加壓后，利用液氨球罐I和液氨蒸發(fā)器3之間形成的壓力差，液氨通過液氨球罐底部出口管線3a直接進入液氨蒸發(fā)器3，通過液氨球罐底部出口管線3a上設(shè)計的流量調(diào)節(jié)閥控制液氨蒸發(fā)器的液位在900mm以內(nèi)。
[0034]液氨蒸發(fā)器采用水熱式換熱器，利用電廠汽輪機工藝循環(huán)水的回水作為加熱介質(zhì)對液氨進行加熱，液氨在液氨蒸發(fā)器3內(nèi)蒸發(fā)成氨氣，通過控制進入液氨蒸發(fā)器循環(huán)水回水的流量并利用液氨蒸發(fā)器出口管線3b上的調(diào)節(jié)閥及與之連通的氨氣緩沖罐出口管線4a上的調(diào)節(jié)閥來協(xié)調(diào)控制液氨蒸發(fā)的速度，控制液氨蒸發(fā)器內(nèi)液氨的蒸發(fā)壓力在0.42_0.6MPaο
[0035](3)氨氣緩沖罐穩(wěn)壓緩沖工藝:經(jīng)液氨蒸發(fā)器3蒸發(fā)后的氨氣通過液氨蒸發(fā)器出口管線3b進入氨氣緩沖罐4，氨氣在氨氣緩沖罐4中緩沖穩(wěn)壓后通過氨氣緩沖罐出口管線4a引出；利用氨氣緩沖罐出口管線4a上設(shè)計的調(diào)節(jié)閥及電氣儀表檢測控制系統(tǒng)實現(xiàn)對后續(xù)脫硫脫硝工藝所需氨氣流量、壓力的控制。
[0036]參照50MW帶抽汽汽輪發(fā)電機組配套蒸發(fā)量410噸/小時燃煤鍋爐設(shè)計的兩爐一塔氨法脫硫設(shè)計相關(guān)參數(shù)及主要工藝流程描述如下:
[0037]液氨加熱器液氨加壓工藝:液氨加熱器2采用一臺常規(guī)列管式液氨換熱器，為保證液氨球罐I內(nèi)的液氨即使冬季亦可不經(jīng)過加壓泵直接進入液氨蒸發(fā)器3，首先通過液氨球罐底部出口管線3a (管徑DN80)上引出一股液氨經(jīng)液氨加熱器入口管線2a (管徑DN15)進入液氨加熱器2，用熱電廠汽輪機抽汽工藝提供的IMPa左右的低壓蒸汽進行加熱，環(huán)境溫度下液氨球罐內(nèi)的液氨在液氨加熱器2內(nèi)與列管式液氨換熱器內(nèi)流經(jīng)加熱管的加熱蒸汽進行換熱后被加熱氣化，氨氣經(jīng)液氨加熱器出口管線2b (管徑DN50)返回到液氨球罐I頂部后氣相空間壓力逐步升高，液氨球罐I內(nèi)的液氨被加壓后，在壓差的驅(qū)動下直接進入液氨蒸發(fā)器3，從而不再運行液氨加壓泵。
[0038]液氨球罐I的壓力控制:在液氨加熱器2的加熱蒸汽管線2c上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，設(shè)計液氨球罐壓力控制回路，利用壓力變送器檢測液氨儲罐壓力，利用儀表控制系統(tǒng)進行控制運算后輸出至壓力調(diào)節(jié)閥，通過壓力調(diào)節(jié)閥開度來調(diào)節(jié)加熱蒸汽量，通過控制液氨加熱器2內(nèi)液氨的蒸發(fā)速度，從而控制球罐內(nèi)的壓力為0.7MPa。
[0039]液氨蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)工藝:液氨蒸發(fā)器3采用水熱式換熱器，液氨球罐I內(nèi)液氨通過液氨球罐底部出口管線3a進入液氨蒸發(fā)器3的底部入口進行蒸發(fā)。液氨蒸發(fā)器3引入電廠固有的汽輪發(fā)電機組工藝循環(huán)水回水作為加熱介質(zhì)。液氨蒸發(fā)器3選擇445m2換熱面積的固定管板式換熱器，液氨走設(shè)備殼程，循環(huán)水回水走內(nèi)設(shè)的加熱管路管程，循環(huán)水回水引入后經(jīng)蒸發(fā)器加熱進水管線3c (管徑DN350)進入液氨蒸發(fā)器3的加熱管程底部入口，從液氨蒸發(fā)器3的加熱管程頂部出口經(jīng)蒸發(fā)器加熱出水管線3d (管徑DN350)引出。
[0040]利用循環(huán)水回水大流量、溫度略高于環(huán)境溫度的特點對液氨進行加熱，雖然加熱溫度不高，但換熱流量面積大同樣能夠取得像蒸汽式液氨蒸發(fā)器一樣的加熱效果，且運行穩(wěn)定可靠。
