[实用新型]基于燃机余热锅炉的尿素热解制氨用高温空气加热系统

说明书

技术领域

本实用新型属于锅炉烟气脱硝领域，特别是一种基于燃机余热锅炉的尿素热解制氨用高温空气加热系统。

背景技术

为达到日趋严格的发电厂烟气氮氧化物排放标准，多种脱硝技术应运而生，其中选择性催化还原法（SCR，Selected Catalytic Reduction）因为脱硝效果好、技术成熟而被发电厂广泛采用。SCR脱硝用还原剂主要有液氨、氨水和尿素。但是液氨属于危险化学品，运输和储存不便，电厂用液氨时在审批、工期、占地等诸多方面受到越来越多的制约；与液氨类似，氨水在运输和储存方面存在安全问题，同时运行成本居高不下，其应用也受到限制；尿素具有与液氨相同的脱硝性能，是绿色肥料，完全没有危险和法规限制，可以方便的被运输、储存和使用。因此越来越多发电厂选用尿素作为SCR脱硝用还原剂。

尿素制氨工艺主要有热解工艺和水解工艺。由于高压、堵塞、腐蚀及系统复杂等问题长期得不到彻底解决，水解工艺方法很难被电厂所接受，正在逐渐退出市场。与此相比，热解工艺系统简单、投资成本低、运行稳定、维护量小，因此发展迅速，工程应用不断扩大。热解工艺需要热源对热解炉加热，使热解炉的温度达到尿素热解所需要的温度。对热解炉加热通常采用燃烧加热或电加热两种方法，将空气加热到一定的温度后送入热解炉，缺点是需要专门的加热装置并消耗能源，成本较高。为了节约能源，工程技术人员开发了利用烟气余热进行尿素热解的工艺，将锅炉烟道一定区域满足尿素热解温度要求的烟气引出后进入热解炉，利用烟气的温度使尿素热解。具体到燃机余热锅炉电站，尿素热解系统从余热锅炉入口将约600℃高温烟气引出，通过高温增压风机增压后（出口压力约6~8KPa）输送至尿素热解炉。由于热解炉的加热介质为高温烟气，通常会带来以下问题：

1)  高温增压风机轴承温度高。高温增压风机轴端密封不佳，高温烟气易泄漏，导致轴承温度高；

2)  高温增压风机轴承振动大。高温增压风机长期处于500℃以上高温环境中，极易发生转子及叶轮变形、转子与叶轮配合尺寸变大、动静部件碰摩、转子膨胀受阻等问题，致使轴承振动大；

3)  高温增压风机轴承进水。高温风机水冷室甩水，导致轴承进水；

4)  如果引入的烟气中飞灰较多，增压风机和热解炉容易发生积灰和堵塞，影响增压风机和热解炉的稳定运行。

以上问题影响了高温增压风机和热解炉的安全稳定运行，进而影响了SCR脱硝系统的长期稳定运行，不利于电厂排放控制，亟需改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供的一种基于燃机余热锅炉的尿素热解制氨用高温空气加热系统，解决因直接使用燃机余热锅炉高温烟气加热尿素热解炉带来的高温增压风机轴承温度高、轴承振动大、轴承进水和热解炉积灰堵塞等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的基于燃机余热锅炉的尿素热解制氨用高温空气加热系统，它包括常温增压风机、尿素溶液储罐、计量分配装置、热解炉和燃机余热锅炉，所述燃机余热锅炉内依次设有喷氨格栅、催化剂反应器和净烟气测量格栅，所述尿素溶液储罐通过计量分配装置连接至热解炉，热解炉的出口端与喷氨格栅相连通，所述燃机余热锅炉的高温烟气区域内安装有空气加热装置，空气加热装置的入口端与常温增压风机的出口端连通，空气加热装置的出口端与热解炉的入口端连通，常温增压风机的入口端连通有常温空气储罐。

常温空气经过常温增压风机增压后进入空气加热装置，在空气加热装置中与燃机余热锅炉内的高温烟气换热后升温至约550℃，然后直接进入热解炉中，在热解炉中对由喷枪喷入的尿素溶液进行热解，热解生成的氨气混合气送往安装于燃机余热锅炉内的喷氨格栅喷入烟道，在催化剂反应器中与烟气发生脱硝反应，还原烟气中的氮氧化物。

作为优选，所述空气加热装置为管式结构或板式结构。

作为优选，所述计量分配装置的出口端设有喷枪，喷枪设在热解炉内。

采用以上结构后，本实用新型的基于燃机余热锅炉的尿素热解制氨用高温空气加热系统与现有技术相比，具有以下优点：

1）增压风机工作可靠性高。由于进入常温增压风机的工质是干净的常温空气，风机的工作环境较好，不存在因高温和烟气含尘引起的轴承温度高、振动大、轴端密封差、粉尘堵塞和腐蚀等问题，减少维修工作量。

2）常温增压风机的造价比高温增压风机低，可降低整个工程的预算。

3）热解炉工作可靠性高。与直接利用热烟气热解尿素溶液相比，热解用的高温空气较洁净，不会发生积灰和堵塞。

附图说明