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一种尿素取代液作为SCR脱硝还原剂的技术

阅读:789发布:2024-01-14

专利汇可以提供一种尿素取代液作为SCR脱硝还原剂的技术专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种尿素取代液 氨 作为SCR脱硝还原剂的技术,该技术将尿素直喷和分区动态喷氨调整两项技术进行结合,包括依次连接的入口烟道、SCR反应器与出口烟道,还包括尿素溶液直喷 喷枪 ;所述入口烟道均匀设有若干烟道分区,每个烟道分区内安装有尿素溶液直喷喷枪,尿素溶液直喷喷枪后的入口烟道安装有大区域旋流混合器,每个分区出口 位置 安装有小区域旋流混合器;所述SCR反应器出口烟道网格法布置有与烟道分区相对应的稀释 采样 器,且每个稀释采样器同时采样;每个稀释采样器出口分别通过出口 阀 门 连接烟气分析仪。,下面是一种尿素取代液作为SCR脱硝还原剂的技术专利的具体信息内容。

1.一种尿素取代液作为SCR脱硝还原剂的技术,包括依次连接的入口烟道、SCR反应器与出口烟道,还包括尿素溶液直喷喷枪;其特征在于,所述入口烟道均匀设有若干烟道分区,每个烟道分区内安装有尿素溶液直喷喷枪,尿素溶液直喷喷枪后的入口烟道安装有大区域旋流混合器,每个分区出口位置安装有小区域旋流混合器;
所述SCR反应器出口烟道网格法布置有与烟道分区相对应的稀释采样器,且每个稀释采样器同时采样;每个稀释采样器出口分别通过出口连接烟气分析仪。
2.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,所述出门阀门为电磁阀
3.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,所述稀释采样器由取样杆、纳米过滤器、音速小孔和文丘里构成。
4.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,所述出口阀门与烟气分析仪之间连接有汇流排,通过汇流排实现截面烟气的同时测量。
5.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,还包括用于烟气分析仪与稀释采样器的零气处理系统,零气处理系统作为烟气分析仪的冲洗气体和稀释采样器的稀释气体;所述零气处理系统由干燥机和储气罐构成,储气罐通过阀门分别连接烟气分析仪与稀释采样器。
6.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,所述出口烟道设有与入口烟道相对应的烟道分区,每个烟道分区插入连接有处于同一截面的取样杆。
7.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,用防磨材料对SCR反应器的入口烟道进行分区。
8.根据权利要求1所述一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,还包括反吹系统和标定系统,反吹气体来源于零气处理系统,标定系统用标准气体。
9.一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:对SCR反应器入口烟道进行分区,对每个分区利用尿素直喷喷枪进行尿素溶液直接喷射,并通过分区内的大区域旋流混合器使得分区内烟气中的NOX和还原剂的浓度分布均匀;
步骤二:在SCR反应器出口烟道根据SCR反应器入口烟道截面的分区和SCR反应器流场数模结果在SCR出口烟道截面建立与入口烟道分区相对应的模拟分区按照网格法进行烟气采样,并采用同时取样、分时轮测的方式送入烟气分析仪进行分析,反应了NOX浓度的真实分布;
步骤三:根据每一轮测量的NOX真实浓度分布对SCR入口的尿素直喷系统尿素流量进行相应的调整,使得还原剂耗量合理,避免氨逃逸严重的问题,节省厂区位置和资源,提高SCR脱硝系统的运行经济性。

说明书全文

一种尿素取代液作为SCR脱硝还原剂的技术

技术领域

[0001] 本发明涉及烟气脱硝技术领域,尤其涉及一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术。