[0041]如山東淄博地區(qū)，5(MW抽汽汽輪機組熱電廠夏天循環(huán)水回水溫度范圍35?45°C，循環(huán)水回水壓力0.05?0.06MPa ;液氨的蒸發(fā)壓力控制在0.6MPa，液氨側(cè)控制流量0.5?4噸/小時；所需加熱用循環(huán)水回水流量約116噸/小時。冬天循環(huán)水回水最低溫度12?17°C，換熱后的循環(huán)水回水出水溫度不低于4°C，防止溫度過低造成凍裂，循環(huán)水回水壓力0.05?0.06MPa ;液氨的蒸發(fā)壓力控制在0.45MPa,液氨側(cè)控制流量0.5?4噸/小時。循環(huán)水回水需流量約為410噸/小時，可滿足工藝要求。
[0042]液氨蒸發(fā)器3的加熱進水管線上還設(shè)置有旁路管線，在夏季可利用循環(huán)水回水旁路流量調(diào)節(jié)實際進入液氨蒸發(fā)器的加熱水量，控制液氨蒸發(fā)速度。
[0043]氨氣緩沖罐穩(wěn)壓緩沖工藝運行原理:經(jīng)液氨蒸發(fā)器3蒸發(fā)后的氨氣經(jīng)液氨蒸發(fā)器出口管線3b (管徑DN200)進入氨氣緩沖罐4，在此攜帶的液氨被分離，同時蒸發(fā)壓力得到控制。氨氣緩沖罐4緩沖時間3?5分鐘，壓力0.4?1.6MPa，冬季溫度為4°C，夏季最高為 45。。。
[0044]穩(wěn)壓后的氨氣通過氨氣緩沖罐出口管線4a上設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥控制，保證去后續(xù)工藝系統(tǒng)的氨氣流量。氨氣緩沖罐的氨氣出口管線上設(shè)計氨氣出口壓力控制回路，利用壓力變送器檢測氨氣緩沖罐中氨氣壓力，利用儀表控制系統(tǒng)進行控制運算后輸出至壓力調(diào)節(jié)閥，通過壓力調(diào)節(jié)閥開度進行壓力控制，該閥同時具有調(diào)節(jié)和聯(lián)鎖切斷功能。氨氣緩沖罐罐頂設(shè)壓力指示報警聯(lián)鎖儀表，當(dāng)緩沖罐中氨氣壓力低于0.4MPa時聯(lián)鎖關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥，使液氨蒸發(fā)器內(nèi)氨氣蒸發(fā)速度降低。當(dāng)緩沖罐中氨氣壓力增大至0.45MPa時，人工復(fù)位開啟壓力調(diào)節(jié)閥。運行中運行人員監(jiān)控氨氣緩沖罐4的液位，當(dāng)達到700_時，打開氨氣緩沖罐排液閥4b進行排放，排放完畢后關(guān)閉閥門。
[0045]氨氣緩沖罐4完成對氨氣進行氣液分離以及緩沖作用，保證供應(yīng)后續(xù)工藝系統(tǒng)的氨氣在所需流量范圍內(nèi)有一個穩(wěn)定的壓力。
[0046]本發(fā)明的液氨蒸發(fā)工藝及其裝置解決了蒸汽式液氨蒸發(fā)器運行調(diào)節(jié)線性差，控制氨氣壓力平穩(wěn)難度大，蒸發(fā)器疏水調(diào)節(jié)不當(dāng)，很容易造成蒸發(fā)器凍壞列管以及容易發(fā)生液氨泄漏污染環(huán)境事故，導(dǎo)致脫硫脫硝裝置因氨氣中斷供給，被迫停運停爐等系列問題，通過水熱式液氨蒸發(fā)器工藝解決了此項問題。循環(huán)水回水加熱式液氨蒸發(fā)器利用循環(huán)水回水溫度對液氨進行加熱溫差小，運行中不需要太多的調(diào)節(jié)，利用了循環(huán)水大流量來對液氨加熱，換熱器列管不容易凍裂，運行周期長且可靠經(jīng)濟，通過廢熱利用，節(jié)約了蒸汽熱能和電能，符合電廠在脫硫改造中充分利用現(xiàn)有工藝條件，減少動力消耗，以最大程度的降低投資和運行費用的設(shè)計方向，通過節(jié)能降耗，連續(xù)運行經(jīng)濟效益巨大，可廣泛應(yīng)用于電廠鍋爐煙氣氨法脫硫脫硝工藝中液氨儲存及蒸發(fā)供給系統(tǒng)的工藝設(shè)計及其它相關(guān)領(lǐng)域。
【主權(quán)項】
