一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置榮譽表彰

2018年12月20日，《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。

下列非限制性實施例用于說明《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》。

如圖1所示，尿素熱解空氣管道21接引空氣預熱器3的熱的一次風31（占總風量0.5-5%、溫度0-400℃、壓力10±5千帕），經(jīng)過氣氣管式換熱器入口管道22進入氣氣管式換熱器23，通過鍋爐煙氣11加熱，氣氣管式換熱器23內(nèi)的空氣被加熱到與煙氣溫度相當?shù)臏囟龋瑵M足尿素熱解溫度400℃-900℃。加熱后的空氣經(jīng)由氣氣管式換熱器出口管道25、尿素熱解反應器入口管道26進入尿素熱解反應器4，在尿素熱解反應器4內(nèi)，尿素溶液被熱解生成氨氣混合氣體，氨氣混合氣體通過尿素溶液熱解產(chǎn)物管道41進入脫硝反應裝置5進行脫硝。

氣氣管式換熱器23布置于鍋爐省煤器13上游的如低溫過熱器或低溫再熱器等煙氣溫度400℃-900℃的煙氣區(qū)域12內(nèi)。氣氣管式換熱器23設(shè)置旁路管道24，部分空氣不經(jīng)過氣氣管式換熱器直接由旁路管道24進入尿素熱解反應器入口管道26，與氣氣管式換熱器出口管道25的加熱后的空氣混合后進入尿素熱解反應器4。在尿素熱解空氣管道21、氣氣管式換熱器入口管道22、旁路管道24上分別設(shè)置可調(diào)節(jié)風門211、221、241。

尿素熱解反應器入口管道26設(shè)置溫度監(jiān)測27，用于檢測進入尿素熱解反應器4的熱解空氣溫度和連鎖控制。當進入尿素熱解反應器4的熱解空氣溫度超過或低于設(shè)定溫度（如650℃），可通過減小（或增大）氣氣管式換熱器入口管道22上的可調(diào)節(jié)風門221開度、并增大（或減小）旁路管道24上的可調(diào)節(jié)風門241的開度，通過摻混加熱空氣比例，使熱解空氣溫度達到設(shè)定溫度。尿素熱解空氣管道21上的可調(diào)節(jié)風門211用于調(diào)節(jié)尿素熱解隨鍋爐負荷變化所需要的總的一次風量和熱源。

當尿素熱解空氣不是引接的壓力10±5千帕的熱的一次風時，可增設(shè)風機提高空氣壓力以達到尿素熱解系統(tǒng)所需要的壓力。

以上所述僅為《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》的較佳實施例而已，并不用以限制《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》，凡在《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》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《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》的保護范圍之內(nèi)。

1.一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法，其特征在于：包括在鍋爐煙氣區(qū)域布置換熱器，并利用該區(qū)域的鍋爐煙氣將引入到所述換熱器內(nèi)的鍋爐熱的一次風加熱到尿素熱解溫度；所述換熱器的入口管道設(shè)置有入口風門，所述換熱器還設(shè)置有由換熱器的入口管道連通至其出口管道的旁路管道及其旁路風門，并通過所述入口風門和旁路風門調(diào)節(jié)通過入口管道和旁路管道的熱空氣比例，以調(diào)節(jié)供給尿素熱解的空氣溫度。

2.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法，其特征在于：所述鍋爐煙氣區(qū)域為煙氣溫度400℃-900℃的煙氣區(qū)域。

3.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法，其特征在于：所述鍋爐熱的一次風為溫度0-400℃、壓力10±5千帕。

4.如權(quán)利要求1所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法，其特征在于：所述尿素熱解溫度為400℃-900℃。

5.一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給裝置，包括煙氣溫度400℃-900℃的鍋爐煙氣區(qū)域，鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置，以及尿素熱解反應器，其特征在于：在所述鍋爐煙氣區(qū)域布置換熱器，所述換熱器與所述鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置連接并引入其熱的一次風由所述鍋爐煙氣區(qū)域的煙氣加熱，所述換熱器加熱后的熱的一次風引入所述尿素熱解反應器；所述換熱器的入口管道設(shè)置有入口風門，所述換熱器還設(shè)置有由換熱器的入口管道連通至其出口管道的旁路管道及其旁路風門，所述尿素熱解反應器入口管道設(shè)置有根據(jù)其溫度控制所述入口風門和旁路風門開度的溫度監(jiān)測。

6.如權(quán)利要求5所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給裝置，其特征在于：所述鍋爐煙氣區(qū)域為鍋爐省煤器上游煙氣區(qū)域。

7.如權(quán)利要求5所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給裝置，其特征在于：所述鍋爐煙氣區(qū)域為低溫過熱器或低溫再熱器區(qū)域。

8.如權(quán)利要求5所述的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給裝置，其特征在于：所述鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置為空氣預熱器。

《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》屬于煙氣脫硝還原劑制備領(lǐng)域。

圖1是《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》實施例的裝置流程示意圖。

一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置專利目的

《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》的目的在于：提出一種尿素熱解工藝能耗和運行成本更低的SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置。

