一种以尿素为还原剂的SNCR脱硝系统的制作方法

一种以尿素为还原剂的sncr脱硝系统
技术领域
1.本实用新型属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种以尿素为还原剂的sncr脱硝系统。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，城市每天产生的生活垃圾数量越来越巨大，传统的填埋等处理方式无法持续，如何科学合理地综合处理利用垃圾，成为越来越重要的课题，无害化、减量化和资源化成为共识。其中，对燃烧值较高的垃圾进行高温焚烧，运用焚烧垃圾产生的热量加热产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机进行发电，在实践中得到越来越广泛的应用。
3.选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction)是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。对于城市垃圾焚烧炉来说，多采用炉内喷入尿素作为还原剂，还原剂只和烟气中的nox反应，一般不与氧反应，因为没有采用催化剂，故被称为选择性非催化还原法(简称sncr)。由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成氨气，与烟气中的nox反应生成氮气和水。
4.sncr脱硝系统首先需要制备尿素溶液，传统上依靠操作工进行，具体做法是将袋装的尿素倾倒入尿素溶液制备罐中，加入一定量的自来水，搅拌使尿素熔化并成为均匀的尿素溶液。此种方式的缺陷主要包括：1、操作工的工作强度大，容易造成投料量或加水量不严谨，使配制的溶液浓度出现波动；2、工人容易直接向敞口的尿素溶液制备罐倾倒尿素，且容易落入灰尘，时间一长容易在罐底沉积，堵塞输送管道。3、采用自来水溶解尿素颗粒，需要相对较长的时间，且加热后，暂时硬度析出，会在管道内壁结垢，严重时会堵塞管道。4、尿素溶液容易在管道内壁结晶，使管径变小，若不及时清理会造成堵塞，一旦堵塞就很难再疏通。
5.此外，虽然现有技术中提及了采用储存罐存储配制好的尿素溶液，但是现有尿素溶液储存罐的搅拌装置搅拌效率低、耗能大，对尿素溶液的储存效果较差。而且运行过程中，搅拌装置还存在振动过大的问题，引起储存罐壳体的振动，对现场安全运行造成了不良影响。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、操作简单、人工劳动强度低、尿素溶液的配制和储存稳定性高的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，包括：配制罐、储存罐、真空上料装置和与除氧器连接的第一进水管；所述第一进水管和真空上料装置分别与配制罐连接，用于实现自动输入水和固体尿素；所述配制罐内部设有第一电伴热带、第一搅拌装置和第一液位计，
所述第一搅拌装置用于实现水与固体尿素均匀混合以得到尿素溶液，所述第一电伴热带用于实现尿素溶液加热，所述第一液位计用于计量尿素溶液的体积；所述配制罐底部设有出液管路，所述出液管路包括并联设置的第一支路a和第二支路b，所述第二支路b与焚烧炉连接，用于将尿素溶液输送至焚烧炉内与烟气进行脱硝反应，所述第一支路a与储存罐连接，用于将尿素溶液输送至储存罐中；所述储存罐内部设有第二电伴热带、第二搅拌装置和第二液位计，所述第二搅拌装置用于实现尿素溶液均匀搅拌，所述第二电伴热带用于实现尿素溶液加热，所述第二液位计用于计量尿素溶液的体积；所述储存罐底部设有出液管路，所述出液管路与焚烧炉连接，用于将尿素溶液输送至焚烧炉内与烟气进行脱硝反应。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述第二支路b与储存罐底部的出液管路合并至出液总管路c，所述出液总管路c上设有第三过滤器，所述第三过滤器用于过滤进入焚烧炉内的尿素溶液。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述第一支路a上并联设有两组泵送支路，所述泵送支路上设有用于过滤尿素溶液的过滤器、用于输送尿素溶液的输送泵以及用于防止尿素溶液回流的逆止阀。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述配制罐和储存罐上均设有排空阀、溢流口和排污口。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述第二搅拌装置包括螺旋搅拌桨，用于实现尿素溶液均匀搅拌。
