CN202497821U

CN202497821U - 间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置

Info

Publication number: CN202497821U
Application number: CN2012201091536U
Authority: CN
Inventors: 周友; 赵猛; 贾建国; 苗灿
Original assignee: BEIJING XISHAN XINGANXIAN ENVIRONMENT-PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING XISHAN XINGANXIAN ENVIRONMENT-PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2022-03-21

Abstract

本实用新型公开了一种间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，包括溶解罐，溶解罐的输出口经由尿素泵与分流阀的输入口连接，分流阀的回流口与溶解罐的回流输入口连接，分流阀的输出口与储液罐的输入口连接，储液罐的输出口经由溶液循环泵、背压控制阀与流量分配装置的输入口连接，背压控制阀的回流口与储液罐的回流输入口连接，流量分配装置的输出口与设置在复合分解罐内的多个尿素溶液雾化喷嘴连接，复合分解罐内、尿素溶液雾化喷嘴上方设有多个热风喷管，热风喷管的输入口经由空气流量控制阀、间接式热交换器、风机与空气输入口连接。本实用新型可快速制备出供给燃烧设备的脱硝系统进行烟气脱硝反应所需的氨还原剂，且节能环保。

Description

间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置

技术领域

本实用新型涉及一种还原剂制备和供应装置，尤指一种采用了间接热交换法制备和供应脱硝用氨还原剂的装置。

背景技术

燃烧设备中的脱硝系统在进行烟气脱硝反应时需要大量的氨还原剂，且在不同时段，氨还原剂的需求量是不同的，然而，对于目前已有的氨还原剂制备供给装置而言，由于氨还原剂的制备流程复杂、制备过程中存在许多危险隐患，制备氨还原剂的速度一般都较慢，因此，无法实现跟踪燃烧设备的脱硝系统，根据脱硝系统对氨还原剂的需求量的变化而快速地向脱硝系统及时供给适量的氨还原剂，大大降低了燃烧设备的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，该装置可快速制备出供给燃烧设备中的脱硝系统进行烟气脱硝反应所需的脱硝用氨还原剂，且节能环保。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：它包括溶解罐、分流阀、储液罐、背压控制阀、流量分配装置、复合分解罐、间接式热交换器、空气流量控制阀，其中：该溶解罐设有尿素输入口、水输入口，该溶解罐的输出口经由管道与尿素泵的输入口连接，该尿素泵的输出口经由管道与该分流阀的输入口连接，该分流阀的回流口经由管道与该溶解罐的回流输入口连接，该分流阀的输出口经由管道与该储液罐的输入口连接，该储液罐的输出口经由管道与溶液循环泵的输入口连接，该溶液循环泵的输出口经由管道与该背压控制阀的输入口连接，该背压控制阀的回流口经由管道与该储液罐的回流输入口连接，该背压控制阀的输出口经由管道与该流量分配装置的输入口连接，该流量分配装置的输出口经由管道与多个尿素溶液雾化喷嘴的输入口连接，该多个尿素溶液雾化喷嘴设置在该复合分解罐内，在该复合分解罐内、该多个尿素溶液雾化喷嘴的上方设有多个热风喷管，该多个热风喷管的输入口经由管道与该空气流量控制阀的输出口连接，该空气流量控制阀的输入口经由管道与该间接式热交换器的输出口连接，该间接式热交换器的输入口经由管道与风机的输出口连接，该风机的输入口经由管道与空气输入口连接，该复合分解罐的底部设有输出脱硝用氨还原剂的输出口，该尿素泵、分流阀、溶液循环泵、背压控制阀、流量分配装置、风机、间接式热交换器、空气流量控制阀的控制端分别与控制系统的相应控制端连接。

所述多个热风喷管设置在所述复合分解罐内的顶部。

所述多个热风喷管排列成环状而设置在所述复合分解罐的内壁上，且所述多个尿素溶液雾化喷嘴排列成环状而设置在所述复合分解罐的内壁上。

所述间接式热交换器上设有余热气体进口和余热气体出口，该余热气体进口、余热气体出口分别与余热供给设备的输出口、输入口连接

所述复合分解罐采用不锈钢材料制成。

本实用新型的优点是：

本实用新型可快速制备出供给燃烧设备中的脱硝系统进行烟气脱硝反应所需的脱硝用氨还原剂，供给及时、快速，可满足燃烧设备中的脱硝系统烟气脱硝反应所需，确保脱硝效率，且因采用了间接热交换法，本实用新型具有节能环保的优点。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