一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置技術(shù)方案

《一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置》目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法，包括在鍋爐煙氣區(qū)域布置換熱器，并利用該區(qū)域的鍋爐煙氣將引入到所述換熱器內(nèi)的鍋爐熱的一次風加熱到尿素熱解溫度。

作為優(yōu)選方式，所述換熱器的入口管道設(shè)置有入口風門，所述換熱器還設(shè)置有由換熱器的入口管道連通至其出口管道的旁路管道及其旁路風門，并通過所述入口風門和旁路風門調(diào)節(jié)通過入口管道和旁路管道的熱空氣比例，以調(diào)節(jié)供給尿素熱解的空氣溫度。

作為進一步優(yōu)選方式，在以所述煙氣加熱后的熱的一次風熱解尿素的尿素熱解反應器前設(shè)置溫度監(jiān)測，用以檢測進入尿素熱解反應器的熱解空氣溫度，并控制調(diào)節(jié)所述入口風門和旁路風門開度，以調(diào)節(jié)供給尿素熱解反應器的空氣溫度。

作為優(yōu)選方式，在引入所述熱的一次風的尿素熱解空氣管道上設(shè)置可調(diào)節(jié)風門，并分別通過所述入口管道與所述換熱器入口連通，以及通過所述旁路管道與所述換熱器出口連通。

作為優(yōu)選方式，所述鍋爐煙氣區(qū)域為煙氣溫度400℃-900℃的煙氣區(qū)域。

作為優(yōu)選方式，所述鍋爐熱的一次風為溫度0-400℃、壓力10±5千帕。

作為優(yōu)選方式，所述鍋爐熱的一次風為溫度0-400℃的風，并設(shè)置風機增壓。

作為優(yōu)選方式，所述尿素熱解溫度為400℃-900℃。

一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給裝置，包括煙氣溫度400℃-900℃的鍋爐煙氣區(qū)域，鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置，以及尿素熱解反應器，在所述鍋爐煙氣區(qū)域布置換熱器，所述換熱器與所述鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置連接并引入其熱的一次風由所述鍋爐煙氣區(qū)域的煙氣加熱，所述換熱器加熱后的熱的一次風引入所述尿素熱解反應器。

作為優(yōu)選方式，所述換熱器的入口管道設(shè)置有入口風門，所述換熱器還設(shè)置有由換熱器的入口管道連通至其出口管道的旁路管道及其旁路風門，所述尿素熱解反應器入口管道設(shè)置有根據(jù)其溫度控制所述入口風門和旁路風門開度的溫度監(jiān)測。

作為優(yōu)選方式，在引入所述熱的一次風的尿素熱解空氣管道上設(shè)置可調(diào)節(jié)風門，并分別通過所述入口管道與所述換熱器入口連通，以及通過所述旁路管道與所述換熱器出口連通。

作為優(yōu)選方式，所述鍋爐煙氣區(qū)域為鍋爐省煤器上游煙氣區(qū)域。

作為進一步優(yōu)選方式，所述鍋爐煙氣區(qū)域為低溫過熱器或低溫再熱器區(qū)域。

作為優(yōu)選方式，所述鍋爐中產(chǎn)生熱的一次風的裝置為空氣預熱器。

工作過程為：在鍋爐的煙氣區(qū)域布置換熱器，利用鍋爐高溫煙氣將引入到換熱器內(nèi)的鍋爐熱的一次風加熱到尿素熱解溫度，作為SCR脫硝還原劑尿素熱解的熱源和能量。此布置方式對鍋爐的影響小或基本可忽略，如600MW等級的SCR煙氣脫硝裝置，換熱器的布置對區(qū)域的煙氣溫降不超過2℃。

為確保加熱后的一次風溫度滿足尿素熱解工藝需求和便于調(diào)節(jié)，換熱器設(shè)置旁路管道，并設(shè)置換熱器入口風門和旁路風門，通過摻混加熱空氣比例，調(diào)節(jié)供給尿素熱解的空氣溫度。

在一次風引入的總管道（尿素熱解空氣管道）上設(shè)置可調(diào)節(jié)風門，用于調(diào)節(jié)尿素熱解隨鍋爐負荷變化所需的總的空氣量/熱源能量。

一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置有益效果

可大幅降低SCR脫硝還原劑尿素熱解工藝的能耗和廠用電、節(jié)省運行成本，且此布置方式對鍋爐的影響小或基本可忽略。

選擇性催化還原煙氣脫硝工藝（Selective Catalytic ReductionofNOx，簡稱SCR脫硝工藝）還原劑主要有液氨、氨水、尿素三種。液氨由于工藝系統(tǒng)簡單，投資和運行成本較低，在SCR脫硝工藝中應用較廣，但是液氨屬于危險化學品，其運輸和儲存要求苛刻，且獲準審批也越來越多地受到法規(guī)的限制，極為不便；同樣，氨水也因為其運輸、儲存問題以及投資運行成本居高而受到應用的局限；作為安全性要求相對較低的SCR脫硝還原劑－尿素具有與液氨相同的脫硝性能，沒有?；贩ㄒ?guī)限制，可以方便地被運輸、儲存和使用。

