一种利用尿素直喷热解喷射装置脱除SO3的装置的制作方法

一种利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置
技术领域
1.本发明涉及一种脱除so3的装置，具体涉及一种利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置。


背景技术：

2.随着国家环保标准的日益严格，燃煤机组nox的排放都要求达到超低排放(50mg/m3以下)，燃煤机组多使用选择性催化还原(scr)技术或者使用选择性非催化还原(sncr) 选择性催化还原(scr)混合法来达到超低排放。scr脱硝效率通常达到90％以上，在如此高的scr脱硝效率要求下需要使用大量的催化剂。众所周知，scr催化剂中的活性成分会促使烟气中约1％的so2转换成so3，再加上一些电厂燃烧的煤里硫份含量较高，本身燃烧产生的so3含量就高；另一方面，高的脱硝效率要求也易造成scr反应器出口截面上局部氨逃逸过高。高的氨逃逸和较高含量的so3出现，就极易在空预器的冷端受热面上生成液态的硫酸氢铵，粘附在受热面上，进一步粘附烟气中的灰，造成空预器阻力的急剧升高，从而增加机组的能耗水平，甚至影响机组负荷。为了减少硫酸氢铵的生成，一方面需要控制scr反应器出口的截面上氨逃逸数值，另一方面减少烟气中so3的技术也越来越多的受到学者的广泛关注。
3.目前出现的脱除so3的技术多为将碱性物质(ca(oh)2或者caco3)制备成溶液，然后使用双流体或单流体雾化喷枪将碱性溶液喷入scr进口或出口烟道，脱除烟气中so3；或者在scr进口或出口烟道布置喷射装置，通过气力输送装置将碱性颗粒喷入烟道内部，脱除烟气中so3。可以看到，喷入溶液的脱除so3装置，系统复杂，且喷入溶液会影响锅炉效率；而喷入固体颗粒脱除so3的装置，压缩空气的耗量也较大，同时需要布置大量的喷射装置才能获得较好的固体颗粒与烟气中so3的混合均匀性。
4.因此需要开发出一种系统简单、可靠性高的脱除so3的装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置，该装置能够实现烟气中so3的脱除，且具有系统简单、可靠性较高的特点。
6.为达到上述目的，本发明所述的利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置包括省煤器出口烟道、scr进口水平烟道、scr进口竖直烟道、scr反应器、cr脱硝出口烟道、尿素直喷热解喷枪、空压机、计量分配模块、碱性溶液储罐及混合器；
7.省煤器出口烟道与scr进口水平烟道的一端相连通，scr进口水平烟道的另一端与scr进口竖直烟道的下端相连通，scr进口竖直烟道的上端与scr反应器的入口相连通，scr反应器内设置有若干层scr脱硝催化剂层，scr反应器的出口与scr脱硝出口烟道相连通；
8.尿素直喷热解喷枪插入于省煤器出口烟道、scr进口水平烟道或scr进口竖直烟道内；
9.空压机的出口与计量分配模块的入口相连通，碱性溶液储罐的出口与混合器的入口相连通，尿素溶液储罐的出口与混合器的出口相连通，混合器的出口与计量分配模块的入口相连通，计量分配模块的出口与尿素直喷热解喷枪的入口相连通。
10.各scr脱硝催化剂层沿烟气流动方向依次分布。
11.空压机的出口依次经第一手动阀门及第一流量计与计量分配模块的入口相连通。
12.碱性溶液储罐的出口依次经第一离心泵、第二手动阀门及第二流量计与混合器的入口相连通。
13.尿素溶液储罐的出口依次第二离心泵、第三手动阀门及第三流量计与混合器的出口相连通。
14.省煤器出口烟道、scr进口水平烟道及scr进口竖直烟道内的烟气为烟温为290℃～400℃的含尘烟气。
15.尿素直喷热解喷枪包括若干喷枪。
16.一支喷枪设置有若干喷嘴。
17.尿素溶液储罐输出的尿素溶液进入到混合器中，碱性溶液储罐输出的碱性溶液进入到混合器中，在混合器中，碱性溶液与尿素溶液进行混合，然后进入到计量分配模块中进行分配，随后进入到各尿素直喷热解喷枪中，与此同时，空压机输出的压缩空气进入到计量分配模块中进行分配，然后进入到各尿素直喷热解喷枪中，混合溶液经压缩空气雾化后喷入到省煤器出口烟道、scr进口水平烟道或scr进口竖直烟道内，与烟道内的烟气混合，并在290℃～400℃的高温烟气环境下，溶液蒸发，ca(oh)2或者caco3与烟气中的so3和部分so2反应，生成caso4或caso3；尿素继续热解生成nh3和hnco，与烟气中的nox混合，然后在scr脱硝催化剂层表面发生脱硝反应，生成的干净烟气通过scr脱硝出口烟道进入后续设备中。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明所述的利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置在具体操作时，利用在scr进口烟道均匀布置的尿素直喷热解喷枪，将碱性溶液与尿素溶液混合后送入尿素直喷热解喷枪，通过尿素直喷热解喷枪将ca(oh)2或者caco3溶液和尿素溶液送入烟道中与nox和so3同时反应，最终达到nox和so3的同时脱除，相比于传统的so3脱除装置，本发明具有系统简单、可靠性高及功能性强的特点，推广应用价值更高。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图。
