一種全自動調(diào)節(jié)的sncr脫硝裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種煙氣脫硝裝置，尤其涉及一種基于原有SNCR脫硝技術基礎進一步優(yōu)化的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。一種全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑（尿素溶液）制備與儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計量稀釋模塊、基于CFD模擬計算設置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于：顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲存模塊，尿素儲罐與噴射模塊之間設有輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊，經(jīng)計量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進行噴射，所述儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。本發(fā)明在傳統(tǒng)SNCR法的基礎上，優(yōu)化工藝流程，精確控制后端氨氮反應區(qū)域，同時通過多級布置噴槍，完全依據(jù)鍋爐實際運行情況實現(xiàn)全自動投運。
【專利說明】—種全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種煙氣脫硝裝置，尤其涉及一種基于原有SNCR脫硝技術基礎進一步優(yōu)化的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。
【背景技術】
[0002]選擇性非催化還原(SNCR)技術是目前主要的脫硝技術之一，在爐膛850~1050°C狹窄的溫度范圍內(nèi)，在不采用催化劑的情況下，在爐膛內(nèi)煙氣適宜處均勻噴入氨或尿素等氨基還原劑，還原劑在爐中迅速分解，與煙氣中的NOx反應生產(chǎn)N2和H2O,而基本不與煙氣中的氧氣發(fā)生作用的技術。尿素、NH3均可作為還原劑。
[0003]SNCR工藝的主要化學反應如下:
(1)氨水為還原劑:4N0+4NH3+02— 4N2+6H20
(2)尿素為還原劑:C0(NH2)2— 2NH2+C0 NH2+N0x — N2+H20
C0+N0x — N2+H20
2N0+C0 (NH2) 2+1/202 — 2N2+2H20+ CO2
當溫度過高超過反應 區(qū)域溫度時，NH3就會被氧化成N0X，反應式為:
NH3+02 — N0x+H20
傳統(tǒng)的SNCR技術由于鍋爐空間有限，容易存在氨分布不均的問題，一般每支噴射器都由尿素溶液流量調(diào)節(jié)閥來控制噴射器的流量，但是當實際運行工況與調(diào)試工況出現(xiàn)不一致的情況時，這種相對固定的流量控制方式會造成SNCR裝置區(qū)域內(nèi)的尿素溶液與NOx反應不一致，無法達到理想的脫硝效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是為了解決以上【背景技術】所述不足，提供一種建立在傳統(tǒng)SNCR脫硝基礎上進一步優(yōu)化的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn):
本發(fā)明所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑(尿素)制備與儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計量稀釋模塊、基于CFD模擬計算設置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于:顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲存模塊，尿素儲罐與噴射模塊之間設有輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊，經(jīng)計量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進行噴射，所述儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。
