煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種氨法煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著可持續(xù)發(fā)展成為國(guó)家的重大決策，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益嚴(yán)格和鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，火電鍋爐新建、改建煙氣處理脫硫、脫硝裝置，實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放成為必然的選擇。
[0003]由于煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的投資和其后的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用較高，因此如何優(yōu)化脫硫脫硝工藝，充分利用電廠已有工藝條件，減少動(dòng)力消耗，以最大程度的降低投資和運(yùn)行費(fèi)用就成為一個(gè)新的研究課題。
[0004]氨法脫硫脫硝技術(shù)屬于濕法脫硫脫硝技術(shù)，為火電廠鍋爐煙氣排放環(huán)保處理最先進(jìn)的控制技術(shù)之一，是控制煙氣中SO2等硫氧化物及氮氧化物NOx排放的重要技術(shù)手段。氨法脫硫脫硝技術(shù)的基本原理是采用氨作為吸收劑，與進(jìn)入脫硫脫硝系統(tǒng)反應(yīng)吸收塔的煙氣接觸混合，氨與煙氣中的SO2及氮氧化物NOx進(jìn)行反應(yīng)，按照煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙氣中的SO2及氮氧化物NOx進(jìn)行脫除后，實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣的達(dá)標(biāo)排放。
[0005]氨法脫硫工藝的吸收劑主要為液氨(氨氣)，因此液氨儲(chǔ)存及蒸發(fā)供給系統(tǒng)是氨法脫硫脫硝技術(shù)的重要工藝系統(tǒng)。
[0006]已公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)的液氨儲(chǔ)存及蒸發(fā)供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是:液氨槽罐車(chē)運(yùn)送來(lái)的液氨經(jīng)氨接卸泵輸送至液氨球罐中儲(chǔ)存，工藝設(shè)計(jì)利用液氨加壓泵將液氨球罐中儲(chǔ)存的液氨通過(guò)液氨管線輸送至液氨蒸發(fā)器，液氨蒸發(fā)器采用蒸汽換熱器，利用蒸汽對(duì)液氨進(jìn)行加熱蒸發(fā)成氨氣后通過(guò)氨氣管道送入后續(xù)工藝系統(tǒng)的脫硫脫硝反應(yīng)吸收塔作為吸收劑進(jìn)行脫硫脫硝反應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)的液氨蒸發(fā)工藝存在的主要問(wèn)題是:
[0007]1.來(lái)自液氨儲(chǔ)存球罐的液氨經(jīng)液氨管線利用液氨泵加壓打入液氨蒸發(fā)器，通常采用兩臺(tái)液氨泵一運(yùn)一備運(yùn)行方式，由于液氨的物理特性容易發(fā)生泵汽蝕現(xiàn)象，運(yùn)行故障率聞。
[0008]2.現(xiàn)有技術(shù)的液氨蒸發(fā)器采用低壓蒸汽作為換熱介質(zhì)，利用蒸汽直接對(duì)液氨進(jìn)行加熱，該液氨加熱方式存在問(wèn)題是:蒸汽式液氨蒸發(fā)器運(yùn)行調(diào)節(jié)線性差，控制氨氣壓力平穩(wěn)難度大，液氨蒸發(fā)器液位控制難度大，蒸發(fā)器疏水調(diào)節(jié)不當(dāng)，很容易造成蒸發(fā)器凍壞列管的問(wèn)題，發(fā)生液氨泄漏污染環(huán)境事故。
[0009]3.液氨蒸發(fā)器出口的氨氣直接進(jìn)入脫硫塔，中間無(wú)緩沖環(huán)節(jié)，該結(jié)構(gòu)運(yùn)行方式下液氨蒸發(fā)器出口氨氣壓力不穩(wěn)，不能穩(wěn)定供應(yīng)去吸收塔的氨氣流量以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液氨蒸發(fā)器的液氨蒸發(fā)速度，當(dāng)供熱不足時(shí)易引起換熱管凍裂設(shè)備事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種設(shè)備故障率低，工藝運(yùn)行效果好，能耗成本低、運(yùn)行穩(wěn)定的煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝及其裝置。