尿素作為SCR脫硝還原劑，主要工藝有熱解制氨和水解制氨工藝，其中熱解制氨工藝由于系統(tǒng)簡單、投資成本低、運行穩(wěn)定、維護量小，亦越來越多地被電廠采用。截至2013年4月，尿素熱解熱源主要是采用鍋爐熱的一次風同時配置電加熱器或燃氣加熱器，如對于600MW等級機組煙氣脫硝裝置，采用電加熱的尿素熱解工藝的能耗為：500千瓦/時-1800千瓦/時，尿素熱解能耗大、運行成本高。

《一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法》涉及煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法。

一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法專利目的

《一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法》要解決的技術(shù)問題是提供一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落，堵塞熱解爐出口的問題。

一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法技術(shù)方案

《一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法》包括：將熱解爐的熱解風進口調(diào)節(jié)閥的開關(guān)調(diào)節(jié)至開通狀態(tài)；對熱解爐出口處的溫度和熱解爐內(nèi)部溫度進行實時測量，若熱解爐出口處的溫度低于第一預設(shè)溫度，則將熱解爐出口處的溫度提高至第一預設(shè)溫度；若熱解爐內(nèi)部溫度低于第二預設(shè)溫度，則將熱解爐內(nèi)部溫度提高至第二預設(shè)溫度。進一步地，所述對熱解爐出口處的溫度進行實時測量包括：在熱解爐出口處的外壁上設(shè)置測溫點，通過所述測溫點對熱解爐出口處的溫度進行實時測量。進一步地，所述方法還包括：若所述測溫點的測量溫度低于第一預設(shè)溫度，則啟動報警裝置發(fā)出預警信號。進一步地，所述方法還包括：調(diào)節(jié)熱解爐出口的空氣/氨氣混合氣調(diào)節(jié)閥使得所有的空氣/氨氣混合氣調(diào)節(jié)閥處于開通狀態(tài)。進一步地，所述方法還包括：當SCR反應器出口的NOx濃度小于等于預設(shè)標準值時，關(guān)閉尿素噴槍的自動降低噴氨量功能。

進一步地，所述方法還包括：按照預設(shè)的頻率對熱解爐出口處的空氣/氨氣混合氣調(diào)節(jié)閥進行開關(guān)擾動；利用變風量方式對熱解爐內(nèi)部結(jié)晶進行吹掃，將熱解爐內(nèi)部結(jié)晶吹落。進一步地，所述方法還包括：根據(jù)鍋爐負荷的變化趨勢，利用配煤摻燒的方法對鍋爐使用的煤進行配摻，得到供該鍋爐使用的新煤種。進一步地，所述根據(jù)鍋爐負荷的變化趨勢，利用配煤摻燒的方法對鍋爐使用的煤進行配摻包括：獲取鍋爐的運行參數(shù)和性能參數(shù)；根據(jù)獲取到的鍋爐的運行參數(shù)和性能參數(shù)，并結(jié)合配煤邊界條件及當日各類煤的庫存量，確定各類煤的配摻比列和用量；其中，所述配煤邊界條件包括：用煤限制條件和邊界標單。進一步地，所述運行參數(shù)包括：鍋爐的金屬壁溫、爐膛負壓、主蒸汽的溫度和壓力、再熱蒸汽的溫度和壓力、磨煤機出口風溫中中的一個或多個；所述鍋爐的性能參數(shù)包括：鍋爐當前的運行效率、發(fā)電標準煤耗和供電標準煤耗中的一個或多個。進一步地，控制熱解爐內(nèi)部溫度大于等于420℃，同時控制熱解爐出口處的溫度為380℃。

一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法改善效果

《一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法》通過將熱解爐的熱解風進口調(diào)節(jié)閥的開關(guān)調(diào)節(jié)至開通狀態(tài)；同時對熱解爐出口處的溫度和熱解爐內(nèi)部溫度進行實時測量，若熱解爐出口處的溫度低于第一預設(shè)溫度，則將熱解爐出口處的溫度提高至第一預設(shè)溫度；若熱解爐內(nèi)部溫度低于第二預設(shè)溫度，則將熱解爐內(nèi)部溫度提高至第二預設(shè)溫度。這樣，通過開通所有的熱解風進口調(diào)節(jié)閥來增加熱解一次風量，從而提高熱解爐的熱解能力；同時還通過提高熱解爐內(nèi)部溫度進一步提高熱解爐的熱解能力，能夠避免噴氨量變化時，熱解爐出口處溫度下降過多，出現(xiàn)熱解不完全導致熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落、堵塞熱解爐出口。

圖1為《一種SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法》實施例提供的SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐內(nèi)部結(jié)晶脫落的預防方法的方法流程圖。