[0006]更進一步的，所述的制備與儲存模塊包括尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道、尿素儲存罐，所述去鹽水管道與尿素配制罐連通，所述的尿素配制罐頂部設有攪拌器、加熱裝置、溫度指示、液位指示，經(jīng)尿素溶液輸送泵將尿素配制罐內(nèi)尿素溶液輸送至儲存罐內(nèi)進行儲存，所述尿素配制罐底部設有連接到廢液坑的管道，所述的尿素溶液儲罐與尿素配制罐均連接有所述去鹽水管道，其內(nèi)部設有加熱裝置，側(cè)部設有溫度表，液位計，底部及側(cè)部均設有連接至廢液坑的管道，側(cè)部連接在線計量稀釋模塊，頂部設有在線計量稀釋模塊回流管道。
[0007]更進一步的，所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道合并成一個稀尿素溶液輸送管道，所述的去鹽水管道上設有抽水泵、阻尼器、液壓表，所述的尿素溶液輸送管道上依次設有尿素計量泵、阻尼器、液壓表，所有的并聯(lián)的尿素溶液輸送管道上在尿素計量泵后連接回液管道，所述回液管道上設有動力轉(zhuǎn)向閥。所述的稀尿素溶液管道上設有混合器、壓力表。
[0008]更進一步的，所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道、水泵、計量泵、閥組，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道通過混合器在線稀釋尿素溶液，所述的去鹽水管道上設有變頻水泵、壓力表、閥組，所述的尿素溶液輸送管道上依次設有尿素計量泵(變頻)、阻尼器、壓力表、閥組，在線稀釋裝置與噴射模塊相匹配，一個噴射層配一套在線稀釋裝置。
[0009]更進一步的，所述噴槍組分層布置，每一層噴槍組均由至少三個的噴槍構成，所述每一個空氣輸送管道及其的一級并聯(lián)支管上設有壓力計、壓力報警器，每一個稀尿素溶液輸送管道的一級并聯(lián)支管上均設有流量計、壓力表，每個分配噴射模塊的尿素噴槍設置的流量計、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運行狀況，確保其在最佳工作條件下運行。
[0010]優(yōu)選的，所述噴槍為帶套管保護的雙流體噴槍。采用帶套管保護的雙流體噴槍，可實現(xiàn)“三級破碎+空氣混合+氣流摩擦”，有效確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0011]更進一步的，所述噴槍位置是借助CFD對爐膛內(nèi)溫度場、流態(tài)場進行模擬分析，結合爐膛溫度測試結果、化工動力學、化工熱力學計算的結果精確布置，使得本發(fā)明鍋爐內(nèi)部反應溫度窗口定位精確、有效提高脫硝效率，在CFD模擬爐膛內(nèi)未反應完全煙氣與逃逸的氨氣體充分混合后，進入到后面的催化反應裝置，在進行更進一步的脫硝反應，將煙氣中的NOx還原成N2。完成整個系統(tǒng)的脫硝流程。
[0012]本發(fā)明各個模塊的具體優(yōu)勢如下:
1、制備與儲存模塊:直接外購無毒無危險的袋裝尿素，通過電加熱或廠內(nèi)蒸汽加熱提升溶劑(去鹽水)溫度的方式促進顆粒尿素的溶解，制備40-50%尿素溶液，并轉(zhuǎn)移至儲存罐。
[0013]2、輸送循環(huán)模塊:保持管道內(nèi)還原劑溶液的流動性，同時便于后續(xù)計量稀釋模塊的控制，精確控制投運的分配噴射模塊的噴射液體流量、壓力等。
[0014]3、計量稀釋模塊:計量稀釋模塊的儀器將被用于確認還原劑消耗量，再將40-50%還原劑溶液在線稀釋成5-10%噴射液體，流量由精密電動調(diào)節(jié)閥、電磁流量計控制以保證準確性，壓力由壓力傳感器控制以保證噴射液體壓力的穩(wěn)定性。
[0015]4、分配噴射模塊:控制模塊根據(jù)鍋爐負荷確定投入運行的分配噴射模塊，每個分配噴射模塊的噴槍均設置流量計、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運行狀況，確保其在最佳工作條件下運行。采用帶套管保護的雙流體噴槍，“三級破碎+空氣混合+氣流摩擦”確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0016]5、控制模塊8:根據(jù)CFD流體力學，模擬爐內(nèi)燃燒溫度場、流態(tài)場，確定最佳噴射點，分級布置。只需要保持儲存還原劑溶液的量，后續(xù)模塊全自動控制，響應鍋爐負荷，隨時根據(jù)爐內(nèi)燃燒情況、氮氧化物排放量，自動選擇性投運分配噴射模塊及控制還原劑溶液噴射量。
