一種scr鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，包括位于鍋爐外的還原劑制備系統(tǒng)、尿素溶液供給裝置和尿素溶液計(jì)量裝置，以及與所述尿素溶液計(jì)量裝置相連接并位于鍋爐內(nèi)的尿素溶液噴射裝置，其中，所述尿素溶液噴射裝置位于煙氣溫度大于320℃的煙道內(nèi)，且所述尿素溶液噴射裝置設(shè)置于所述鍋爐的SCR反應(yīng)器的上游；所述還原劑制備系統(tǒng)還通過尿素溶液回路與連接所述尿素溶液供給裝置和所述尿素溶液計(jì)量裝置的管路相連接。所述尿素溶液噴射裝置設(shè)置于煙氣溫度大于320℃的煙道內(nèi)，噴射器的溫度工作環(huán)境大幅度改善，對(duì)噴射器的材質(zhì)要求不高，噴射器內(nèi)部不需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了噴射器的型式，降低了噴射器的投資費(fèi)用。
【專利說明】—種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，具體涉及一種采用SCR工藝的鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，屬于煙氣脫硝領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，氮氧化物(NOx)污染物的排放量迅速增加，嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境，已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一，其中燃煤鍋爐因其排放量大且相對(duì)集中、較其他分散源容易控制，成為控制氮氧化物(NOx)的首選目標(biāo)。
[0003]選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術(shù)以其脫除效率高，還原劑用量少，適應(yīng)當(dāng)前環(huán)保要求而得到脫銷行業(yè)高度重視和廣泛的應(yīng)用。選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術(shù)是指在催化劑和氧氣存在的條件下，在較低的溫度范圍(300-420°C)內(nèi)，還原劑有選擇性地將煙氣中的氮氧化物(NOx)還原生成生氮?dú)?N2)和水(H2O)來減少氮氧化物(NOx)排放的技術(shù)。由于液氨或氨水在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中存在安全隱患，在實(shí)際工藝中難以直接使用氨，越來越多的電站鍋爐開始傾向于利用尿素通過熱解制氨工藝來獲取SCR需要的氨氣。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN202061539U公開了一種鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)，其包括位于鍋爐外的氨基物質(zhì)溶液制備系統(tǒng)，與所述氨基物質(zhì)溶液制備系統(tǒng)連接的位于鍋爐外的氨基物質(zhì)溶液供給及控制裝置，以及位于鍋爐轉(zhuǎn)向室內(nèi)的氨基物質(zhì)噴射器組，所述氨基物質(zhì)溶液供給及控制裝置之間通過氨基物質(zhì)溶液輸送管道連接，所述氨基物質(zhì)溶液噴射器組布置在煙氣溫度為300-700°C的鍋爐轉(zhuǎn)向室內(nèi)，從上述氨基物質(zhì)溶液噴射器組噴出的氨基物質(zhì)液滴與高溫?zé)煔饣旌?，被加熱并分解成氨氣，從而與煙氣中氮氧化物發(fā)生反應(yīng)。該鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)中，氨基物質(zhì)溶液噴射器布置在溫度較高的鍋爐轉(zhuǎn)向室內(nèi)^0(TC左右)，噴射器長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下工作會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象，造成噴射器的嚴(yán)重變形，從而影響噴射效果，并且在進(jìn)行檢修時(shí)噴射器由于變形而無法拔出，而如果為了減少變形量，需要對(duì)噴射器進(jìn)行冷卻，則噴射器內(nèi)部必需設(shè)置配套的冷卻系統(tǒng)，這無疑增加了噴射器的投資費(fèi)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中氨基物質(zhì)溶液噴射器設(shè)置于鍋爐轉(zhuǎn)向室內(nèi)時(shí)，噴射器長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下工作會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象，造成噴射器變形較大影響噴射效果等問題，進(jìn)而提供了一種采用SCR工藝的鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)。
[0006]為此，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為，
