喷送系统（2）由输送管路（12）、脱硝剂输送闸阀（13）、脱硝剂喷头（14）、脱硝剂喷送内管（15）、脱硫剂喷头（16）、脱硫剂喷送内管（17）、脱硫剂输送闸阀（18）组成，其中，一根输送管路（12）通过脱硝剂输送闸阀（13）和脱硝剂喷送内管（15）连接脱硝剂喷头（14），另一根输送管路（12）通过脱硫剂输送闸阀（18）和脱硫剂喷送内管（17）连接脱硫剂喷头（16）。

燃油注汽锅炉（3）参与脱硫脱销的主要部件为辐射段（19）、过渡段（20）和对流段（21）。

脱硝剂喷送内管（15）和脱硝剂喷头（14）在辐射段（19）尾部横向共有两组，脱硝剂喷头（14）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向。

脱硝剂喷头（14）在烟气温度为950～1200℃段喷出。

脱硫剂喷送内管（17）和脱硫剂喷头（16）在燃油注汽锅炉（3）的过渡段（20）中段横向共有两组，脱硫剂喷头（16）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向。

脱硫剂喷头（16）在烟气温度为800～950℃段喷出。

燃油注汽锅炉（3）的对流段（21）的末端连接烟管（4），烟管（4）连接到撬装油田注汽锅炉烟气脱硫脱硝装置（5）。

本实用新型的有益效果是：1）本实用新型所需设备一次性投资少，2）运行成本低，3）脱硫脱硝效果好，能瞬间将SO2和NOX排放浓度同时将至要求的烟气排放标准之内；4）无二次污染，氨逃逸很低，无需增加氨回收装置，无需二次污染处理等；5）设备体积小，占地面积小，易于移动；6）施工期短，设备到场后安装时间只有一周。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的俯视图；

附图3是图1中的A-A结构图；

附图4是图1中的B-B结构图；

上图中：药剂输送撬（1）、药剂喷送系统（2）、燃油注汽锅炉（3）、烟管（4）、撬装油田注汽锅炉烟气脱硫脱硝装置（5）、电控箱（6）、脱硝剂输送泵（7）、脱硝剂储罐（8）、底座（9）、脱硫剂输送泵（10）、脱硫剂储罐（11）、输送管路（12）、脱硝剂输送闸阀（13）、脱硝剂喷头（14）、脱硝剂喷送内管（15）、脱硫剂喷头（16）、脱硫剂喷送内管（17）、脱硫剂输送闸阀（18）、辐射段（19）、过渡段（20）、对流段（21）。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型提到的一种脱硫脱硝油田注汽锅炉，主要由药剂输送撬（1）、药剂喷送系统（2）、燃油注汽锅炉（3）组成，燃油注汽锅炉（3）的一侧设有药剂输送撬（1），通过药剂喷送系统（2）将脱硝剂和脱硫剂输送到燃油注汽锅炉（3），其中，药剂输送撬（1）由电控箱（6）、脱硝剂输送泵（7）、脱硝剂储罐（8）、底座（9）、脱硫剂输送泵（10）、脱硫剂储罐（11）组成，电控箱（6）连接并控制脱硝剂输送泵（7）和脱硫剂输送泵（10），脱硝剂输送泵（7）和脱硫剂输送泵（10）分别连接脱硝剂储罐（8）和脱硫剂储罐（11）；另外，药剂喷送系统（2）由输送管路（12）、脱硝剂输送闸阀（13）、脱硝剂喷头（14）、脱硝剂喷送内管（15）、脱硫剂喷头（16）、脱硫剂喷送内管（17）、脱硫剂输送闸阀（18）组成，其中，一根输送管路（12）通过脱硝剂输送闸阀（13）和脱硝剂喷送内管（15）连接脱硝剂喷头（14），另一根输送管路（12）通过脱硫剂输送闸阀（18）和脱硫剂喷送内管（17）连接脱硫剂喷头（16）。

燃油注汽锅炉（3）参与脱硫脱销的主要部件为辐射段（19）、过渡段（20）和对流段（21）。

脱硝剂喷送内管（15）和脱硝剂喷头（14）在辐射段（19）尾部横向共有两组，脱硝剂喷头（14）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向。

脱硝剂喷头（14）在烟气温度为950～1200℃段喷出。

脱硫剂喷送内管（17）和脱硫剂喷头（16）在燃油注汽锅炉（3）的过渡段（20）中段横向共有两组，脱硫剂喷头（16）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向。

脱硫剂喷头（16）在烟气温度为800～950℃段喷出。

燃油注汽锅炉（3）的对流段（21）的末端连接烟管（4），烟管（4）连接到撬装油田注汽锅炉烟气脱硫脱硝装置（5）；上述的脱硝剂为粉状尿素，所述脱硫剂为粉状碳酸钙。

本实用新型提到的一种脱硫脱硝油田注汽锅炉的使用方法，包括以下步骤：

A）脱硝剂沿着输送管路（12）经过脱硝剂输送闸阀（13）和脱硝剂喷送内管（15）,经脱硝剂喷头（14）在烟气温度为950～1200℃段喷出，脱硝剂喷送内管（15）和脱硝剂喷头（14）在辐射段（19）尾部横向共有两组，脱硝剂喷头（14）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向，这样在烟气在与脱硝剂充分混合后，在向后部流动过程中有效增加接触反应时间，并能与未喷射到的烟气混合并反应，提高脱硝效果；在这一过程中，脱硝剂受热分解，在自身分解产生的水汽环境下，与烟道里的一氧化氮发生反应，生产氮气、二氧化碳及氨气；生成的氨气又继续与烟道里的一氧化氮，二氧化氮发生反应，生成氮气及水汽；

B）脱硫剂沿着输送管路（12）经过脱硫剂输送闸阀（18）和脱硫剂喷送内管（17），经脱硫剂喷头（16）在烟气温度为800～950℃段喷出，脱硫剂喷送内管（17）和脱硫剂喷头（16）在过渡段（20）中段横向共有两组，脱硫剂喷头（16）喷出角度为90度，横向覆盖整个烟气截面，喷射方向迎着烟气流向，这样烟气在与脱硫剂充分混合后，在向后部流动过程中有效增加接触反应时间，并能与未喷射到的烟气混合并反应；在这一过程中脱硫剂与二氧化硫结合生成亚硫酸钠，亚硫酸钠在烟道温度中以气体形式存在，在与脱硫剂中的氧化物反应后生成液体形式的硫酸钠；

C）烟气经过脱硝剂、脱硫剂充分反应后，形成氮气以及硫酸盐粉尘颗粒，另外还有少量的未经反应的氮氧化物、二氧化硫污染物，烟气经过烟管（4）引入撬装油田注汽锅炉烟气脱硫脱硝装置（5），该装置将粉尘及烟气中残存的氮氧化物及二氧化硫彻底脱除。

需要进一步说明的是：本实用新型的后续烟尘的处理：由于喷入的药剂属于粉状颗粒，会带来粉尘的增加。通过前面反应生成物的分析，脱硝增加的粉尘为2~3mg/m3，脱硫增加的粉尘相对多一点，约为脱硫药剂量的60~70%，应重点考虑脱硫增加的粉尘。另外，在进行脱硫脱硝后仍然会有少量的氮氧化物、二氧化硫等未参与反应，通过将烟气引入撬装油田注汽锅炉烟气脱硫脱硝装置将粉尘及烟气中残存的氮氧化物及二氧化硫脱除。

以上所述，仅是本实用新型的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。