一种适用于SNCR工艺的氨水循环利用工艺的制作方法

一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺
技术领域
1.本发明属于烟气治理技术领域，具体地，涉及一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺。


背景技术：

2.sncr工艺(选择性非催化还原)是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的温度窗口内喷入还原剂(主要为液氨、氨水或尿素)将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
3.sncr工艺比较适宜的反应温度区域为800-1000℃，即脱硝反应效率较高的温度区间，其中氨水利用率较高的温度区间为800-870℃，即便是位于800-870℃的温度区间，sncr工艺依旧存在氨水利用率低(一般在30％-70％之间)的问题，氨水利用率低会导致氨逃逸高的问题，根据国家新的标准规定，sncr工艺脱硝氨逃逸标准为8mg/m3(10ppm)，逃逸氨的回收及综合利用具有重要的环境效益和一定的经济价值。
4.现有技术中关于提高sncr工艺的氨水利用效率的研究多集中在改进氨水或氨气喷射技术(包括喷射口位置和喷射口数量等)、控制反应温度等方面，亟须对sncr工艺进行工艺的改进以提高氨水的利用效率。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺，氨水从氨水储罐中经氨水泵输送至窑炉内，在窑炉内参与脱硝反应，未完全反应的氨气与窑炉烟气混合形成高温混烟，高温混烟输送至余热回收段，余热回收段将高温混烟的多余热量吸收后得混烟，混烟输送至氨气吸收段，氨气吸收段吸收混烟中的氨气得含氨水和废气，废气经烟囱排出；
8.所述含氨水输送至氨水浓缩段，氨水浓缩段去除含氨水中多余水分后得粗氨水，粗氨水输送至氨水过滤段，氨水过滤段将粗氨水纯化后得浓氨水，将浓氨水输送至氨气储槽，完成氨水的循环利用，sncr工艺的氨水浓度一般在20-35％，浓度过高会发生爆炸的危险，浓度过低浪费氨水泵的电能消耗。
9.进一步地，所述余热回收段包括余热锅炉，余热锅炉配置有省煤器。sncr工艺的反应温度在800-1000℃，形成的高温混烟温度一般为550-650℃，通过设置余热回收段，将能量吸收转化，既有助于降低高温混烟的温度有助于后续工序的安全运行，又节约了能量，选用余热锅炉配置省煤器的装置作为余热回收主体，余热锅炉是一种将各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。省煤器的换热效率很高，有助于进一步吸收高温混烟的余热。
10.进一步地，所述氨气吸收段包括若干组吸收塔，吸收塔包括塔体，塔体的一侧开设有液体出口，塔体位于液体出口的上方开设有气体入口，塔体的另一侧开设有液体入口，塔
体的上方开设有气体出口；
11.若干组所述吸收塔依次连通，前端的吸收塔的气体出口与后端的吸收塔的气体入口相连通；前端的吸收塔的液体入口与后端的吸收塔的液体出口相连通。吸收塔通过利用氨水极易溶于水的物理性能，通过设置水和混烟对流的形式，强化吸收塔的吸收效率，其中吸收塔的组数可以叠加，根据不同窑炉的烟气量和单组吸收塔的吸收系数调整吸收塔的数量。
12.进一步地，所述塔体的一侧开设有循环机构，循环机构包括循环泵和喷淋管，喷淋管固定安装在塔体内部的上端，循环泵的输入端与塔体底部的一侧连通，循环泵的输出端与喷淋管的进水端连通。吸收塔设置有循环机构，提高了吸收塔的氨气吸收效率，进而提高氨水循环利用效率。
13.进一步地，所述液体入口距离地面的垂直高度大于气体入口距离地面的垂直高度。液体入口距离地面的垂直高度大于气体入口距离地面的垂直高度有助于提高吸收塔的氨气吸收效率。进而提高氨水循环利用效率。
14.进一步地，所述氨水浓缩段包括浓缩器和蒸发器，所述蒸发器的一侧开设有进水口，蒸发器的顶部开设有蒸汽出口，蒸发器的底部开设有出水口，所述浓缩器的一侧开设有进料口，进料口与蒸汽出口连通，浓缩器的另一侧开设有补水口，浓缩器的底部开设有出料口，粗氨水经出料口输送至氨水过滤段。氨水浓缩段通过蒸发器将氨气从含氨水中蒸发出来进入浓缩器，浓缩器通过循环用少量的工业水吸收氨气，通过不断的循环吸收提高粗氨水的浓度，当达到要求浓度后实现含氨水的浓缩。
15.进一步地，所述氨水过滤段包括nh346型氨水过滤器。粗氨水需要经过过滤处理实现粗氨水的除杂。
16.本发明的有益效果：
17.本发明在窑炉的高温烟气出口按工艺顺序设置了余热回收段、氨气吸收段、氨水浓缩段和氨水过滤段，其中，余热回收段用于吸收高温烟气的余热，通过设置余热锅炉和省煤器，将高温混烟转化为混烟，通过工业水吸收余热转化为高温的水蒸气用于厂区运转；其中，氨气吸收段用工业水逆流循环吸收混烟中的氨气，利用氨气极易溶于水的特性，将混烟中的氨气转化为含氨水，其中吸收塔可以根据不同窑炉的不同烟气量调整吸收塔的组数，保证氨气的吸收效率的同时也降低了废气中的氨气量，国标对于氨逃逸有规定，通过设置氨气吸收段能降低氨逃逸的值，有助于保护大气环境；其中，设置氨水浓缩段，通过设置蒸发器和浓缩器，将含氨水浓缩为粗氨水；最后，设置的氨水过滤段，将粗氨水提纯为浓氨水，含氨水经过吸收塔和管道的过程中，可能夹带有大颗粒杂质，大颗粒杂质进入氨水储槽与氨水储罐的内壁发生摩擦会造成事故隐患，设置氨水过滤段既有助于提高粗氨水的纯度，有助于提高氨水循环利用效率，同时有助于提升整体工艺的安全性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺的工艺流程图；