21.其中，1为尿素溶液储罐、21为第一离心泵、22为第二离心泵、31为第一手动阀门、32为第二手动阀门、33为第三手动阀门、41为第一流量计、42为第二流量计、43为第三流量计、5为混合器、6为碱性溶液储罐、7为空压机、8为计量分配模块、9为尿素直喷热解喷枪、10为省煤器出口烟道、11为scr进口水平烟道、12为scr进口竖直烟道、13为scr脱硝催化剂层、14为scr脱硝出口烟道。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
23.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
24.参考图1，本发明所述的利用尿素直喷热解喷射装置脱除so3的装置包括省煤器出口烟道10、scr进口水平烟道11、scr进口竖直烟道12、scr反应器、cr脱硝出口烟道14、尿素直喷热解喷枪9、空压机7、计量分配模块8、碱性溶液储罐6及混合器5；
25.省煤器出口烟道10与scr进口水平烟道11的一端相连通，scr进口水平烟道11的另一端与scr进口竖直烟道12的下端相连通，scr进口竖直烟道12的上端与scr反应器的入口相连通，scr反应器内设置有若干层scr脱硝催化剂层13，其中，各scr脱硝催化剂层13沿烟气流动方向依次分布，scr反应器的出口与scr脱硝出口烟道14相连通；
26.尿素直喷热解喷枪9插入于省煤器出口烟道10、scr进口水平烟道11或scr进口竖直烟道12内；
27.空压机7的出口依次经第一手动阀门31及第一流量计41与计量分配模块8的入口相连通，碱性溶液储罐6的出口依次经第一离心泵21、第二手动阀门32及第二流量计42与混合器5的入口相连通，尿素溶液储罐1的出口依次第二离心泵22、第三手动阀门33及第三流量计43与混合器5的出口相连通，混合器5的出口与计量分配模块8的入口相连通，计量分配模块8的出口与尿素直喷热解喷枪9的入口相连通。
28.尿素溶液和碱性溶液在混合器5中进行混合形成混合溶液，所述混合溶液与压缩空气经计量分配模块8分配后进入到尿素直喷热解喷枪9中雾化，然后喷入烟道内，其中，烟道内的烟气为烟温为290℃～400℃的含尘烟气，烟气中含有nox、so2、so3、co2、o2、n2等气体。尿素直喷热解喷枪9喷出的尿素溶液及碱性溶液混合液被压缩空气雾化后进入烟道内与烟气混合，在290℃～400℃的高温烟气环境下，溶液迅速蒸发，ca(oh)2或者caco3与烟气中的so3和部分so2反应，生成caso4或caso3；尿素继续热解生成nh3及hnco，并与烟气中nox混合，然后在scr脱硝催化剂层13表面发生脱硝反应，生成的干净烟气通过scr脱硝出口烟道14进入后续设备中。
29.尿素直喷热解喷枪9包括若干喷枪，各喷枪位于同一横截面上，且一支喷枪设置有若干喷嘴。
30.本发明的具体工作过程为：
31.尿素溶液储罐1输出的尿素溶液经第二离心泵22、第三手动阀门33及第三流量计43后进入到混合器5中，碱性溶液储罐6输出的碱性溶液经第一离心泵21、第二手动阀门32及第二流量计42后进入到混合器5中，在混合器5中，碱性溶液与尿素溶液进行混合，然后进入到计量分配模块8中进行分配，随后进入到各尿素直喷热解喷枪9中，与此同时，空压机7输出的压缩空气经第一手动阀门31及第一流量计41后进入到计量分配模块8中进行分配，
然后进入到各尿素直喷热解喷枪9中，混合溶液经压缩空气雾化后喷入到省煤器出口烟道10、scr进口水平烟道11或scr进口竖直烟道12内，与烟道内的烟气混合，并在290℃～400℃的高温烟气环境下，溶液迅速蒸发，ca(oh)2或者caco3与烟气中的so3和部分so2反应，生成caso4或caso3；尿素继续热解生成nh3和hnco，与烟气中的nox混合，然后在scr脱硝催化剂层13表面发生脱硝反应，生成的干净烟气通过scr脱硝出口烟道14进入后续设备中。
32.本发明的原理为：so2、so3和ca(oh)2或者caco3在烟道的烟气条件下能够发生脱除反应生成caso3或caso4，从而脱除烟气中的so3和少部分so2，同时尿素直喷热解喷枪9喷入的尿素在高温烟气环境下热解生成nh3和hnco，nh3和hnco与烟气中的nox在scr脱硝催化剂层13表面发生脱硝反应生成n2和h2o。