1.一種煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝，其特征在于，包括如下順序的工藝步驟: (O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)；液氨在液氨蒸發(fā)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)，對液氨球罐進行加壓，使液氨球罐達到并保持設(shè)計壓力； (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，液氨通過液氨球罐底部出口管線直接進入液氨蒸發(fā)器，液氨蒸發(fā)器采用水熱式換熱器，利用電廠循環(huán)水回水作為加熱介質(zhì)對液氨進行加熱，液氨在液氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)成氨氣； (3)氨氣緩沖罐穩(wěn)壓緩沖工藝:經(jīng)液氨蒸發(fā)器蒸發(fā)后的氨氣通過液氨蒸發(fā)器出口管線進入氨氣緩沖罐，氨氣在氨氣緩沖罐中緩沖穩(wěn)壓后通過氨氣緩沖罐出口管線引出至后續(xù)工藝系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)工藝，其特征在于，所述的液氨加熱器液氨加壓工藝通過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，來控制液氨球罐內(nèi)的壓力。
3.實現(xiàn)權(quán)利要求1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(1)，其特征在于:還包括液氨加熱器(2)、液氨蒸發(fā)器(3)和氨氣緩沖罐(4);所述液氨球罐(I)通過液氨球罐底部出口管線(3a)上引出的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；所述液氨球罐(I)通過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)的上部出口通過液氨蒸發(fā)器出口管線(3b)與氨氣緩沖罐(4)的中部進口連接；氨氣緩沖罐(4)的上部出口通過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)的底部通過氨氣緩沖罐排液閥(4b)與液氨蒸發(fā)器(3)頂部連接；所述液氨加熱器(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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)裝置，其特征在于:所述的液氨蒸發(fā)器(3)采用固定管板式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣脫硫系統(tǒng)液氨蒸發(fā)裝置，其特征在于:所述的液氨加熱器(2)采用列管式換熱器。
【專利摘要】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。本發(fā)明所述的工藝包括液氨加熱器液氨加壓工藝、液氨蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)工藝和氨氣緩沖罐穩(wěn)壓緩沖工藝，該工藝通過一套液氨蒸發(fā)裝置實現(xiàn)，所述的裝置包括通過工藝管線相互連接的液氨球罐、液氨加熱器、液氨蒸發(fā)器和氨氣緩沖罐。本發(fā)明利用了循環(huán)水大流量來對液氨加熱，實現(xiàn)了廢熱利用，運行周期長且經(jīng)濟可靠，可應(yīng)用于電廠鍋爐煙氣氨法脫硫脫硝工藝中液氨儲存及蒸發(fā)供給系統(tǒng)的工藝設(shè)計。
【IPC分類】B01D1-00, B01D53-76, F17C7-04, B01D53-60
【公開號】CN104548626
【申請?zhí)枴緾N201310482129
【發(fā)明人】孫玉忠, 劉俊忠
【申請人】中國石油化工股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月15日