[0011]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0012]所述的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝，包括如下順序的工藝步驟:
[0013](I)液氨加熱器液氨加壓工藝:從液氨球罐底部出口管線上引出一股液氨經(jīng)液氨加熱器入口管線進(jìn)入液氨加熱器，液氨加熱器采用蒸汽式換熱器，用低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)對(duì)液氨進(jìn)行加熱；液氨在液氨加熱器內(nèi)蒸發(fā)成氨氣后經(jīng)液氨加熱器出口管線返回液氨球罐上部氣相區(qū)，對(duì)液氨球罐進(jìn)行加壓，使液氨球罐達(dá)到并保持設(shè)計(jì)壓力；
[0014](2)液氨蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)工藝:利用液氨球罐和液氨蒸發(fā)器之間的壓差，液氨通過(guò)液氨球罐底部出口管線直接進(jìn)入液氨蒸發(fā)器，液氨蒸發(fā)器采用水熱式換熱器，利用電廠循環(huán)水的回水作為加熱介質(zhì)對(duì)液氨進(jìn)行加熱，液氨在液氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)成氨氣；
[0015](3)氨氣緩沖罐穩(wěn)壓緩沖工藝:經(jīng)液氨蒸發(fā)器蒸發(fā)后的氨氣通過(guò)液氨蒸發(fā)器出口管線進(jìn)入氨氣緩沖罐，氨氣在氨氣緩沖罐中緩沖穩(wěn)壓后通過(guò)氨氣緩沖罐出口管線引出至后續(xù)工藝系統(tǒng)。
[0016]優(yōu)選地，所述的液氨加熱器液氨加壓工藝通過(guò)控制液氨加熱器的加熱蒸汽流量以調(diào)節(jié)液氨加熱器內(nèi)液氨蒸發(fā)速度，來(lái)控制液氨球罐內(nèi)的壓力。
[0017]實(shí)現(xiàn)所述液氨蒸發(fā)工藝的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)裝置，包括液氨球罐，還包括液氨加熱器、液氨蒸發(fā)器和氨氣緩沖罐；所述液氨球罐通過(guò)液氨球罐底部出口管線上引出的液氨加熱器入口管線與液氨加熱器的底部入口連接，液氨加熱器的上部出口通過(guò)液氨加熱器出口管線與液氨球罐的上部氣相區(qū)連接；所述液氨球罐通過(guò)液氨球罐底部出口管線與液氨蒸發(fā)器的底部入口連接，液氨蒸發(fā)器的上部出口通過(guò)液氨蒸發(fā)器出口管線與氨氣緩沖罐的中部進(jìn)口連接；氨氣緩沖罐的上部出口通過(guò)氨氣緩沖罐出口管線與后續(xù)工藝系統(tǒng)連接，氨氣緩沖罐的底部通過(guò)氨氣緩沖罐排液閥與液氨蒸發(fā)器頂部連接；所述液氨加熱器的加熱管程頂部入口與加熱器加熱蒸汽管線連接，液氨加熱器的加熱管程底部出口與加熱器疏水管線連接；所述液氨蒸發(fā)器的加熱管程底部入口與蒸發(fā)器加熱進(jìn)水管線連接，液氨蒸發(fā)器的加熱管程頂部出口與蒸發(fā)器加熱出水管線連接。
[0018]優(yōu)選地，所述的液氨蒸發(fā)器采用固定管板式換熱器，所述的液氨加熱器采用列管式換熱器。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
[0020]1、液氨蒸發(fā)器利用電廠工藝流程中的汽輪機(jī)工藝循環(huán)水作為加熱介質(zhì)，利用循環(huán)水回水大流量、溫度略高于環(huán)境溫度的特點(diǎn)對(duì)液氨進(jìn)行加熱工作，雖然加熱溫度相對(duì)不高，但控制換熱流量、增大換熱面積同樣能夠取得象使用蒸汽式液氨蒸發(fā)器一樣的加熱效果，但設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，水熱式液氨蒸發(fā)器運(yùn)行調(diào)節(jié)線性好，氨氣壓力平穩(wěn)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽加熱蒸發(fā)器疏水調(diào)節(jié)不當(dāng)，很容易造成蒸發(fā)器凍壞列管的問(wèn)題，防止發(fā)生液氨泄漏污染環(huán)境事故。
[0021]2、由于液氨蒸發(fā)器采用固定管板式換熱器，所以換熱面積大、液氨蒸發(fā)成氨氣效果好；由于加熱介質(zhì)循環(huán)水大流量、溫度不高的特點(diǎn)，所以換熱器不容易凍裂，運(yùn)行平穩(wěn)且可靠經(jīng)濟(jì)，節(jié)約大量蒸汽熱能、電能。
