一种scr锅炉烟气脱硝工艺系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，包括位于锅炉外的还原剂制备系统、尿素溶液供给装置和尿素溶液计量装置，以及与所述尿素溶液计量装置相连接并位于锅炉内的尿素溶液喷射装置，其中，所述尿素溶液喷射装置位于烟气温度大于320℃的烟道内，且所述尿素溶液喷射装置设置于所述锅炉的SCR反应器的上游；所述还原剂制备系统还通过尿素溶液回路与连接所述尿素溶液供给装置和所述尿素溶液计量装置的管路相连接。所述尿素溶液喷射装置设置于烟气温度大于320℃的烟道内，喷射器的温度工作环境大幅度改善，对喷射器的材质要求不高，喷射器内部不需要设置冷却系统，简化了喷射器的型式，降低了喷射器的投资费用。
【专利说明】—种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锅炉烟气脱硝系统，具体涉及一种采用SCR工艺的锅炉烟气脱硝工艺系统，属于烟气脱硝领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，氮氧化物(NOx)污染物的排放量迅速增加，严重污染了生态环境，已成为制约经济发展的重要因素之一，其中燃煤锅炉因其排放量大且相对集中、较其他分散源容易控制，成为控制氮氧化物(NOx)的首选目标。
[0003]选择性催化还原法(SCR)脱硝技术以其脱除效率高，还原剂用量少，适应当前环保要求而得到脱销行业高度重视和广泛的应用。选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂和氧气存在的条件下，在较低的温度范围(300-420°C)内，还原剂有选择性地将烟气中的氮氧化物(NOx)还原生成生氮气(N2)和水(H2O)来减少氮氧化物(NOx)排放的技术。由于液氨或氨水在运输和储存过程中存在安全隐患，在实际工艺中难以直接使用氨，越来越多的电站锅炉开始倾向于利用尿素通过热解制氨工艺来获取SCR需要的氨气。
[0004]中国专利文献CN202061539U公开了一种锅炉烟气脱硝系统，其包括位于锅炉外的氨基物质溶液制备系统，与所述氨基物质溶液制备系统连接的位于锅炉外的氨基物质溶液供给及控制装置，以及位于锅炉转向室内的氨基物质喷射器组，所述氨基物质溶液供给及控制装置之间通过氨基物质溶液输送管道连接，所述氨基物质溶液喷射器组布置在烟气温度为300-700°C的锅炉转向室内，从上述氨基物质溶液喷射器组喷出的氨基物质液滴与高温烟气混合，被加热并分解成氨气，从而与烟气中氮氧化物发生反应。该锅炉烟气脱硝系统中，氨基物质溶液喷射器布置在温度较高的锅炉转向室内^0(TC左右)，喷射器长时间在高温条件下工作会发生蠕变现象，造成喷射器的严重变形，从而影响喷射效果，并且在进行检修时喷射器由于变形而无法拔出，而如果为了减少变形量，需要对喷射器进行冷却，则喷射器内部必需设置配套的冷却系统，这无疑增加了喷射器的投资费用。
实用新型内容
[0005]为解决现有技术中氨基物质溶液喷射器设置于锅炉转向室内时，喷射器长时间在高温条件下工作会发生蠕变现象，造成喷射器变形较大影响喷射效果等问题，进而提供了一种采用SCR工艺的锅炉烟气脱硝系统。
[0006]为此，本实用新型采取的技术方案为，
[0007]一种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，包括位于锅炉外的通过管路顺次连接的还原剂制备系统、尿素溶液供给装置和尿素溶液计量装置，以及与所述尿素溶液计量装置相连接并位于锅炉内的尿素溶液喷射装置，其中，所述尿素溶液喷射装置位于烟气温度大于320°C的烟道内，且所述尿素溶液喷射装置设置于所述锅炉的SCR反应器的上游；所述还原剂制备系统还通过尿素溶液回路与连接所述尿素溶液供给装置和所述尿素溶液计量装置的管路相连接；其中，所述尿素溶液供给装置为循环供液装置，其循环的尿素溶液的量为所述尿素溶液喷射装置喷入所述烟道内的尿素溶液的量的4-6倍。
[0008]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，在锅炉外部，所述尿素溶液计量装置还连接有压缩空气系统，用以将由所述尿素溶液计量装置输送入尿素溶液喷射装置中的尿素溶液雾化成直径小于500mm的液滴。
[0009]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，
[0010]所述尿素溶液喷射装置包括喷枪和设置在喷枪上的喷嘴；
[0011]所述喷枪包括用以运输尿素溶液的液相主管和套设在所述液相主管外围的用以运输压缩空气的气相主管，所述液相主管上设置有液相开孔，所述气相主管上设置有气相开孔，所述液相开孔和所述气相开孔同心设置形成同心喷嘴开孔；所述同心喷嘴开孔上连接有喷嘴。上述SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述气相主管为不锈钢硬管；
[0012]所述液相主管由间隔设置的若干不锈钢硬管和若干不锈钢软管组成从而实现了液相主管的软连接。
[0013]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述喷嘴包括与所述喷枪相连接的连接部，和与所述连接部一体设置的穹形喷头，所述穹形喷头上设置有喷孔。