具体实施方式

如图1，本实用新型间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置包括溶解罐1、分流阀3、储液罐4、背压控制阀6、流量分配装置7、复合分解罐12、间接式热交换器10、空气流量控制阀14，其中：该溶解罐1设有尿素输入口、水输入口，该溶解罐1的输出口经由管道与尿素泵2的输入口连接，该尿素泵2的输出口经由管道与该分流阀3的输入口连接，该分流阀3的回流口经由管道与该溶解罐1的回流输入口连接，该分流阀3的输出口经由管道与该储液罐4的输入口连接，该储液罐4的输出口经由管道与溶液循环泵5的输入口连接，该溶液循环泵5的输出口经由管道与该背压控制阀6的输入口连接，该背压控制阀6的回流口经由管道与该储液罐4的回流输入口连接，该背压控制阀6的输出口经由管道与该流量分配装置7的输入口连接，该流量分配装置7的输出口经由管道与多个尿素溶液雾化喷嘴8的输入口连接，该多个尿素溶液雾化喷嘴8设置在该复合分解罐12内，用于向下(如倾斜向下)喷射雾化尿素溶液，在该复合分解罐12内、该多个尿素溶液雾化喷嘴8的上方设有多个热风喷管11，该多个热风喷管11用于向下喷射高温空气，该多个热风喷管11的输入口经由管道与该空气流量控制阀14的输出口连接，该空气流量控制阀14的输入口经由管道与该间接式热交换器10的输出口连接，该间接式热交换器10的输入口经由管道与风机9的输出口连接，该风机9的输入口经由管道与空气输入口13连接，如图1，该间接式热交换器10上设有余热气体进口和余热气体出口，该余热气体进口、余热气体出口分别与余热供给设备(图中未示出)的输出口、输入口连接，该复合分解罐12的底部设有输出脱硝用氨还原剂的输出口，该输出脱硝用氨还原剂的输出口经由氨气注入器15而与燃烧设备中的脱硝系统(图中未示出)的注入口连接，该尿素泵2、分流阀3、溶液循环泵5、背压控制阀6、流量分配装置7、风机9、间接式热交换器10、空气流量控制阀14的控制端分别与控制系统(图中未示出)的相应控制端连接。

如图1，在实际设计中，该多个热风喷管11可设置在复合分解罐12内的顶部，而在实际设计中，多个热风喷管11可排列成环状而设置在复合分解罐12的内壁上，且多个尿素溶液雾化喷嘴8可排列成环状而设置在复合分解罐12的内壁上。

在实际设计中，为了防止尿素复合分解反应过程中生成的强酸对复合分解罐12的腐蚀，复合分解罐12采用不锈钢等防腐材料制作。并且，为了使尿素复合分解反应快速顺利进行，复合分解罐12的高度和宽度可根据热风喷管11喷射高温空气的速度以及尿素溶液雾化喷嘴8喷射雾化尿素溶液的速度来合理设计，以使复合分解罐12的高度和宽度有助于尿素复合分解反应的快速顺利进行。

在实际设计中，控制系统可采用氨还原剂制备工艺快速跟踪燃烧设备负荷变化控制调节技术、自适应控制及前反馈控制技术，以使本实用新型可跟踪燃烧设备的负荷变化及烟气NO_x含量变化来及时调整尿素溶液加入量和氨还原剂注入量，使本实用新型通过尿素复合分解法制备出的氨还原剂可随时满足燃烧设备中的脱硝系统进行烟气脱硝反应时实际对氨还原剂的所需量。

在本实用新型中，尿素泵2、溶液循环泵5为循环泵，溶解罐1、分流阀3、储液罐4、背压控制阀6、流量分配装置7、复合分解罐12、间接式热交换器10、空气流量控制阀14等均为公知设备，控制系统属于公知电子技术，故它们的具体构成不再在这里详述。

本实用新型的工作原理和过程为：

如图1，尿素颗粒(固体)从尿素输入口输入溶解罐1中，水从水输入口输入溶解罐1中，在溶解罐1中，水和尿素颗粒混合后溶解成尿素溶液，该尿素溶液经由分流阀3将部分尿素溶液往复回流至溶解罐1中，使得溶解罐1内的尿素溶液充分搅拌均匀，当溶解罐1输出的尿素溶液达到设定质量浓度(例如质量浓度为40～50％)时，达到设定质量浓度的尿素溶液经由尿素泵2、分流阀3被送入储液罐4中存储。然后，储液罐4中存储的尿素溶液经由溶液循环泵5、背压控制阀6、流量分配装置7而被送入尿素溶液雾化喷嘴8，尿素溶液雾化喷嘴8将尿素溶液雾化向下喷出。在实际应用中，流量分配装置7会根据实际制备氨还原剂所需量而控制输入尿素溶液雾化喷嘴8内的尿素溶液流量。而当尿素溶液流量超过实际所需时，通过流量分配装置7对背压控制阀6的背压控制，多余的尿素溶液会经由背压控制阀6被回流至储液罐4内。