[0022]3、創(chuàng)新使用液氨球罐加壓技術(shù)，用液氨加熱器替代液氨加壓泵。液氨加熱器用低壓蒸汽進(jìn)行加熱，液氨蒸發(fā)成氨氣后返回球罐氣相區(qū)，使液氨球罐底部出口壓力升高，液氨通過(guò)壓差作用，直接進(jìn)入液氨蒸發(fā)器，避免了氨加壓泵容易發(fā)生的汽蝕現(xiàn)象，設(shè)備故障率低，運(yùn)行平穩(wěn)且周期長(zhǎng)。
[0023]4、液氨蒸發(fā)器出口設(shè)計(jì)氨氣緩沖罐，氨氣經(jīng)過(guò)中間緩沖后再進(jìn)入脫硫塔，該結(jié)構(gòu)運(yùn)行方式下液氨蒸發(fā)器出口氨氣壓力平穩(wěn)，能夠穩(wěn)定供應(yīng)去后續(xù)工藝系統(tǒng)的氨氣流量，保證后續(xù)裝置的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝的工藝流程圖。
[0026]圖中:1、液氨球罐，2、液氨加熱器，3、液氨蒸發(fā)器，4、氨氣緩沖罐；2a液氨加熱器入口管線，2b液氨加熱器出口管線，2c加熱器加熱蒸汽管線，2d加熱器疏水管線，3a液氨球罐底部出口管線，3b液氨蒸發(fā)器出口管線，3c蒸發(fā)器加熱進(jìn)水管線，3d蒸發(fā)器加熱出水管線，4a氨氣緩沖罐出口管線，4b氨氣緩沖罐排液閥。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0028]參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)裝置，包括液氨球罐1、液氨加熱器2、液氨蒸發(fā)器3和氨氣緩沖罐4 ;其中液氨球罐I通過(guò)液氨球罐底部出口管線3a上引出的分支管線液氨加熱器入口管線2a與液氨加熱器2的底部入口連接，液氨加熱器2的上部出口通過(guò)液氨加熱器出口管線2b與液氨球罐I的上部氣相區(qū)連接；同時(shí)，液氨球罐I還通過(guò)液氨球罐底部出口管線3a與液氨蒸發(fā)器3的底部入口連接，液氨蒸發(fā)器3的上部出口通過(guò)液氨蒸發(fā)器出口管線3b與氨氣緩沖罐4的中部進(jìn)口連接；氨氣緩沖罐4的上部出口通過(guò)氨氣緩沖罐出口管線4a與后續(xù)工藝系統(tǒng)連接，氨氣緩沖罐4的底部通過(guò)氨氣緩沖罐排液閥4b與液氨蒸發(fā)器3頂部連接；進(jìn)一步地，液氨加熱器2的加熱管程頂部入口與加熱器加熱蒸汽管線2c連接，液氨加熱器2的加熱管程底部出口與加熱器疏水管線2d連接；所述液氨蒸發(fā)器3的加熱管程底部入口與蒸發(fā)器加熱進(jìn)水管線3c連接，液氨蒸發(fā)器3的加熱管程頂部出口與蒸發(fā)器加熱出水管線3d連接；所述的液氨加熱器2采用列管式換熱器豎向布置，所述液氨蒸發(fā)器3采用固定管板式換熱器臥式布置，所述氨氣緩沖罐4采用常規(guī)氨罐豎向布置。
[0029]本說(shuō)明書(shū)及附圖中所述管線根據(jù)工藝控制需要均設(shè)計(jì)包含有相應(yīng)的流體管、閥門(mén)等附屬機(jī)械設(shè)備以及電氣、儀表等配套檢測(cè)、控制設(shè)備，均采用現(xiàn)有電儀自控技術(shù)常規(guī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，不再詳述。
[0030]參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝的主要工藝流程描述如下:
[0031](I)液氨加熱器液氨加壓工藝:液氨球罐內(nèi)徑12米，液氨液位上限9米。從液氨球罐I底部的液氨球罐底部出口管線3a上引出一股液氨經(jīng)液氨加熱器入口管線2a進(jìn)入液氨加熱器2，液氨加熱器2采用蒸汽式換熱器，用IMPa壓力的低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)對(duì)液氨進(jìn)行加熱；液氨在液氨加熱器2內(nèi)蒸發(fā)成氨氣后經(jīng)液氨加熱器出口管線2b返回液氨球罐I上部氣相區(qū)，對(duì)球罐進(jìn)行加壓，使液氨球罐I頂部氣相空間壓力逐步升高，從而提高液氨球罐I的底部出口壓力；
[0032]利用液氨加熱器的加熱蒸汽管線2c上設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)閥及電氣儀表檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱蒸汽流量的控制以調(diào)節(jié)液氨加熱器2內(nèi)液氨的蒸發(fā)速度，保持液氨球罐I內(nèi)液氨壓力達(dá)到0.7MPa的設(shè)計(jì)壓力；
[0033](2)液氨蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)工藝:通過(guò)液氨加熱器2對(duì)液氨球罐I內(nèi)液氨進(jìn)行