一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，系统包括依次相连的稀释风管道、烟气‑稀释风换热器、电加热器、热解炉，烟气‑稀释风换热器位于燃煤锅炉的转向室区域，稀释风管道出口分为两路，一路经由电动调节风门、手动烟气闸板门和补偿器与烟气‑稀释风换热器进口相连;烟气‑稀释风换热器的出口与电加热器进口相连；另一路通过电动调节风门和稀释风旁路并与烟气‑稀释风换热器出口汇合，电加热器出口与热解炉的进口相连。本实用新型专利技术通过在燃煤锅炉转向室区域内置烟气‑稀释风换热器，替代电加热器，通过利用高温烟气热量加热尿素热解所需的稀释风，有效降低尿素热解脱硝系统能耗水平，达到节能减排目的。

An energy saving urea pyrolysis system using high temperature flue gas waste heat

The utility model discloses an energy-saving urea pyrolysis system using the heat of high temperature flue gas. The system comprises a dilute wind pipe, a flue gas dilution air exchanger, an electric heater and a pyrolytic furnace, which is located in a steering chamber area of a coal-fired boiler. An electric regulating valve, a manual flue gas gate, and a compensator are connected to the inlet of a flue gas diluent heat exchanger; the outlet of a flue gas dilution air exchanger is connected to the inlet of an electric heater; the other is connected by an electric regulating valve and a dilution wind bypass and the outlet of a heat exchanger with a flue gas dilution air, and the outlet of an electric heater and a pyrolysis furnace Imports are connected. The utility model can reduce the energy consumption level of the urea pyrolysis and denitrification system by heating the diluting wind required by the urea pyrolysis by using the heat of the high temperature flue gas to replace the electric heater, and the energy consumption and emission reduction aim of the urea pyrolysis and denitrification system can be effectively reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统
本技术专利涉及火电厂尿素热解脱硝系统，具体为一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统。
技术介绍
目前，国内大型发电厂烟气脱硝主要采用选择性催化烟气脱硝技术（SCR），其化学反应机理比较复杂，但主要的反应是NH3在一定的温度和催化剂作用下，选择性地把烟气中的NOx还原成N2和H2O等，目前最常用的还原剂制备方案一般有3种：液氨法、氨水法和尿素法。采用液氨法，具有投资少，运行费用较低等优点。但其在储存和制备系统在安全、消防和环保等方面需满足相关的规范，对电厂的日常运行和管理需按二级重大危险源要求，如管理不善极易造成重大事故；氨水法较液氨法相对安全，但同样存在安全隐患，且与其他常用方法比较运行费用最高，因此国内电厂已很少使用。尿素法主要采用的是尿素热解制氨技术，其技术要点为利用热空气作为热源，在350~600℃下快速分解浓度为40~55%的尿素水溶液制取氨气。其优点为近常压解热，操作压力低。其缺点是能耗大、运行费用高。尿素热解装置在运行过程中，由于稀释风温度低、流量大，将风加热至350~600℃需要吸收大量的热量，同时脱硝系统需氨量大，尿素热解也要吸收较大的热量，因此，这两部分热量综合之下，需要消耗大量的燃油或者电能为其提供充足的热量。尿素热解系统中，尿素溶液经由供液泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入热解炉内与电加热器出口的高温稀释风混合均匀后分解，生成NH3（体积浓度小于5%）、H2O和CO2，热解炉出口气体混合物再通过氨喷射系统喷入脱硝反应器。以国内300MW燃煤机组为例，如果其热解稀释风风源为环境风，并采用电加热器对其进行加热，在额定工况下运行时的耗电量可达到860kWh/h，而电能属于清洁的二次能源，从能源利用的角度分析，因使用环境风作为稀释风风源而导致电能大量消耗的方式是不经济的。为了利用高温烟气热量使尿素溶液热解制氨，授权公告号为CN202438306U的技术专利公开了一种利用电厂锅炉烟气余热使尿素热解的装置，通过在锅炉烟道内布置管式换热器，利用烟气热量将预热后的冷风加热到600℃以满足尿素热解制氨热量要求。但是该专利并未考虑管式换热器存在故障时，脱硝系统的安全可靠性，同时，并未考虑锅炉变负荷运行时的温度控制，变负荷运行状况较差。授权公告号为CN104226109A的技术专利公开了一种锅炉内置尿素热解管的SCR脱硝方法及其装置，该技术通过在锅炉低温过热器或低温再热器区域布置尿素热解管束，通过压力风的驱动尿素溶液在尿素热解管束中直接热解制氨。该技术提出的工艺，利用高温烟气热量在尿素热解管束中直接完成了尿素热解制氨过程，尽管是对高温烟气的余热利用，但是由于管束尺寸的限制，尿素热解存在反应不充分，转化率降低的问题，同时，低温过热器或低温再热器区域布置空间有限。而授权公告号为CN104587830A和CN102210974A的技术专利公开了尿素溶液烟道内直喷热解的装置及方法，均利用SCR反应器入口烟气热量对尿素溶液进行直接热解，无需水解和热解所必须的专门热源。相比较授权公告号为CN104226109A的技术专利，尿素热解空间充足，且无需布置专门的热解管束，但是由于流速问题，同样存在尿素热解转化率降低的问题，同时，尿素溶液直接喷入炉内，存在尿素液滴来不及反应而在烟道内堆积的问题。授权公告号为CN202609955U的技术专利专利公开了一种脱硝用尿素热解制氨工艺装置，通过从锅炉烟气中引出热烟气，通过外置换热器对空气进行加热，满足尿素热解热量需求。与授权公告号为CN202438306U的技术专利相比，该专利将换热器放置在锅炉外，换热后的烟气直接进入烟囱，但是，存在的问题是，烟气从锅炉内引出，对烟道和挡板的材质要求较高，同时，换热器中换热后的烟气直接进入烟囱，这部分烟气的热量没有得到进一步利用，对于锅炉引出位置后的受热面存在一定影响。