13.作为本实用新型的进一步改进，还包括减振组件，减振组件固定在储存罐内部，且位于搅拌杆中下部，用于防止搅拌杆晃动。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述减振组件包括第一减振部件和第二减振部件，所述第一减振部件套设在搅拌杆外部，所述第二减振部件套设在第一减振部件外部，且第一减振部件与搅拌杆之间间隙配合。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述第一减振部件和第二减振部件均为半圆筒形结构，第一减振部件外侧设有凹槽，第二减振部件的两侧分别设有连接耳，所述连接耳上设有连接孔；所述第二减振部件套设在凹槽外部，连接孔用于实现第二减振部件固定在第一减振部件外部。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述真空上料装置包括上料罐、真空上料机和真空泵；所述真空泵与上料罐顶部连接，用于实现上料罐内部抽真空；所述真空上料机与上料罐上部连接，用于实现固体尿素输送至上料罐中；所述上料罐底部与配制罐顶部连接，用于实现固体尿素输送至配制罐中。
17.作为本实用新型的进一步改进，还包括用于输送除盐水的第二进水管，所述第二进水管包括进水支路一d和进水支路二e；所述进水支路一d与配制罐连接，用于输送除盐水至配制罐中；所述进水支路二e与第一支路a连接，用于输送除盐水至第一支路a中。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
19.1、本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，通过将真空上料装置和第一进水管与配置罐1连接，实现了水和固体尿素的自动进料，有效减轻了操作人员的劳动强度，同时也有利于控制进料的精准度；通过在配制罐和储存罐内部均设置了电伴热带、搅拌装置和液位计，实现了尿素溶液的均匀搅拌，同时使得尿素溶液保持一定的温度，避免出现尿
素结晶析出的现象，并且还对罐内尿素溶液的容量进行了监测，大大提高了尿素溶液的制备、存储和输送稳定性，提高了脱硝系统的工作效率；进一步地，通过在配制罐底部设置的出液管路上设置了并联的第一支路a和第二支路b，从配制罐出来的尿素溶液不仅仅可以通过第一支路a去往储存罐，还可以通过第二支路b直接去往焚烧炉内与烟气进行脱硝反应，既提高了尿素溶液的使用灵活性，也提高了sncr脱硝系统持续运行的稳定性。
20.2、本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，通过在出液总管路c和第一支路a上均设置了过滤器，利用过滤器对进入储存罐或是焚烧炉内的尿素溶液进行过滤，提高了尿素溶液的纯度，有效避免了尿素溶液中的固体颗粒杂质进入焚烧炉而损坏喷淋设备，提高了喷淋设备的使用稳定性，也就提高了烟气脱硝的质量。
21.3、本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，通过将第二搅拌装置的搅拌桨设置为类似弹簧结构的螺旋搅拌桨，利用下大上小的螺旋搅拌桨对储存罐底部的尿素溶液进行更充分的搅拌，有效防止了尿素晶体沉积到储存罐底部；进一步地，可以采用韧性钢来制备螺旋搅拌桨，利用韧性钢的作用将惯性力传递到更远的距离，使得搅拌装置更加节能。
22.4、本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，通过在储存罐内部设置减振组件，并且位于搅拌杆中下部，利用减振组件对搅拌杆进行限位，有效防止了搅拌杆在运行过程中发生晃动，提高了储存罐的使用安全性。
23.5、本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，通过利用真空泵抽吸上料罐中的空气，使得上料罐中的压力变小，与上料罐相连的真空上料机的压强则增大，使得真空上料机中的固体尿素顺利进入上料罐中，实现了固体尿素自动上料，大大降低了人力劳动强度。
