[发明专利]基于尿素溶液的SCR烟气脱硝工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于烟气氮氧化物减排(脱硝)技术领域，涉及一种基于尿素溶液的SCR烟气脱硝工艺及装置。

背景技术

烟气选择性催化还原(SCR)脱硝工艺是目前烟气脱硝的主要技术。SCR工艺是在催化剂作用下，氨基还原剂与烟气中的NO发生选择性还原反应，使之生成N₂和水，从而消除污染。为保证混合和反应效果，要求氨基还原剂采用喷氨格栅以气态形式均匀喷入烟道内，故其还原剂一般采用易于蒸发的液氨。但液氨属危险化学品，其运输、贮存均有严格的限制，给初期建设和运行管理均带来较多的不便，增加建设投资和运行费用，并且给电厂和周边区域带来安全隐患和环境污染风险。

现有技术中，如果使用尿素作还原剂，则需先将尿素热解，使变为气态氨分子再喷入烟道。美国FUEL TECH有一套尿素热解制氨工艺专利技术，其主要技术方案为：在特别设计的热解室内，利用天然气或燃油将室外空气加热后热解尿素溶液制成气态氨。该技术的缺点是采用天然气或燃油作为热源，运行费用高。中国专利文献中，“直喷尿素法SCR烟气脱硝工艺及装置”(专利申请号：201010582020.6)是将固态尿素粉末直接喷入烟道内，利用烟气温度将尿素热解成气态氨，烟温偏低，热解效果不很理想；“一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统”(专利申请号：201010252649.4)是对美国FUEL TECH套尿素热解制氨工艺专利技术的改良，将自然风利用高温烟气加热制成热解风，该方案同样也采用美国FUEL TECH的专利中所提到的热解室进行尿素溶液热解，同样具有热解室结构复杂，投资大的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于尿素溶液的SCR烟气脱硝工艺及装置，该基于尿素溶液的SCR烟气脱硝工艺及装置安全性高，且结构简单，易于实施。

发明的技术解决方案如下：

一种基于尿素溶液的SCR烟气脱硝工艺，从炉外或锅炉的二次风道内抽取热解风，该热解风经第一风机加压后再经设于锅炉炉膛或尾部烟道内的热解风加热器被加热到350～700℃，加热后的热解风再与新风混合进入热解反应风道中；

质量浓度为30％-50％的尿素溶液经雾化喷枪喷入热解反应风道中，雾化后的尿素溶液在热解反应风道中热解为气态氨；气态氨从热解反应风道输出后经喷氨格栅喷入锅炉烟气中，参与设置在锅炉尾部烟道内的SCR催化反应器中的选择性催化还原反应。

从喷氨格栅喷入锅炉烟气中的气态氨在锅炉尾部烟道内依次经混合器、导流板和整流器后进入SCR反应器中参与选择性催化还原反应。

锅炉预热器后的热空气在锅炉内通过热解风加热器被加热到350～700℃，满足尿素热解所需的空气温度和风量，达到喷射入热解反应风道内尿素溶液的完全分解。

经过锅炉内的热解风加热器的空气管道上设有新风调温风机和阀门，以控制混合后的热空气温度和风量。

尿素溶液由溶液贮罐经加压泵加压后再经溶液计量分配装置后进入雾化喷枪。

所述的雾化喷枪为多组。

从炉外或锅炉的二次风道内抽取热解风，该热解风经第一风机加压后进入锅炉内的热解风加热器，加压风机的压力范围为6000-10000Pa【满足热解空气的管道阻力损失后的氨喷射格栅的压力要求】。

一种基于尿素溶液的SCR烟气脱硝装置，包括热解反应风道、第一风机、第二风机、热解风加热器、溶液贮罐、加压泵、雾化喷枪以及设置在锅炉尾部烟道内的喷氨格栅和SCR催化反应器；

热解风加热器设置在于锅炉炉膛或尾部烟道内；

第一风机的出风口接热解风加热器的入口，热解风加热器的出口接热解反应风道的进风口；第一风机的进风口经风阀接锅炉的二次风道或经风阀接炉外空气；

第二风机的入口接炉外空气，第二风机的出口经风阀与热解反应风道的进风口相连；

溶液贮罐中的尿素溶液经加压泵和溶液管道输出到雾化喷枪的溶液入口；雾化喷枪的喷嘴伸入到热解反应风道中；

热解反应风道的气态氨出口接喷氨格栅。

在溶液管道上设有计量分配装置。

热解反应风道上设有一段喷枪固定管，喷枪固定管的入口处设有用于安装雾化喷枪的喷枪固定法兰。

本发明的技术构思如下：