背景技术

[0002] 随着全国环保形势越来越严峻,各省市相继出台新一批的地区污染物排放标准,进一步控制污染物的排放。其中,烟气污染物排放都必须达到超净要求,NOX浓度必须≤50mg/m3。
[0003] 传统的SCR脱硝技术是国内外应用最多最成熟的技术,脱硝率可达85%以上,氨逃逸要求≤3ppm。以往还原剂选择有液氨、氨和尿素,但随着生产安全越来越受重视,很多地区都考虑选择安全性最高的尿素来作为还原剂。以尿素为还原剂时,通常会采用尿素热解水解,用产生的氨气通过喷氨格栅喷入SCR反应器入口烟道。
[0004] 尿素的热解或水解需要足够的空间来布置高温热解炉或水解反应器等附属设备,需要外来热源来加热尿素溶液,极大增加了脱硝系统的复杂性和运行可靠性,同时增加了环保设施的投资成本和运行成本。而尿素直喷技术则是利用尾部烟道烟气的热量来实现尿素溶液的分解,转化为可以作为SCR脱硝的还原剂,该技术的工艺系统简单可靠、能耗低,是一种极为具有市场价值的技术。
[0005] SCR脱硝系统的脱硝效率受局部区域NH3/NOx摩尔浓度比的分布均匀性影响较大,同样的脱硝效率下NH3/NOx摩尔浓度比分布越均匀总的脱硝效率越高、氨逃逸越低,而氨逃逸严重会影响下游设备及系统的正常可靠运行。
[0006] 单独的传统尿素直喷技术由于喷射截面面积较大无法精确调节控制截面上的NH3/NOx摩尔浓度比分布,导致脱硝效率低、氨逃逸高。而单独的传统分区动态喷氨调整技术需要转化率高且安全的还原剂来配合使用。

发明内容

[0007] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,旨在解决现有SCR技术因NH3/NOx摩尔浓度比分布不均导致还原剂耗量过大、脱硝效率低及氨逃逸严重的问题,提高SCR脱硝系统的运行可靠性和后续设备的运行安全性,同时节省厂区位置、资源和能源
[0008] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种尿素取代液氨作为SCR脱硝还原剂的技术,该技术将尿素直喷和分区动态喷氨调整两项技术进行结合,包括依次连接的入口烟道、SCR反应器与出口烟道,还包括尿素溶液直喷喷枪;所述入口烟道均匀设有若干烟道分区,每个烟道分区内安装有尿素溶液直喷喷枪,尿素溶液直喷喷枪后的入口烟道安装有大区域旋流混合器,每个分区出口位置安装有小区域旋流混合器;
[0009] 所述SCR反应器出口烟道网格法布置有与烟道分区相对应的稀释采样器,且每个稀释采样器同时采样;每个稀释采样器出口分别通过出口连接烟气分析仪。
[0010] 优选的,所述出门阀门为电磁阀;结合PLC控制根据烟雾测试仪结果实现自动闭环控制。
[0011] 优选的,所述稀释采样器由取样杆、纳米过滤器、音速小孔和文丘里构成,通过音速小孔控制烟气取样流量,纳米过滤器将烟气中的粉尘进行充分的过滤,过滤后的气体与零气处理系统来流的零气按照一定比例进行混合。
[0012] 优选的,所述出口阀门与烟气分析仪之间连接有汇流排,通过汇流排实现截面烟气的同时测量。
[0013] 优选的,还包括用于烟气分析仪与稀释采样器的零气处理系统,零气处理系统作为烟气分析仪的冲洗气体和稀释采样器的稀释气体;所述零气处理系统由干燥机和储气罐构成,储气罐通过阀门分别连接烟气分析仪与稀释采样器。
[0014] 进一步的,所述出口烟道设有与入口烟道相对应的烟道分区,每个烟道分区插入连接有处于同一截面的取样杆。
[0015] 优选的,用防磨材料对SCR反应器的入口烟道进行分区。
[0016] 进一步的,还包括反吹系统和标定系统,反吹气体来源于零气处理系统,标定系统用标准气体。
[0017] 其方法包括以下步骤:
[0018] 步骤一:对SCR反应器入口烟道进行分区,对每个分区利用尿素直喷喷枪进行尿素溶液直接喷射,并通过分区内的大区域旋流混合器使得分区内烟气中的NOX和还原剂的浓度分布均匀;
[0019] 步骤二:在SCR反应器出口烟道根据SCR反应器入口烟道截面的分区和SCR反应器流场数模结果在SCR出口烟道截面建立与入口烟道分区相对应的模拟分区按照网格法进行烟气采样,并采用同时取样、分时轮测的方式送入烟气分析仪进行分析,反应了NOX浓度的实时分布;
[0020] 步骤三:根据每一轮测量的NOX实时浓度分布对SCR入口的尿素直喷系统尿素流量进行相应的调整,使得还原剂耗量合理,避免氨逃逸严重的问题,节省厂区位置和资源,提高SCR脱硝系统的运行经济性。
[0021] 本发明的有益效果:该技术可取代液氨和氨水等危险化学品,大大提高脱硝系统运行过程的安全性;大大降低脱硝系统的投资成本;通过分区动态调整,提高脱硝效率,降低氨逃逸,提高运行可靠性;同时减少蒸汽、电和水等资源的消耗。
[0022] 分区测量控制系统采用同时取样、分时轮测的方法,可在尽可能短的时间内将SCR反应器出口烟道的NOX分布更新一次,满足分区闭环控制的需要;同时取样保证了样品气为同一截面处同一时刻的烟道烟气,测量结果反应了NOX浓度的实时分布;可动态及时调整尿素量,高效脱硝的同时大大降低氨逃逸,降低还原剂的不合理消耗,从而降低脱硝系统运行成本,同时氨逃逸的降低可保护下游设备和系统的正常运行。附图说明
[0023] 图1为本发明的系统设备布置图。
[0024] 图2为本发明的测量原理图。
[0025] 其中:入口烟道1,SCR反应器2,出口烟道3,尿素溶液直喷喷枪4,大区域旋流混合器5,小区域旋流混合器6,稀释采样器7,电磁阀8,烟气分析仪9,零气处理系统作10,分区挡板21,取样杆71,干燥机101,储气罐102,阀门103。