[0007]一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，包括位于鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑制備系統(tǒng)、尿素溶液供給裝置和尿素溶液計(jì)量裝置，以及與所述尿素溶液計(jì)量裝置相連接并位于鍋爐內(nèi)的尿素溶液噴射裝置，其中，所述尿素溶液噴射裝置位于煙氣溫度大于320°C的煙道內(nèi)，且所述尿素溶液噴射裝置設(shè)置于所述鍋爐的SCR反應(yīng)器的上游；所述還原劑制備系統(tǒng)還通過尿素溶液回路與連接所述尿素溶液供給裝置和所述尿素溶液計(jì)量裝置的管路相連接；其中，所述尿素溶液供給裝置為循環(huán)供液裝置，其循環(huán)的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內(nèi)的尿素溶液的量的4-6倍。
[0008]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，在鍋爐外部，所述尿素溶液計(jì)量裝置還連接有壓縮空氣系統(tǒng)，用以將由所述尿素溶液計(jì)量裝置輸送入尿素溶液噴射裝置中的尿素溶液霧化成直徑小于500mm的液滴。
[0009]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，
[0010]所述尿素溶液噴射裝置包括噴槍和設(shè)置在噴槍上的噴嘴；
[0011]所述噴槍包括用以運(yùn)輸尿素溶液的液相主管和套設(shè)在所述液相主管外圍的用以運(yùn)輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設(shè)置有液相開孔，所述氣相主管上設(shè)置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設(shè)置形成同心噴嘴開孔；所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。上述SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述氣相主管為不銹鋼硬管；
[0012]所述液相主管由間隔設(shè)置的若干不銹鋼硬管和若干不銹鋼軟管組成從而實(shí)現(xiàn)了液相主管的軟連接。
[0013]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，和與所述連接部一體設(shè)置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設(shè)置有噴孔。
[0014]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述穹形噴頭的外表面上，設(shè)置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設(shè)置在所述凹槽的底部。
[0015]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述尿素溶液噴射裝置垂直于所述煙道的中心線。
[0016]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，沿鍋爐煙氣的流動(dòng)方向，所述尿素溶液噴射裝置上游設(shè)置有鍋爐爐膛、過熱器、鍋爐轉(zhuǎn)向室、鍋爐省煤器；
[0017]所述尿素溶液噴射裝置下游的煙道上依次設(shè)置有氨氣/煙氣混合器、煙氣導(dǎo)流板、整流格柵和SCR反應(yīng)器。
[0018]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述尿素溶液噴射裝置距離所述氨氣/煙氣混合器的沿程距離不小于2m。
[0019]上述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述導(dǎo)流板為圓盤狀，并與煙氣流動(dòng)的方向形成一銳角。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021](I)本實(shí)用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述尿素溶液噴射裝置設(shè)置于煙氣溫度大于320°C的煙道內(nèi)，因?yàn)闊煔饨?jīng)過鍋爐省煤器的換熱后煙氣溫度降低，與噴射器布置在鍋爐轉(zhuǎn)向室相比，噴射器的溫度工作環(huán)境大幅度改善，對(duì)噴射器的材質(zhì)要求不高，噴射器內(nèi)部不需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了噴射器的型式，降低了噴射器的投資費(fèi)用。
[0022](2)由于噴槍的氣相主管與高溫?zé)煔庀噙B接，其受熱膨脹變化較大，而內(nèi)部液相主管的變化較小，容易造成氣相主管與液相主管變形量的不一致，所述液相主管由間隔設(shè)置的若干不銹鋼硬管和若干不銹鋼軟管組成從而實(shí)現(xiàn)了液相主管的軟連接，可以彌補(bǔ)因溫差造成的兩主管的變形量差異，避免液相開孔與氣相開孔因位移產(chǎn)生的尿素溶液霧化不均勻，或噴嘴偏離噴嘴開孔而造成噴嘴損壞，延長(zhǎng)噴槍的使用壽命。