附图说明
24.图1为本实用新型以尿素为还原剂的sncr脱硝系统的结构原理示意图。
25.图2为本实用新型中第一减振部件的主视结构原理示意图。
26.图3为本实用新型中第一减振部件的俯视结构原理示意图。
27.图4为本实用新型中第一减振部件的侧视结构原理示意图。
28.图5为本实用新型中第二减振部件的主视结构原理示意图。
29.图6为本实用新型中第二减振部件的俯视结构原理示意图。
30.图7为本实用新型中第二减振部件的侧视结构原理示意图。
31.图例说明：1、配制罐；2、储存罐；3、上料罐；4、真空上料机；5、第一进水管；6、第二进水管；7、真空泵；8、第一阀门；9、第二阀门；10、第三阀门；11、第四阀门；12、第五阀门；13、第六阀门；14、第七阀门；15、第一溢流口；16、第一电伴热带；17、第一排污口；18、第一搅拌装置；19、第八阀门；20、第九阀门；21、第十阀门；22、第十一阀门；23、第一液位计；24、第十二阀门；25、第一排空阀；26、第十二阀门；27、第十三阀门；28、第十四阀门；29、第一过滤器；30、第一输送泵；31、第一逆止阀；32、第十五阀门；33、第十六阀门；34、第二过滤器；35、第二输送泵；36、第二逆止阀；37、第十七阀门；38、减振组件；381、第一减振部件；3811、凹槽；382、第二减振部件；3821、连接耳；3822、连接孔；39、第二电伴热带；40、第二搅拌装置；41、第二溢流口；42、第二排空阀；43、第十八阀门；44、第二液位计；45、第十九阀门；46、第三过滤器；47、第二十阀门；48、第二十一阀门；49、第二十二阀门；50、第二十三阀门；51、第二十
四阀门；52、第二排污口；53、螺旋搅拌桨；54、搅拌杆；a、第一支路；b、第二支路；c、出液总管路；d、进水支路一；e、进水支路二。
具体实施方式
32.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
33.实施例
34.如图1至图7所示，本实用新型的以尿素为还原剂的sncr脱硝系统，包括：配制罐1、储存罐2、真空上料装置和与除氧器水平衡管连接的第一进水管5。为了提高设备的使用性能，配制罐1和储存罐2可以采用具有良好的耐腐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性优异的304不锈钢制备得到。第一进水管5和真空上料装置分别与配制罐1连接，用于实现自动输入水和固体尿素。具体地，在第一进水管5上依次设有第三阀门10、第五阀门12和第七阀门14；第五阀门12为进水调节阀门，与控制系统连接，可实现自动开关；第三阀门10和第七阀门14分别为进水调节阀门的前、后隔绝阀门，当第五阀门12需要进行检修维护时，分别关闭第三阀门10和第七阀门14，即可实现第五阀门12与进水管隔绝，以提高检修效果。可以理解，从除氧器水平衡管送来的热水可达到130℃左右，利用热水可大大提高固体尿素的溶解效果。
35.配制罐1内部设有第一电伴热带16、第一搅拌装置18和第一液位计23；第一搅拌装置18用于实现热水与固体尿素均匀混合以得到浓度为40％的尿素溶液；第一电伴热带16用于实现尿素溶液加热，使得尿素溶液保持在一定的温度范围内，避免出现尿素结晶析出而堵塞管道的现象；第一液位计23用于计量尿素溶液的体积，以便于操作人员实时掌握配制罐1内的尿素溶液储量。可以理解，第一电伴热带16和第一搅拌装置18为常规装置，第一液位计23可以采用磁翻板液位计，并且在液位计下部和上部分别设有第八阀门19和第十二阀门24，打开两个阀门，尿素溶液填充至液位计中，即可读取配制罐1内的尿素溶液储量。
36.配制罐1底部设有出液管路，出液管路包括并联设置的第一支路a和第二支路b，第二支路b与焚烧炉连接，用于将尿素溶液输送至焚烧炉内与烟气进行脱硝反应，第一支路a与储存罐2连接，用于将尿素溶液输送至储存罐2中。即，配制罐1中配制好的尿素溶液既可以直接送入焚烧炉内反应，也可以输送至储存罐2中存储备用。具体地，在配制罐1底部的出液管路上设有第九阀门20，通过第九阀门20控制配制罐1出液；在第一支路a上设有第十一阀门22，通过第十一阀门22调节第一支路a中的尿素溶液流量大小；在第二支路b上设有第十阀门21和第二十三阀门50，通过第十阀门21和第二十三阀门50控制第二支路b的通断。