技术实现思路
针对上述问题，本技术专利提供了一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，通过在燃煤锅炉转向室区域内置烟气-稀释风换热器，替代电加热器，通过利用高温烟气热量加热尿素热解所需的稀释风，有效降低尿素热解脱硝系统能耗水平，达到节能减排目的。本技术专利第一目的在于提供一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，上述系统包括依次相连的稀释风管道、烟气-稀释风换热器、电加热器、热解炉，上述烟气-稀释风换热器位于燃煤锅炉的转向室区域，上述稀释风管道出口分为两路，一路经由第三电动调节风门、第二手动烟气闸板门和第三补偿器与烟气-稀释风换热器进口相连;上述烟气-稀释风换热器的出口与电加热器进口相连；另一路通过第二电动调节风门和稀释风旁路并与与烟气-稀释风换热器出口汇合，上述电加热器出口与热解炉的进口相连。本技术提供的一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统进一步设置为，上述稀释风管道上设有电动调节风门。本技术提供的一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统进一步设置为，上述烟气-稀释风换热器的出口与电加热器进口之间还设有第一补偿器（10）、第一手动烟气闸板门（11）、第二补偿器（12）。本技术提供的一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统进一步设置为，上述烟气-稀释风换热器为稀释风走管内，烟气走管外的管式或鳍片管换热器。本技术提供的一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统进一步设置为，上述的稀释风管道和电加热器之间的稀释风旁路上还设有多个温度传感器。用于配合电动调节阀门和电动调节风门控制进入电加热器的稀释风温度可有效调节稀释风温度，并且当换热器产生较大磨损、泄漏等故障时，旁路稀释风可保障烟气-稀释风换热系统的安全性。本技术的第二目的在于提供一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统的控制方法，上述方法步骤包括如下：A:在机组启动、烟气余热不足时投入电加热器，以保证在低烟温情况下电加热器出口温度达到度以上；B当锅炉烟气温度随机组负荷逐步上升时，逐步减小电加热器的输出功率直至撤出电加热器运行;C当机组正常运行时，撤出电加热器运行，利用稀释风旁调节阀和电动调节风门控制电加热器出口温度，在喷氨量变化时，控制电加热器出口温度稳定在度-度之间。与现有技术相比，本技术专利所提供的一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，具有以下优点：、通过在稀释风管道上设置手动烟气挡板门，确保了设备运行过程中一旦烟气泄漏进入稀释风管道或者换热器停止使用时，可以及时隔离烟气，确保设备设施安全。、设置了双重温度调节用的电动调节风门，进一步提高了稀释风温度的调节范围及调节灵敏性，实现本系统的更优运行。附图说明图1为本技术专利的原理图。具体实施方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术专利。但是本技术专利能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术专利内涵的情况下做类似推广，因此本技术专利不受下面公开的具体实施例的限制。下面结合附图和实施例，对本技术专利的具体实施方式做进一步的说明。实施例1在本实施例中，结合附图，对本技术专利的结构进行详细描述。一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，上述系统包括依次相连的稀释风管道6、烟气-稀释风换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，所述系统包括依次相连的稀释风管道（6）、烟气‑稀释风换热器（3）、电加热器（4）、热解炉（5），所述烟气‑稀释风换热器（3）位于燃煤锅炉（1）的转向室区域（2），其特征在于，所述稀释风管道（6）出口分为两路，一路经由第三电动调节风门（15）、第二手动烟气闸板门（14）和第三补偿器（13）与烟气‑稀释风换热器（3）进口相连;所述烟气‑稀释风换热器（3）的出口与电加热器（4）进口相连；另一路通过第二电动调节风门(8）和稀释风旁路（9）后与烟气‑稀释风换热器（3）出口汇合，所述电加热器（4）出口与热解炉（5）的进口相连；所述稀释风管道（6）上设有第一电动调节风门（7）；所述烟气‑稀释风换热器（3）的出口与电加热器（4）进口之间还设有第一补偿器（10）、第一手动烟气闸板门（11）、第二补偿器（12）；所述烟气‑稀释风换热器（3）为稀释风走管内，烟气走管外的管式或鳍片管换热器；所述的稀释风管道（6）和电加热器（4）之间的稀释风旁路（9）上还设有多个温度传感器。

【技术特征摘要】
1.一种利用高温烟气余热的节能型尿素热解系统，所述系统包括依次相连的稀释风管道（6）、烟气-稀释风换热器（3）、电加热器（4）、热解炉（5），所述烟气-稀释风换热器（3）位于燃煤锅炉（1）的转向室区域（2），其特征在于，所述稀释风管道（6）出口分为两路，一路经由第三电动调节风门（15）、第二手动烟气闸板门（14）和第三补偿器（13）与烟气-稀释风换热器（3）进口相连;所述烟气-稀释风换热器（3）的出口与电加热器（4）进口相连；另一路通过第二电动调节风...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞上长，李文华，翁忠华，彭福仁，王杰，陈国权，尚秀元，杨明花，翁献进，杨建国，樊立安，蒋新伟，
申请(专利权)人：浙江浙能温州发电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33