[0023](3)所述尿素溶液供給裝置為循環(huán)供液裝置，其循環(huán)的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內(nèi)的尿素溶液的量的4-6倍。所述還原劑制備系統(tǒng)儲(chǔ)存有大量的尿素溶液，并為尿素溶液供給裝置提供必需的循環(huán)液體，由于循環(huán)的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置噴入所述煙道內(nèi)的尿素溶液的量的4-6倍，從而保證了尿素溶液進(jìn)入所述尿素溶液計(jì)量裝置的壓力穩(wěn)定，剩余的尿素溶液由尿素溶液回路返回所述還原劑制備系統(tǒng)，為管路提供足夠的熱量，避免管道內(nèi)尿素溶液量減少后，由于尿素溶液散熱出現(xiàn)的結(jié)晶現(xiàn)象。
[0024](4)本實(shí)用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述尿素溶液噴射裝置垂直于鍋爐煙道中心線方向布置，所受煙氣溫度場(chǎng)較均勻，有助于氨基物質(zhì)的分解。
[0025](5)本實(shí)用新型的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，所述尿素溶液噴射裝置在鍋爐煙道內(nèi)，煙道內(nèi)無其他換熱管壁，不存在爆管問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0027]圖1為本實(shí)用新型其中一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為本實(shí)用新型的一種噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為圖2中的噴嘴的側(cè)視圖；
[0030]圖4為本實(shí)用新型的另一種噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中，附圖標(biāo)記表示為，
[0032]1-還原劑制備系統(tǒng),2-尿素溶液供給裝置,3-尿素溶液計(jì)量裝置,4-尿素溶液噴射裝置，5-煙道，6-氨氣/煙氣混合器，7-煙氣導(dǎo)流板，8-整流格柵，9-SCR反應(yīng)器，10-鍋爐爐膛，11-過熱器，12-鍋爐轉(zhuǎn)向室，13-鍋爐省煤器。

【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1所示為本實(shí)用新型一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，包括位于鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑制備系統(tǒng)1、尿素溶液供給裝置2和尿素溶液計(jì)量裝置3，以及與所述尿素溶液計(jì)量裝置3相連接并位于鍋爐內(nèi)的尿素溶液噴射裝置4，其中，所述尿素溶液噴射裝置4位于煙氣溫度大于320°C的煙道5內(nèi)，且所述尿素溶液噴射裝置4設(shè)置于所述鍋爐的SCR反應(yīng)器的上游；所述還原劑制備系統(tǒng)I還通過尿素溶液回路與連接所述尿素溶液供給裝置2和所述尿素溶液計(jì)量裝置3的管路相連接，其中，所述尿素溶液供給裝置2為循環(huán)供液裝置，其循環(huán)的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置4噴入所述煙道內(nèi)的尿素溶液的量的4-6倍。
[0034]本系統(tǒng)中當(dāng)SCR反應(yīng)器上游煙道內(nèi)煙氣溫度低于320°C時(shí)，停止尿素溶液噴射裝置4的尿素溶液噴射；當(dāng)煙道內(nèi)煙氣溫度不低于320°C時(shí)，所述溶液噴射裝置4持續(xù)向煙道內(nèi)噴入霧化的尿素溶液。
[0035]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，在鍋爐外部，所述尿素溶液計(jì)量裝置3還連接有壓縮空氣系統(tǒng)，用以將由所述尿素溶液計(jì)量裝置3輸送入尿素溶液噴射裝置4中的尿素溶液霧化成直徑小于500mm的液滴。
[0036]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述尿素溶液噴射裝置4包括噴槍和設(shè)置在噴槍上的噴嘴；所述噴槍包括用以運(yùn)輸尿素溶液的液相主管和套設(shè)在所述液相主管外圍的用以運(yùn)輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設(shè)置有液相開孔，所述氣相主管上設(shè)置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設(shè)置形成同心噴嘴開孔；所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述氣相主管為不銹鋼硬管；所述液相主管由間隔設(shè)置的若干不銹鋼硬管和若干不銹鋼軟管組成。
[0037]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，與所述連接部一體設(shè)置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設(shè)置有噴孔(如圖2和3所示)。