37.储存罐2内部设有第二电伴热带39、第二搅拌装置40和第二液位计44，第二搅拌装置40用于实现尿素溶液均匀搅拌，第二电伴热带39用于实现尿素溶液加热，使得尿素溶液保持在一定的温度范围内，避免出现尿素结晶析出的现象；第二液位计44用于计量尿素溶液的体积，以便于操作人员实时掌握储存罐2内的尿素溶液储量。可以理解，第二电伴热带39和第二搅拌装置40为常规装置，第二液位计44可以采用磁翻板液位计，并且在液位计下部和上部分别设有第十八阀门43和第二十四阀门51，打开两个阀门，尿素溶液填充至液位计中，即可读取储存罐2内的尿素溶液储量。储存罐2底部设有出液管路，出液管路与焚烧炉连接，用于将尿素溶液输送至焚烧炉内与烟气进行脱硝反应。
38.本实施例中，通过将真空上料装置和第一进水管5与配置罐1连接，实现了水和固
体尿素的自动进料，有效减轻了操作人员的劳动强度，同时也有利于控制进料的精准度；通过在配制罐1和储存罐2内部均设置了电伴热带、搅拌装置和液位计，实现了尿素溶液的均匀搅拌，同时使得尿素溶液保持一定的温度，避免出现尿素结晶析出的现象，并且还对罐内尿素溶液的容量进行了监测，大大提高了尿素溶液的制备、存储和输送稳定性，提高了脱硝系统的工作效率；进一步地，通过在配制罐1底部设置的出液管路上设置了并联的第一支路a和第二支路b，从配制罐1出来的尿素溶液不仅仅可以通过第一支路a去往储存罐2，还可以通过第二支路b直接去往焚烧炉内与烟气进行脱硝反应，既提高了尿素溶液的使用灵活性，也提高了sncr脱硝系统持续运行的稳定性。
39.本实施例中，第二支路b与储存罐2底部的出液管路合并至出液总管路c，出液总管路c上设有第三过滤器46，第三过滤器46用于过滤进入焚烧炉内的尿素溶液。具体地，在储存罐2底部的出液管路上设有第二十二阀门49，通过第二十二阀门49控制储存罐2排液；在第三过滤器46的两端分别设有隔绝阀门第十九阀门45和第二十一阀门48，当第三过滤器46需要进行检修维护时，分别关闭第十九阀门45和第二十一阀门48，即可实现第三过滤器46与出液总管路c隔绝，以提高检修效果。与此同时，在出液总管路c上还设置了与第三过滤器46所在管路并联的另外一条管路，并且在管路上设置了第二十阀门47，当第三过滤器46需要进行检修维护时，打开第二十阀门47，即可实现尿素溶液输送至焚烧炉内，提高了sncr脱硝系统持续运行的稳定性。
40.本实施例中，第一支路a上并联设有两组泵送支路，泵送支路上设有用于过滤尿素溶液的过滤器、用于输送尿素溶液的输送泵以及用于防止尿素溶液回流的逆止阀。具体地，在第一组泵送支路上依次设有第十四阀门28、第一过滤器29、第一输送泵30、第一逆止阀31和第十五阀门32，第十四阀门28和第十五阀门32为第一组泵送支路的前、后隔绝门，第一组泵送支路需要进行检修维护时，关闭第十四阀门28和第十五阀门32即可实现第一组泵送支路从第一支路a中隔绝。第二组泵送支路上依次设有第十六阀门33、第二过滤器34、第二输送泵35、第二逆止阀36和第十七阀门37，第十六阀门33和第十七阀门37第二组泵送支路的前、后隔绝门，第二组泵送支路需要进行检修维护时，关闭第十六阀门33和第十七阀门37即可实现第二组泵送支路从第一支路a中隔绝。设置并联的两组泵送支路，可以实现一备一用，有利于实现系统持续稳定的运行。
41.本实施例中，通过在出液总管路c和第一支路a上均设置了过滤器，利用过滤器对进入储存罐2或是焚烧炉内的尿素溶液进行过滤，提高了尿素溶液的纯度，有效避免了尿素溶液中的固体颗粒杂质进入焚烧炉而损坏喷淋设备，提高了喷淋设备的使用稳定性，也就提高了烟气脱硝的质量。
42.本实施例中，配制罐1和储存罐2上均设有排空阀、溢流口和排污口，以提高配制罐1和储存罐2的运行可靠性。具体地，在配制罐1顶部设有第一排空阀25，用于排出配制罐1内部的空气；在配制罐1侧部设有第一溢流口15，用于排出配制罐1中多余的尿素溶液；在配制罐1底部设有第一排污口17，需要进行检修维护时，可通过第一排污口17将配制罐1排空。在储存罐2顶部设有第二排空阀42，用于排出储存罐2内部的空气；在储存罐2侧部设有第二溢流口41，用于排出储存罐2中多余的尿素溶液；在储存罐2底部设有第二排污口52，需要进行检修维护时，可通过第一排污口17将储存罐2排空。