具体实施方式

[0026] 如图1、2所示,一种尿素取代液氨和氨水作为SCR脱硝还原剂的技术,包括依次连接的入口烟道1、SCR反应器2与出口烟道3,还包括尿素溶液直喷喷枪4;所述入口烟道1均匀设有若干烟道分区,每个烟道分区内安装有尿素溶液直喷喷枪4,尿素溶液直喷喷枪4后的入口烟道1安装有大区域旋流混合器5,每个分区出口位置安装有小区域旋流混合器6;
[0027] 所述出口烟道3网格法布置有与烟道分区相对应的稀释采样器,且每个稀释采样器7同时采样;每个稀释采样器7出口分别通过电磁阀8连接烟气分析仪9;
[0028] 所述稀释采样器7由取样杆71、纳米过滤器、音速小孔和文丘里构成,通过音速小孔控制烟气取样流量,纳米过滤器将烟气中的粉尘进行充分的过滤,过滤后的气体与零气处理系统10来流的零气按照一定比例进行混合。
[0029] 还包括用于烟气分析仪9与稀释采样器7的零气处理系统10,零气处理系统作10为烟气分析仪9的冲洗气体和稀释采样器7的稀释气体;所述零气处理系统10由干燥机101和储气罐102构成,储气罐102通过阀门103分别连接烟气分析仪9与稀释采样器7。
[0030] 其方法包括以下步骤:
[0031] 步骤一:对SCR反应器2入口烟道1进行分区,对每个分区进行尿素溶液喷射,通过大区域旋流混合器5与小区域旋流混合器6使得分区内烟气的NOX和还原剂的浓度分布均匀;
[0032] 步骤二:在SCR反应器2出口烟道3根据SCR反应器2入口烟道1截面的分区和SCR反应器2流场数模结果在SCR出口烟道3截面建立与入口烟道1分区相对应的模拟分区按照网格法进行烟气采样,并采用同时取样、分时轮测的方式,同时通过同一截面的各取样杆71抽取烟气至稀释采样器7容器内,依次打开各电磁阀8送入烟气分析仪9进行分析。可在尽可能短的时间内将SCR反应器2出口烟道3的NOX分布更新一次,满足分区闭环控制的需要;同时取样保证了样品气为同一时刻的烟道烟气,测量结果反应了NOX浓度的实时分布;
[0033] 步骤三:根据每一轮的NOX浓度的实时分布对尿素直喷系统的尿素流量进行调整;使得还原剂耗量合理,避免氨逃逸严重的问题,节省厂区位置和资源,提高SCR脱硝系统的运行安全性。
[0034] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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