[0038]作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖4所示，所述穹形噴頭的外表面上，設(shè)置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設(shè)置在所述凹槽的底部。
[0039]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述尿素溶液噴射裝置4垂直于所述煙道5的中心線。
[0040]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，沿鍋爐煙氣的流動(dòng)方向，所述尿素溶液噴射裝置4上游設(shè)置有鍋爐爐膛10、過熱器11、鍋爐轉(zhuǎn)向室12和鍋爐省煤器13 ;所述尿素溶液噴射裝置4下游的煙道上依次設(shè)置有氨氣/煙氣混合器6、煙氣導(dǎo)流板7、整流格柵8和SCR反應(yīng)器9。
[0041]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述尿素溶液噴射裝置4距離所述氨氣/煙氣混合器6的沿程距離不小于2m。
[0042]在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)流板7為圓盤狀，并與煙氣流動(dòng)的方向形成一銳角。
[0043]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，包括位于鍋爐外的通過管路順次連接的還原劑制備系統(tǒng)(I)、尿素溶液供給裝置(2)和尿素溶液計(jì)量裝置(3)，以及與所述尿素溶液計(jì)量裝置(3)相連接并位于鍋爐內(nèi)的尿素溶液噴射裝置(4)，其特征在于， 所述尿素溶液噴射裝置(4)位于煙氣溫度大于320°C的煙道(5)內(nèi)，且所述尿素溶液噴射裝置(4)設(shè)置于所述鍋爐的SCR反應(yīng)器的上游； 所述還原劑制備系統(tǒng)(I)還通過尿素溶液回路與連接所述尿素溶液供給裝置(2)和所述尿素溶液計(jì)量裝置(3)的管路相連接；其中，所述尿素溶液供給裝置(2)為循環(huán)供液裝置，其循環(huán)的尿素溶液的量為所述尿素溶液噴射裝置(4)噴入所述煙道內(nèi)的尿素溶液的量的4-6倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，在鍋爐外部，所述尿素溶液計(jì)量裝置(3)還連接有壓縮空氣系統(tǒng)，用以將由所述尿素溶液計(jì)量裝置(3)輸送入尿素溶液噴射裝置(4)中的尿素溶液霧化成直徑小于500mm的液滴。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于， 所述尿素溶液噴射裝置(4)包括噴槍和設(shè)置在噴槍上的噴嘴； 所述噴槍包括用以運(yùn)輸尿素溶液的液相主管和套設(shè)在所述液相主管外圍的用以運(yùn)輸壓縮空氣的氣相主管，所述液相主管上設(shè)置有液相開孔，所述氣相主管上設(shè)置有氣相開孔，所述液相開孔和所述氣相開孔同心設(shè)置形成同心噴嘴開孔； 所述同心噴嘴開孔上連接有噴嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于， 所述氣相主管為不銹鋼硬管； 所述液相主管由間隔設(shè)置的若干不銹鋼硬管和若干不銹鋼軟管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴包括與所述噴槍相連接的連接部，和與所述連接部一體設(shè)置的穹形噴頭，所述穹形噴頭上設(shè)置有噴孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述穹形噴頭的外表面上，設(shè)置有徑向延伸的凹槽，所述噴孔設(shè)置在所述凹槽的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或6所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述尿素溶液噴射裝置(4)垂直于所述煙道(5)的中心線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，沿鍋爐煙氣的流動(dòng)方向，所述尿素溶液噴射裝置(4)上游設(shè)置有鍋爐爐膛(10)、過熱器(11)、鍋爐轉(zhuǎn)向室(12)和鍋爐省煤器(13)； 所述尿素溶液噴射裝置(4)下游的煙道上依次設(shè)置有氨氣/煙氣混合器(6)、煙氣導(dǎo)流板(7)、整流格柵⑶和SCR反應(yīng)器(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述尿素溶液噴射裝置(4)距離所述氨氣/煙氣混合器(6)的沿程距離不小于2m。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的SCR鍋爐煙氣脫硝工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流板(7)為圓盤狀，并與煙氣流動(dòng)的方向形成一銳角。
【文檔編號(hào)】B01D53/90GK203971757SQ201420416418
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】李海英, 畢浩生 申請(qǐng)人:北京洛卡環(huán)保技術(shù)有限公司