[0017]本發(fā)明在傳統(tǒng)SNCR法的基礎上，優(yōu)化工藝流程，精確控制后端氨氮反應區(qū)域，同時通過多級布置噴槍，完全依據(jù)鍋爐實際運行情況實現(xiàn)全自動投運。使整個系統(tǒng)不受鍋爐負荷的影響，在鍋爐負荷40—100%范圍隨心所欲降低氮氧化物。同時簡化設備范圍，占地面積小，施工簡單，工期短、自動化程度高，全過程控制，終端氨逃逸最小化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置流程圖；
圖2為本發(fā)明所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中還原劑與儲存模塊模塊圖；
圖3為本發(fā)明所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中噴射模塊模塊圖；
圖4為本發(fā)明所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置中在線稀釋計量模塊圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合說明書附圖對本發(fā)明進行進一步的詳細的說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明是一種基于CFD的工業(yè)鍋爐的SNCR脫硝裝置，包括尿素制備與儲存模塊1、鍋爐2、催化反應裝置3、基于CFD模擬計算設置于鍋爐爐壁噴射模塊4，輸送循環(huán)模塊5、計量稀釋模塊6，分配噴射模塊7，控制模塊8。
[0021]其具體流程是，控制模塊8根據(jù)通入煙氣的NOx含量，鍋爐個體實時特征情況，進行計算，將計算好的所需尿素溶液制備與儲存在模塊I中，在循環(huán)模塊5的具體調(diào)節(jié)下，經(jīng)過計量稀釋模塊6定量稀釋后分配至噴射模塊9，分配噴射模塊7與噴射模塊4直接相連，在控制模塊8的指揮下，對噴射模塊4具體噴射情況進行適時調(diào)整，在鍋爐2中，未徹底反應完全的煙氣與逃逸的氨氣混合后進入到催化反應裝置3，進行更進一步的尾氣脫硝反應，使煙氣中的NOx徹底反應完全。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明的脫硝裝置中的還原劑制備與儲存模塊尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道，其中去鹽水管道與尿素配制罐連通，由人工往尿素配制罐內(nèi)添加固體尿素，固體尿素與去鹽水管道中所輸入的去鹽水進行混合，由尿素配制罐頂部攪拌器進行攪拌，在加熱器的輔助作用下進行溶解及混合均勻、并通過儀表進行實時溫度監(jiān)控及指示調(diào)節(jié)、并通過液位計檢測液位防止溢流等情況出現(xiàn)，尿素溶液輸送泵連接尿素溶液輸送管道，管道上設有壓力表實時監(jiān)控壓力，同時尿素配制罐底部管道通過管道連接到廢液坑，尿素溶液儲罐與尿素配制罐頂部均連接去鹽水輸送管道，罐內(nèi)部設有加熱裝置，側(cè)壁上設有儀表對溫度進行調(diào)節(jié)及監(jiān)控，底部及側(cè)部均設有管道連接至廢液坑，側(cè)部及頂部設有連通在線計量稀釋模塊的管道。
[0023]如圖3所示，在線稀釋模塊包括連接于尿素儲罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道合并成一個稀尿素溶液輸送管道，所述的去鹽水管道上設有抽水泵、阻尼器、液壓表，所述的尿素溶液輸送管道上依次設有尿素計量泵、阻尼器、液壓表，所有的并聯(lián)的尿素溶液輸送管道上在尿素計量泵后連接回液管道，所述回液管道上設有動力轉(zhuǎn)向閥。所述的稀尿素溶液管道上設有混合器、壓力表。
