[发明专利]一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于锅炉烟气SCR脱硝用还原剂的制备技术领域，具体涉及一种用于制备氨还原剂氨水制氨的装置。

背景技术

近年来，随着我国国民经济建设步伐的加快，全国用电负荷急剧上升，新建扩建燃煤电站在全国全面铺开。燃煤电厂的建设导致NO_x污染物排放量呈逐年递增的趋势，排放量已严重超过国家环保标准，由此带来的环境污染严重损害了人类健康和可持续发展。

SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）技术是目前脱硝效率最高、最为成熟、且应用最多的一种烟气脱硝技术。还原剂的选择与应用技术是SCR工程应用的关键环节。现在国内普遍应用较多的还原剂为液氨和尿素。通常的观念认为液氨的投资和经济性方面具有优势，但是在安全性方面，尤其是在城市中应用会受到很大的障碍；而尿素因为其流程中不存在压力容器，而被重视安全的客户奉为首选。这些观念使得对安全性有特殊要求的业主，不得不接受尿素系统高昂的初始投资费用和高的运营成本费用。事实上，氨水作为还原剂在中国台湾和欧洲有很多的应用。这些成功的应用使得对于安全性和经济性均有考量的客户有了更多的合适选择。

对氨水SCR技术的主要误区认为，氨水含有较大比例的水，因此在蒸发过程中需要消耗较多的能量。通过技术创新，氨水制氨过程的能耗要小于相应的尿素制氨过程，和液氨相当。物料平衡的计算表明，一定比例的热风温度只要250℃，即可完成氨水溶液的蒸发过程。这个过程的能量消耗远小于尿素制氨。 实践表明：氨水因为不需要热解炉等分解设备，具有比尿素更好的安全特性，同时因为其气化过程为单纯的物理变化，不需要消耗化学分解过程所需要的能量。设计合理的氨水气化过程，为即追求安全性又需要兼顾投资和运营成本的客户提供全新的解决思路和解决方案，在运营成本方面具有先天的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种能耗低、操作简单、安全的用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应装置，包括稀释风机、加热器、气气换热器、氨水蒸发器和氨喷射格栅，稀释风机安装在加热器的底部进风管上，加热器的顶部出风管接至气气换热器的入气管上，气气换热器的管束布置于脱硝反应器内，气气换热器的出气管再接至氨水蒸发器的底部，氨水蒸发器的侧边接有氨水管，氨水蒸发器的顶部通过管道接至氨喷射格栅的侧边入口，氨喷射格栅的底部出口接至脱硝反应器的顶部，氨喷射格栅的顶部出口接至锅炉烟气排放管。

所述稀释风机由两台并联组成。

所述加热器为电加热器。

所述加热器为蒸汽加热器，加热器的上方接设高温蒸汽管而下方接设余热蒸汽管。

所述气气换热器的入气管位于出气管的上方。

所述脱硝反应器的底部接至清洁烟气排放管。

所述氨水蒸发器侧边接的氨水管由两条并联组成。

所述氨水蒸发器中氨水气化池设计为竖孔式。

所述氨水蒸发器侧边的氨水管接至单独的氨水存储罐，氨水管上安装计量泵。

一种用于SCR脱硝的氨水制氨还原剂供应方法，由稀释风机提供足够将气化后的氨气稀释到体积百分浓度5%以下混合气体的风量，该风量经过加热器被加热到120oC以上，即作为气化氨水的稀释气源；120oC的稀释气源输送至位于脱硝反应器内的气气换热器管束中，在脱硝反应器内加热3-5min达到足够气化氨水溶液的温度250oC，作为蒸发氨水的汽化气；250oC汽化气在氨水蒸发器中将质量百分浓度20-30%氨水溶液原料气化为体积百分浓度5%氨和空气的混合气体；混合气体经过氨喷射格栅得到用于SCR脱硝的氨还原剂。

采用上述方案后，本发明的优点在于：

（1）稀释气源的换热直接在SCR脱硝反应器中进行，避免在烟气管道上另设换热器，从而防止热量的流失；

（2）稀释气源在进入换热器前已经为120℃，避免为了充分换热而使SCR脱硝温度过低，降低脱硝效率；

进一步，本发明还具有以下如点：

（3）设置氨水计量泵，可以精确地计算SCR脱硝的氨氮比，避免氨逃逸的出现；

（4）氨水气化池设计为竖孔式，可以使氨水更易充分受热挥发。

总之，本发明能耗低，操作简单、安全。

附图说明

图1为本发明装置的整体装配示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明方法的工艺流程图。