43.本实施例中，第二搅拌装置40包括螺旋搅拌桨53，用于实现尿素溶液均匀搅拌。具
体地，螺旋搅拌桨53设置为弹簧似的逐渐外扩构型，制备材料采用韧性钢。由于尿素的密度比水大，尿素如果沉积的话，会沉积在罐体的底部，螺旋搅拌桨53设计成上小下大的结构形式，可以搅动灌体下部的尿素，并且可以利用韧性钢的作用将惯性力传递到更远的距离，实现尿素溶液均匀搅拌；同时，这样布置搅拌器的形式也会更加节能。
44.本实施例中，还包括减振组件38，减振组件38固定在储存罐2内部，且位于搅拌杆54中下部，用于防止搅拌杆54晃动，提高了储存罐2的使用安全性。可以理解，减振组件38可以通过支架组件固定在储存罐2内部，减振组件38可以采用耐腐蚀性能优异的金属材料制备得到。
45.进一步地，减振组件38包括第一减振部件381和第二减振部件382，第一减振部件381套设在搅拌杆54外部，第二减振部件382套设在第一减振部件381外部，且第一减振部件381与搅拌杆54之间间隙配合。具体地，第一减振部件381与搅拌杆54之间存在3mm的间隙，第一减振部件381与搅拌杆54之间存在滚动摩擦。通过层层套设的方式，既方便安装拆卸，同时也可以提供较好的辅助限位作用，避免搅拌杆54在运行过程中发生强烈晃动而影响储存罐2的使用安全性。
46.如图2至图7所示，本实施例中，第一减振部件381和第二减振部件382均为半圆筒形结构，第一减振部件381外侧设有凹槽3811，第二减振部件382的两侧分别设有连接耳3821，连接耳3821上设有连接孔3822；第二减振部件382套设在凹槽3811外部，连接孔3822用于实现第二减振部件382固定在第一减振部件381外部。具体地，安装时，两个第一减振部件381对称套设在搅拌杆54外侧，两个第二减振部件382再分别对称套设在两个凹槽3811内，在对齐的连接孔3822内穿入螺栓组件，即可实现两个第二减振部件382固定连接，即实现了减振组件38固定在搅拌杆54外侧。
47.本实施例中，真空上料装置包括上料罐3、真空上料机4和真空泵7。真空泵7与上料罐3顶部连接，用于实现上料罐3内部抽真空。真空上料机4与上料罐3上部连接，用于实现固体尿素输送至上料罐3中。上料罐3底部与配制罐1顶部连接，用于实现固体尿素输送至配制罐1中；进一步地，上料罐3与配制罐1之间设有第十三阀门27，第十三阀门27与控制系统连接，通过第十三阀门27控制上料罐3自动出料。通过利用真空泵7抽吸上料罐3中的空气，使得上料罐3中的压力变小，与上料罐3相连的真空上料机4的压强则增大，使得真空上料机4中的固体尿素顺利进入上料罐3中，实现了固体尿素自动上料，大大降低了人力劳动强度。
48.本实施例中，还包括用于输送除盐水的第二进水管6，第二进水管6包括进水支路一d和进水支路二e；进水支路一d与配制罐1连接，用于输送除盐水至配制罐1中；进水支路二e与第一支路a连接，用于输送除盐水至第一支路a中。除盐水为冷水，一般为备用。进一步地，第二进水管6上设有第一阀门8，通过第一阀门8控制第二进水管6的通断。进水支路一d上依次设有第二阀门9、第四阀门11和第六阀门13，第二阀门9和第六阀门13为进水支路一d的前、后隔绝门，当进水支路一d需要进行检修时，关闭第二阀门9和第六阀门13，即可实现进水支路一d从第二进水管6中隔离；第四阀门11用于调节进水支路一d的开度，第四阀门11与控制系统连接，以实现进水支路一d自动送水。进水支路二e上设有第十二阀门26，第十二阀门26用于控制进水支路二e的通断。当第一支路a需要进行冲洗维护时，打开第十二阀门26即可实现除盐水输送至第一支路a中，方便又可靠。
49.工作流程：
50.先将袋装尿素用真空上料装置投入配制罐1中,再向配制罐1注人定量的常温除盐水或约130℃的从除氧器水平衡管来的热水。尿素配料时直接由人工拆袋倒入给真空上料机4内,再由真空上料装置上到配制罐1中。配置好的浓度为40％的尿素溶液由配制罐1输送到储存罐2中。具体地，从配制罐1出来的尿素溶液，一路流到储存罐2备用，另一路直接流到焚烧炉里面进行脱销。
51.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。