[0014]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述穹形喷头的外表面上，设置有径向延伸的凹槽，所述喷孔设置在所述凹槽的底部。
[0015]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述尿素溶液喷射装置垂直于所述烟道的中心线。
[0016]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，沿锅炉烟气的流动方向，所述尿素溶液喷射装置上游设置有锅炉炉膛、过热器、锅炉转向室、锅炉省煤器；
[0017]所述尿素溶液喷射装置下游的烟道上依次设置有氨气/烟气混合器、烟气导流板、整流格栅和SCR反应器。
[0018]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述尿素溶液喷射装置距离所述氨气/烟气混合器的沿程距离不小于2m。
[0019]上述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述导流板为圆盘状，并与烟气流动的方向形成一锐角。
[0020]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0021](I)本实用新型的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述尿素溶液喷射装置设置于烟气温度大于320°C的烟道内，因为烟气经过锅炉省煤器的换热后烟气温度降低，与喷射器布置在锅炉转向室相比，喷射器的温度工作环境大幅度改善，对喷射器的材质要求不高，喷射器内部不需要设置冷却系统，简化了喷射器的型式，降低了喷射器的投资费用。
[0022](2)由于喷枪的气相主管与高温烟气相连接，其受热膨胀变化较大，而内部液相主管的变化较小，容易造成气相主管与液相主管变形量的不一致，所述液相主管由间隔设置的若干不锈钢硬管和若干不锈钢软管组成从而实现了液相主管的软连接，可以弥补因温差造成的两主管的变形量差异，避免液相开孔与气相开孔因位移产生的尿素溶液雾化不均匀，或喷嘴偏离喷嘴开孔而造成喷嘴损坏，延长喷枪的使用寿命。
[0023](3)所述尿素溶液供给装置为循环供液装置，其循环的尿素溶液的量为所述尿素溶液喷射装置喷入所述烟道内的尿素溶液的量的4-6倍。所述还原剂制备系统储存有大量的尿素溶液，并为尿素溶液供给装置提供必需的循环液体，由于循环的尿素溶液的量为所述尿素溶液喷射装置喷入所述烟道内的尿素溶液的量的4-6倍，从而保证了尿素溶液进入所述尿素溶液计量装置的压力稳定，剩余的尿素溶液由尿素溶液回路返回所述还原剂制备系统，为管路提供足够的热量，避免管道内尿素溶液量减少后，由于尿素溶液散热出现的结晶现象。
[0024](4)本实用新型的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述尿素溶液喷射装置垂直于锅炉烟道中心线方向布置，所受烟气温度场较均匀，有助于氨基物质的分解。
[0025](5)本实用新型的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，所述尿素溶液喷射装置在锅炉烟道内，烟道内无其他换热管壁，不存在爆管问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0027]图1为本实用新型其中一种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统的结构示意图。
[0028]图2为本实用新型的一种喷嘴结构示意图；
[0029]图3为图2中的喷嘴的侧视图；
[0030]图4为本实用新型的另一种喷嘴结构示意图。
[0031]其中，附图标记表示为，
[0032]1-还原剂制备系统,2-尿素溶液供给装置,3-尿素溶液计量装置,4-尿素溶液喷射装置，5-烟道，6-氨气/烟气混合器，7-烟气导流板，8-整流格栅，9-SCR反应器，10-锅炉炉膛，11-过热器，12-锅炉转向室，13-锅炉省煤器。
【具体实施方式】
[0033]如图1所示为本实用新型一种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，包括位于锅炉外的通过管路顺次连接的还原剂制备系统1、尿素溶液供给装置2和尿素溶液计量装置3，以及与所述尿素溶液计量装置3相连接并位于锅炉内的尿素溶液喷射装置4，其中，所述尿素溶液喷射装置4位于烟气温度大于320°C的烟道5内，且所述尿素溶液喷射装置4设置于所述锅炉的SCR反应器的上游；所述还原剂制备系统I还通过尿素溶液回路与连接所述尿素溶液供给装置2和所述尿素溶液计量装置3的管路相连接，其中，所述尿素溶液供给装置2为循环供液装置，其循环的尿素溶液的量为所述尿素溶液喷射装置4喷入所述烟道内的尿素溶液的量的4-6倍。
[0034]本系统中当SCR反应器上游烟道内烟气温度低于320°C时，停止尿素溶液喷射装置4的尿素溶液喷射；当烟道内烟气温度不低于320°C时，所述溶液喷射装置4持续向烟道内喷入雾化的尿素溶液。
[0035]在上述实施方式的基础上，在锅炉外部，所述尿素溶液计量装置3还连接有压缩空气系统，用以将由所述尿素溶液计量装置3输送入尿素溶液喷射装置4中的尿素溶液雾化成直径小于500mm的液滴。