如图1，空气从空气输入口13进入，并经由风机9被送入间接式热交换器10中。在间接式热交换器10内，空气被余热供给设备提供的余热气体加热(间接式热交换器10输出的余热气体使空气升温后又返回余热供给设备，进入后续流程)，而后输出达到设定温度的高温空气(例如，加热为400～650℃的热空气)，该高温空气经由空气流量控制阀14进行流量控制后被送入热风喷管11，热风喷管11将高温空气雾化后向下喷出。

于是，在复合分解罐12内，高温空气与尿素溶液混合，迅速、连续地进行下面式1)示出的热解反应和式2)示出的水解反应，即，使在适当温度条件下处于活性状态的尿素迅速经热解分解成NH₃和HNCO(异氰酸)，而后HNCO又迅速与水反应，最终经水解生成NH₃和CO₂(热解-水解复合分解)，从复合分解罐12底部的输出口输出高温空气与氨气的混合气体，即脱硝用氨还原剂，从而，该脱硝用氨还原剂经由氨气注入器15通过喷氨格栅及时送入燃烧设备中的脱硝系统内，用于完成脱硝反应。

CO(NH₂)₂→NH₃+HNCO 1)

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂ 2)

本实用新型的优点是：

1、本实用新型可快速制备出供给燃烧设备中的脱硝系统进行烟气脱硝反应所需的脱硝用氨还原剂，供给及时、快速，可满足燃烧设备中的脱硝系统烟气脱硝反应所需，确保脱硝效率。

2、本实用新型易于操作，投切速度快，运行稳定可靠。

3、本实用新型制备氨还原剂的化学反应过程迅速，可有效避免中间过程的副作用，且无氨驻留，有效避免了氨泄漏。

4、本实用新型无高压设备，免除了氨气燃爆隐患，且无需设置防火和安全间距，占地面积小。

5、本实用新型中采用间接式热交换方式对空气进行加热，充分利用了其他设备的余热，大大降低了能耗。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：它包括溶解罐、分流阀、储液罐、背压控制阀、流量分配装置、复合分解罐、间接式热交换器、空气流量控制阀，其中：

该溶解罐设有尿素输入口、水输入口，该溶解罐的输出口经由管道与尿素泵的输入口连接，该尿素泵的输出口经由管道与该分流阀的输入口连接，该分流阀的回流口经由管道与该溶解罐的回流输入口连接，该分流阀的输出口经由管道与该储液罐的输入口连接，该储液罐的输出口经由管道与溶液循环泵的输入口连接，该溶液循环泵的输出口经由管道与该背压控制阀的输入口连接，该背压控制阀的回流口经由管道与该储液罐的回流输入口连接，该背压控制阀的输出口经由管道与该流量分配装置的输入口连接，该流量分配装置的输出口经由管道与多个尿素溶液雾化喷嘴的输入口连接，该多个尿素溶液雾化喷嘴设置在该复合分解罐内，在该复合分解罐内、该多个尿素溶液雾化喷嘴的上方设有多个热风喷管，该多个热风喷管的输入口经由管道与该空气流量控制阀的输出口连接，该空气流量控制阀的输入口经由管道与该间接式热交换器的输出口连接，该间接式热交换器的输入口经由管道与风机的输出口连接，该风机的输入口经由管道与空气输入口连接，该复合分解罐的底部设有输出脱硝用氨还原剂的输出口，该尿素泵、分流阀、溶液循环泵、背压控制阀、流量分配装置、风机、间接式热交换器、空气流量控制阀的控制端分别与控制系统的相应控制端连接。

2.如权利要求1所述的间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：所述多个热风喷管设置在所述复合分解罐内的顶部。

3.如权利要求1或2所述的间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：所述多个热风喷管排列成环状而设置在所述复合分解罐的内壁上，且所述多个尿素溶液雾化喷嘴排列成环状而设置在所述复合分解罐的内壁上。

4.如权利要求1所述的间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：所述间接式热交换器上设有余热气体进口和余热气体出口，该余热气体进口、余热气体出口分别与余热供给设备的输出口、输入口连接。

5.如权利要求1所述的间接热交换法脱硝还原剂制备供应装置，其特征在于：所述复合分解罐采用不锈钢材料制成。