一种烟气直引脱硝尿素热解装置及方法与流程

本发明涉及火力发电环保设备技术领域，具体是涉及一种烟气直引脱硝尿素热解装置及方法。

背景技术：

目前火力发电厂燃煤机组产生的烟气中含有大量的氮氧化物(nox)，为将氮氧化物(nox)浓度降低到国家安全排放标准，国内火电厂主流技术采用尿素热解制备氨气作为还原剂，选择性催化还原法(scr)烟气脱硝工艺。热源采用空气预热器出口热一次风(～300℃)经过电加热器加热到(～580℃)后进入尿素热解炉，将由喷枪喷入的尿素溶液热解，热解产生的氨气(作为还原剂)被输送到scr反应器进行反应。在原热风系统中，电加热器作为此系统的核心设备，功率大、电耗高、故障率高，加热管易磨损泄露、超温跳闸等导致脱硝系统退出运行，排放超标，设备可靠性低。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种烟气直引脱硝尿素热解装置及方法，将锅炉高温烟气直接引入尿素热解炉作为热源的技术，以此来取代电加热器制备热源，达到节能降耗的同时又能保证系统稳定运行，制造及安装方便实用。

具体技术方案如下：

一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，包括

锅炉，锅炉的炉壁上开设有取烟口，取烟口与烟气进口管道的一端连通；

旋风分离器，旋风分离器设置在烟气进口管道上；

除尘器，除尘器设置在烟气进口管道上，且除尘器设置在旋风分离器背离取烟口的一侧；

冷风管道，冷风管道通过冷风电动蝶阀与烟气进口管道连通，且冷风管道位于取烟口与旋风分离器之间；

尿素热解炉，尿素热解炉的入口与烟气进口管道的另一端连通，尿素热解炉的出口连通有若干热解炉出口管道，每一热解炉出口管道均设置有风机；

原热风系统，原热风系统中的电加热器通过热一次风管道与尿素热解炉的入口连通。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，还包括低温过热器，低温过热器设置在锅炉内的水平烟道区域，取烟口设置在低温过热器后端的炉壁。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，取烟口输出的高温烟气温度不低于580℃。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，还包括电动闸阀一和电动闸阀二，旋风分离器靠近取烟口的一侧设置有电动闸阀一，此外除尘器背离旋风分离器的一侧设置有电动闸阀二。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，还包括电动闸阀三，热一次风管道上还设置有电动闸阀三。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，热解炉出口管道设置有两条，一条为常开热解炉出口管道，另一条为备用热解炉出口管道。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，常开热解炉出口管道上设置有风机一，风机一两侧的常开热解炉出口管道上设置有电动闸阀四和电动闸阀五；备用热解炉出口管道上设置有风机二，风机二两侧的备用热解炉出口管道上设置有电动闸阀六和电动闸阀七。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，风机一和风机二内的叶轮表面进行喷瓷处理。

上述的一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，还具有这样的特征，常开热解炉出口管道和备用热解炉出口管道背离尿素热解炉的一端与scr反应器连通。

一种烟气直引脱硝尿素热解的方法，包括：

步骤一：通过锅炉内产生的高温烟气经过先分离、后吸附的两级脱除粉尘工艺后进入尿素热解炉；或采用空气预热器出口热一次风(300℃)再经过电加热器加热到580℃后进入尿素热解炉；

步骤二：尿素溶液在尿素热解炉内进行分解并产生氨气；

步骤三：热解产生的氨气(作为还原剂)被输送到scr反应器进行反应。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种烟气直引脱硝尿素热解装置及方法，将锅炉高温烟气直接引入尿素热解炉作为主要热源，将原热风系统作为备用热源，两系统择一进行供热，采用锅炉高温烟气进行供热时能实现节能降耗，保证系统整体的稳定运行，制造安装简单；此外还可以进行新旧热源系统的更换，原热风系统作为备用，此外热解炉出口管道也设置有两道，一道常用另一道作为备用，保证系统整体的可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种烟气直引脱硝尿素热解装置及方法的实施例一的系统原理图。

附图中：1、锅炉；2、低温过热器；3、冷风电动蝶阀；4、冷风管道；5、烟气进口管道；61、电动闸阀一；62、电动闸阀二；63、电动闸阀三；64、电动闸阀四；65、电动闸阀五；66、电动闸阀六；67、电动闸阀七；7、旋风分离器；8、除尘器；9、原热风系统；91、电加热器；10、热一次风管道；11、尿素热解炉；12、常开热解炉出口管道；13、备用热解炉出口管道；141、风机一；142、风机二。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1对本发明提供的一种烟气直引脱硝尿素热解装置作具体阐述。