[0036]在上述实施方式的基础上，所述尿素溶液喷射装置4包括喷枪和设置在喷枪上的喷嘴；所述喷枪包括用以运输尿素溶液的液相主管和套设在所述液相主管外围的用以运输压缩空气的气相主管，所述液相主管上设置有液相开孔，所述气相主管上设置有气相开孔，所述液相开孔和所述气相开孔同心设置形成同心喷嘴开孔；所述同心喷嘴开孔上连接有喷嘴。在上述实施方式的基础上，所述气相主管为不锈钢硬管；所述液相主管由间隔设置的若干不锈钢硬管和若干不锈钢软管组成。
[0037]在上述实施方式的基础上，所述喷嘴包括与所述喷枪相连接的连接部，与所述连接部一体设置的穹形喷头，所述穹形喷头上设置有喷孔(如图2和3所示)。
[0038]作为进一步优选的实施方式，如图4所示，所述穹形喷头的外表面上，设置有径向延伸的凹槽，所述喷孔设置在所述凹槽的底部。
[0039]在上述实施方式的基础上，所述尿素溶液喷射装置4垂直于所述烟道5的中心线。
[0040]在上述实施方式的基础上，沿锅炉烟气的流动方向，所述尿素溶液喷射装置4上游设置有锅炉炉膛10、过热器11、锅炉转向室12和锅炉省煤器13 ;所述尿素溶液喷射装置4下游的烟道上依次设置有氨气/烟气混合器6、烟气导流板7、整流格栅8和SCR反应器9。
[0041]在上述实施方式的基础上，所述尿素溶液喷射装置4距离所述氨气/烟气混合器6的沿程距离不小于2m。
[0042]在上述实施方式的基础上，所述导流板7为圆盘状，并与烟气流动的方向形成一锐角。
[0043]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，包括位于锅炉外的通过管路顺次连接的还原剂制备系统(I)、尿素溶液供给装置(2)和尿素溶液计量装置(3)，以及与所述尿素溶液计量装置(3)相连接并位于锅炉内的尿素溶液喷射装置(4)，其特征在于， 所述尿素溶液喷射装置(4)位于烟气温度大于320°C的烟道(5)内，且所述尿素溶液喷射装置(4)设置于所述锅炉的SCR反应器的上游； 所述还原剂制备系统(I)还通过尿素溶液回路与连接所述尿素溶液供给装置(2)和所述尿素溶液计量装置(3)的管路相连接；其中，所述尿素溶液供给装置(2)为循环供液装置，其循环的尿素溶液的量为所述尿素溶液喷射装置(4)喷入所述烟道内的尿素溶液的量的4-6倍。
2.根据权利要求1所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，在锅炉外部，所述尿素溶液计量装置(3)还连接有压缩空气系统，用以将由所述尿素溶液计量装置(3)输送入尿素溶液喷射装置(4)中的尿素溶液雾化成直径小于500mm的液滴。
3.根据权利要求2所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于， 所述尿素溶液喷射装置(4)包括喷枪和设置在喷枪上的喷嘴； 所述喷枪包括用以运输尿素溶液的液相主管和套设在所述液相主管外围的用以运输压缩空气的气相主管，所述液相主管上设置有液相开孔，所述气相主管上设置有气相开孔，所述液相开孔和所述气相开孔同心设置形成同心喷嘴开孔； 所述同心喷嘴开孔上连接有喷嘴。
4.根据权利要求3所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于， 所述气相主管为不锈钢硬管； 所述液相主管由间隔设置的若干不锈钢硬管和若干不锈钢软管组成。
5.根据权利要求3或4所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，所述喷嘴包括与所述喷枪相连接的连接部，和与所述连接部一体设置的穹形喷头，所述穹形喷头上设置有喷孔。
6.根据权利要求5所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，所述穹形喷头的外表面上，设置有径向延伸的凹槽，所述喷孔设置在所述凹槽的底部。
7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，所述尿素溶液喷射装置(4)垂直于所述烟道(5)的中心线。
8.根据权利要求7所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，沿锅炉烟气的流动方向，所述尿素溶液喷射装置(4)上游设置有锅炉炉膛(10)、过热器(11)、锅炉转向室(12)和锅炉省煤器(13)； 所述尿素溶液喷射装置(4)下游的烟道上依次设置有氨气/烟气混合器(6)、烟气导流板(7)、整流格栅⑶和SCR反应器(9)。
9.根据权利要求8所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，所述尿素溶液喷射装置(4)距离所述氨气/烟气混合器(6)的沿程距离不小于2m。
10.根据权利要求9所述的SCR锅炉烟气脱硝工艺系统，其特征在于，所述导流板(7)为圆盘状，并与烟气流动的方向形成一锐角。
【文档编号】B01D53/90GK203971757SQ201420416418
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】李海英, 毕浩生 申请人:北京洛卡环保技术有限公司