[0024]如圖4所示，分配噴射模塊7連接至計量稀釋模塊6，同時還連接空氣儲罐，空氣儲罐的輸送管道分流為與稀尿素溶液管道數(shù)目相等的一級并聯(lián)支管，且一個稀尿素溶液輸送管道的一級并聯(lián)支管與空氣儲罐的輸送管道的一級并聯(lián)支管并聯(lián)連接噴射模塊系統(tǒng)的一個噴槍組，每一根稀尿素溶液輸送管道一級并聯(lián)支管及空氣儲罐輸送管道的一級并聯(lián)支管再細分為與噴槍組中噴槍個數(shù)相等的二級并聯(lián)支管，噴槍組分為多個等級，優(yōu)選為四個等級，本圖中所示為三個等級，每一級噴槍組均由多個的噴槍構成，每一個空氣輸送管道及其的一級并聯(lián)支管上設有壓力計、壓力報警器，每一個稀尿素溶液輸送管道的一級并聯(lián)支管上均設有流量計、壓力表(圖中未示出)，每個分配噴射模塊的尿素噴槍設置的流量計、壓力表與控制模塊8電聯(lián)，以監(jiān)控各支噴槍的運行狀況，確保其在最佳工作條件下運行。其中噴槍為帶套管保護的雙流體噴槍。采用帶套管保護的雙流體噴槍，可實現(xiàn)“三級破碎+空氣混合+氣流摩擦”，有效確保霧化顆粒直徑< 55微米。
[0025]如以上所述便能較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，包括還原劑(尿素)制備與儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、在線計量稀釋模塊、基于CFD模擬計算設置于鍋爐爐壁的分配噴射模塊，其特征在于:顆粒尿素制備成尿素溶液后輸送至儲存模塊，尿素儲罐與噴射模塊之間設有輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊，經(jīng)計量稀釋后定量分配至噴射模塊中的噴槍進行噴射，所述儲存模塊、輸送循環(huán)模塊、計量稀釋模塊、分配噴射模塊受控于控制模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述的制備與儲存模塊包括尿素配制罐、去鹽水輸送管道、尿素溶液輸送管道、尿素儲存罐，所述去鹽水管道與尿素配制罐連通，所述的尿素配制罐頂部設有攪拌器、加熱裝置、溫度指示、液位指示，經(jīng)尿素溶液輸送泵將尿素配制罐內(nèi)尿素溶液輸送至儲存罐內(nèi)進行儲存，所述尿素配制罐底部設有連接到廢液坑的管道，所述的尿素溶液儲罐與尿素配制罐均連接有所述去鹽水管道，其內(nèi)部設有加熱裝置，側(cè)部設有溫度表，液位計，底部及側(cè)部均設有連接至廢液坑的管道，側(cè)部連接在線計量稀釋模塊，頂部設有在線計量稀釋模塊回流管道。
3.根據(jù)權利要求2所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述在線稀釋模塊包括連接于尿素儲罐與噴射模塊之間的尿素溶液輸送管道、去鹽水管道、水泵、計量泵、閥組，所述的尿素溶液輸送管道與去鹽水管道通過混合器在線稀釋尿素溶液，所述的去鹽水管道上設有變頻水泵、壓力表、閥組，所述的尿素溶液輸送管道上依次設有尿素計量泵(變頻)、阻尼器、壓力表、閥組，在線稀釋裝置與噴射模塊相匹配，一個噴射層配一套在線稀釋裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述的噴射模塊系統(tǒng)連接至在線稀釋模塊，同時還連接空氣儲罐，空氣儲罐的輸送管道分流為與稀尿素溶液管道數(shù)目相等的一級并聯(lián)支管，且一個稀尿素溶液輸送管道的一級并聯(lián)支管與空氣儲罐的輸送管道的一級并聯(lián)支管并聯(lián)連接噴射模塊系統(tǒng)的一個噴槍組，每一根稀尿素溶液輸送管道一級并聯(lián)支管及空氣儲罐輸送管道的一級并聯(lián)支管再細分為與噴槍組中噴槍個數(shù)相等的二級并聯(lián)支管。
5.根據(jù)權利要求4所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述噴槍組分層布置，每一層噴槍組均由至少三個的噴槍構成，所述每一個空氣輸送管道及其的一級并聯(lián)支管上設有壓力計、壓力報警器，每一個稀尿素溶液輸送管道的一級并聯(lián)支管上均設有流量計、壓力表，每個分配噴射模塊的尿素噴槍設置的流量計、壓力表以監(jiān)控各支噴槍的運行狀況，確保其在最佳工作條件下運行。
6.根據(jù)權利要求5所述的全自動調(diào)節(jié)的SNCR脫硝裝置，其特征在于:所述噴槍為帶套管保護的雙流體噴槍。
【文檔編號】B01D53/56GK103657386SQ201310486345
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2013年10月16日
【發(fā)明者】林卓暉 申請人:廣東清華中邦熱能科技有限公司