图1为本发明的一种烟气直引脱硝尿素热解装置的实施例一的结构示意图，在本实施例中，该烟气直引脱硝尿素热解装置主要包括锅炉1、低温过热器2、冷风电动蝶阀3、冷风管道4、烟气进口管道5、电动闸阀一61、电动闸阀二62、电动闸阀三63、电动闸阀四64、电动闸阀五65、电动闸阀六66、电动闸阀七67、旋风分离器7、除尘器8、原热风系统9、电加热器91、热一次风管道10、尿素热解炉11、常开热解炉出口管道12、备用热解炉出口管道13、风机一141、风机二142。

一种烟气直引脱硝尿素热解装置中，锅炉1的炉壁上开设有取烟口，取烟口位置的选取有特定要求，要求该位置处的高温烟气的温度不低于580℃，取烟口与烟气进口管道5的一端连通，高温烟气进入到烟气进口管道5。旋风分离器7设置在烟气进口管道5上，旋风分离器7用于对高温烟气中的粉尘进行分离。除尘器8设置在烟气进口管道5上，且除尘器8设置在旋风分离器7背离取烟口的一侧，除尘器8用于高温烟气中的粉尘进行吸附，能够提高粉尘脱除效率，从而降低进入后续工段的粉尘浓度。冷风管道4通过冷风电动蝶阀3与烟气进口管道5连通，且冷风管道4位于取烟口与旋风分离器7之间，若高温烟气的温度过高，可能通过开启冷风电动蝶阀3，将冷风管道4内的冷风通入烟气进口管道5内，对高温烟气进行降温。尿素热解炉11的入口与烟气进口管道5的另一端连通，高温烟气通过烟气进口管道5进入尿素热解炉11内作为热解的热源之一，尿素热解炉11的出口连通有若干热解炉出口管道，每一热解炉出口管道均设置有风机，尿素热解炉11内产生的氨气通过其中一热解炉出口管道输送至scr反应器。原热风系统9中的电加热器91通过热一次风管道与尿素热解炉11的入口连通，原热风系统9亦作为尿素热解炉11内的热解热源之一。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括低温过热器2，低温过热器2设置在锅炉1内的水平烟道区域，取烟口优选设置在低温过热器2后端的炉壁，该低温过热器2后端的烟气温度波动幅度稳定，且该区域高温烟气温度高于580℃。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，取烟口输出的高温烟气温度不低于580℃，烟气温度过高可以通过冷风管道4内的冷风进行温度调节。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括电动闸阀一61和电动闸阀二62，旋风分离器7靠近取烟口的一侧设置有电动闸阀一61，此外除尘器8背离旋风分离器7的一侧设置有电动闸阀二62，电动闸阀一61和电动闸阀二62的通断来控制锅炉1内的高温烟气进入尿素热解炉11内。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括电动闸阀三63，热一次风管道上还设置有电动闸阀三63，电动闸阀三63的通断来控制原热风系统9内的热风进入尿素热解炉11内。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，热解炉出口管道设置有两条，一条为常开热解炉出口管道12，另一条为备用热解炉出口管道13，其中一条热解炉出口管道开启时，另一条热解炉出口管道关闭。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，常开热解炉出口管道12上设置有风机一141，风机一141两侧的常开热解炉出口管道12上设置有电动闸阀四64和电动闸阀五65；备用热解炉出口管道13上设置有风机二142，风机二142两侧的备用热解炉出口管道13上设置有电动闸阀六66和电动闸阀七67，将风机141、风机142放置在温度较低的尿素热解炉11出口管道上而不选择放在温度高的烟气进口管道5上，这样可以避免风机141、风机142在高温高粉尘磨损的恶劣工况下长时间运行。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，风机一141和风机二142内的叶轮表面进行喷瓷处理。高温烟气虽经过旋风分离器7和除尘器8的双极除尘，但仍有小部分粉尘，特殊的喷瓷处理能提高叶轮表面的防磨性能，延长使用寿命。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，常开热解炉出口管道12和备用热解炉出口管道13背离尿素热解炉11的一端与scr反应器连通，尿素热解炉11内产生的氨气通至scr反应器内，用作对氮氧化物的还原。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

该烟气直引脱硝尿素热解装置的工作原理，该装置中具有两套独立的热源系统，锅炉高温烟气热源作为常用热源，而原热风系统作为备用热源，锅炉中的高温烟气先后经过旋风分离器以及除尘器，对高温烟气中的烟尘进行吸附，若高温烟气的温度过高可以通过冷风管道对温度进行调整，高温烟气作为热源进入尿素热解炉，尿素热解炉内有喷枪喷入的尿素溶液，高温烟气对尿素溶液进行热分解从而产生氨气，产生的氨气通过其中一热解炉出口管道进入scr反应器，从而对火力发电厂燃煤机组产生的烟气中含有大量的氮氧化物进行还原处理。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。