20.图2为本发明氨气吸收段的吸收塔的结构示意图；
21.图3为本发明氨气吸收段的工艺流程图；
22.图4为本发明氨水浓缩段的工艺流程图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1、吸收塔；11、塔体；12、气体入口；13、气体出口；14、液体入口；15、液体出口；16、循环机构；161、循环泵；162、喷淋管；2、蒸发器；21、进水口；22、出水口；23、蒸汽出口；3、浓缩器；31、进料口；32、出料口；33、补水口。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-4所示，本发明为一种适用于sncr工艺的氨水循环利用工艺，包括氨水储槽、窑炉、余热回收段、氨气吸收段、烟囱、氨水浓缩段和氨水过滤段。
27.首先，氨水储槽内储存有氨水，氨水用作sncr工艺的还原剂，氨水储槽的输出端侧设置有氨水泵，氨水泵的输入端与氨水储槽的输出端连通，氨水泵的输出端连通有喷氨格栅，喷氨格栅设置在窑炉内，通过氨水泵将氨水打入窑炉内，通过喷氨格栅将氨水均匀地喷射在脱硝反应区域，选用sncr工艺脱硝的窑炉一般是高温窑炉，窑炉的脱硝区域的温度一般为800-1000℃，本厂的窑炉温度为850℃左右，窑炉温度不固定，随着投量变化而变化，氨水进入窑炉后迅速气化形成氨气，氨气与窑炉内的烟气中的氮氧化物反应生成氮气和水，未参与反应的氨气和烟气混合形成高温混烟，高温混烟的温度大致为550-650℃。
28.本发明首先在窑炉烟气出口段设置余热回收段，余热回收段包括余热锅炉，余热锅炉包括省煤器，通过设置余热锅炉将高温混烟的热量转化为水蒸气的热量，水蒸气用于厂区内其他区域加热的热源，经过余热回收段处理后的高温混烟转化为混烟，混烟的温度为150-180℃，混烟中包括了未反应的氨气。
29.本发明在余热回收段后设置有氨气吸收段，氨气吸收段包括吸收塔1，吸收塔1可以设置多组，根据每个厂区的窑炉烟气量的大小调整吸收塔1的数量，请参阅图3所示，本厂的氨气吸收段包括三组吸收塔1，首先，吸收塔1包括塔体11，塔体11的一侧开设有液体出口15，塔体11位于液体出口15的上方开设有气体入口12，塔体11的另一侧开设有液体入口14，塔体11的上方开设有气体出口13，液体入口14距离地面的垂直高度大于气体入口12距离地面的垂直高度。液体入口14距离地面的垂直高度大于气体入口12距离地面的垂直高度有助于提高吸收塔1的氨气吸收效率，最后，塔体11的一侧开设有循环机构16，循环机构16包括循环泵161和喷淋管162，喷淋管162固定安装在塔体11内部的上端，循环泵161的输入端与塔体11底部的一侧连通，循环泵161的输出端与喷淋管162的进水端连通，吸收塔1设置有循环机构16，提高了吸收塔1的氨气吸收效率；
30.本厂内设置的三组吸收塔1中相邻的吸收塔1相连通，依混烟的流经顺序将相邻的吸收塔1设为首组吸收塔1、中组吸收塔1和尾组吸收塔1，其中，首组吸收塔1的气体出口13
与中组吸收塔1的气体入口12相连通，中组吸收塔1的气体出口13与尾组吸收塔1的气体入口12相连通，且混烟的流通方向为从首组吸收塔1到尾组吸收塔1，混烟从首组吸收塔1的气体入口12进入，从尾组吸收塔1的气体出口13排出形成废气，废气再经过烟囱排出；然后，首组吸收塔1的液体入口14与中组吸收塔1的液体出口15相连通，中组吸收塔1的液体入口14与尾组吸收塔1的液体出口15相连通，液体的流通方向为从尾组吸收塔1到首组吸收塔1，尾组的吸收塔1的液体入口14连通有工业水管，工业水从尾组吸收塔1的液体入口14进入，吸收塔1通过利用氨水极易溶于水的物理性能，通过设置水和混烟对流的形式，强化吸收塔1的吸收效率，设置多段吸收塔1有助于提高氨气吸收效率，进而提高氨水循环利用效率。
31.经过氨气吸收段后形成含氨水，含氨水的温度为30-35℃，含氨水的氨浓度为2-5％，浓度过低，需要经过浓缩后才能有效利用，所以接下来含氨水需要进入氨水浓缩段进行浓缩处理，氨水浓缩段包括浓缩器3和蒸发器2，蒸发器2的一侧开设有进水口21，蒸发器2的顶部开设有蒸汽出口23，蒸发器2的底部开设有出水口22；浓缩器3的一侧开设有进料口31，进料口31与蒸汽出口23连通，浓缩器3的另一侧开设有补水口33，补水口33连通有厂区工艺水管，通过工业水进行补水，浓缩器3的底部开设有出料口32，当含氨水浓缩至所需浓度后形成粗氨水，粗氨水输送至氨水过滤段。氨水过滤段包括nh346型氨水过滤器，nh346型氨水过滤器可以过滤掉粗氨水中的大颗粒杂质，粗氨水经过氨水过滤段的处理后形成浓氨水，浓氨水输送至氨水储槽后即完成sncr工艺的氨水循环利用工作。
32.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。