[发明专利]烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，是一种尿素催化水解制氨用于烟气SCR脱硝的系统及方法。

技术背景

我国主要电力供应为燃煤火力发电，而燃煤产生的氮氧化合物NOx是造成光雾和酸雨主要污染物质，控制NOx排放的主要手段是燃烧烟气脱硝，在众多烟气的脱硝工艺中，选择性催化还原(SCR)是效率最高的，也是技术和工艺最成熟的一种方法，目前，最常用的SCR技术是基于在金属催化剂的作用下，利用氨气把烟气中的NOx还原成N₂和H₂O。

我国的脱硝市场经过近几年的发展，已经有了较为深刻的认知。在具备条件的电厂，使用液氨系统，但少部分大中城市(特别是北京和上海)等人口稠密区，从安全角度出发，都选择了尿素制氨系统。现有尿素制氨技术有尿素热解制氨技术和普通尿素水解技术。尿素热解技术运行成本较高。普通尿素水解技术系统响应速率较慢。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统及方法。

本发明的技术方案如下：

一种烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统，包括反应系统、尿素溶液供给系统、蒸汽供给系统、氨空混合系统、催化剂给料系统、反吹系统和排污及安全系统；所述反应系统上设有催化剂进入口和尿素溶解进入口，所述催化剂给料系统通过催化剂进入口向反应系统提供催化剂，所述尿素溶液供给系统通过与尿素溶解进入口连接的尿素溶液管道向反应系统提供尿素溶液，所述反应系统出口的氨气通过氨气管道进入氨空混合系统进行稀释，所述反应系统上设置排污口和泄压口，通过废液排放管道和废气排放管道与排污及安全系统相连接，所述蒸汽供给系统为所述反应系统提供反应所需的热量，以及作为反吹系统用于反吹尿素溶液管道、氨气管道、废液排放管道和废气排放管道。

进一步地，所述烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统还包括废水箱，用于接收反应系统和排污及安全系统排出的含污液体。

进一步地，所述蒸汽供给系统还包括减温系统，所述减温系统用于将蒸汽减温减压后分别送入反应系统中。

进一步地，所述催化剂给料系统包括催化剂溶解箱和高压泵，所述催化剂在催化剂溶解箱溶解后，通过高压泵加入反应系统中，催化剂在反应系统内可循环使用，由于排渣时催化剂会损耗一部分，所以，需每隔一段时间添加催化剂。

进一步地，所述催化剂为磷酸铵盐类催化剂。

进一步地，所述尿素溶液供给系统中的尿素溶液分为两路，一路进入催化剂溶解箱中，用于溶解固态催化剂；第二路进入反应系统中。其中，连接反应系统的尿素溶液管道是主管道，从主管道上分出了一个分支用来溶解催化剂溶解箱里面的催化剂。该尿素溶解进入口亦为反应系统初始进水口，此外，当系统故障或停机时，需用除盐水清洗反应系统，可用高压泵通过该进口将除盐水打入反应系统中。该主管道上设置压力传感器、气动球阀、逆止阀及手动阀等。

进一步地，所述烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统还包括除盐水供给系统，所述除盐水供给系统通过除盐水管道向三个支路提供除盐水：一路为用于反应系统中尿素溶液的稀释；一路用于废水箱稀释；一路用于催化剂溶解箱的冲洗。除盐水的水质要求为：SiO₂≤20μg/L、Hardness～0μg/L、Conductivity(25DegC)≤0.40μS/cm，温度为20-50℃，压力为0.1-0.3MPa。

进一步地，所述烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨系统还包括用于为需要伴热的管道伴热的伴热系统，需要伴热的管道包括尿素溶液管道、除盐水管道、废液排放管道、氨气管道、废气排放管道、催化剂溶液管道。

进一步地，所述反应系统包括双气室尿素催化水解反应器，该反应器内设置挡板，将反应器分为大气室和小气室两个气室，大气室用于反应，小气室用于表面排污。小气室体积约为大气室的5-15％，挡板高度为反应器直径的60-80％，并且大小气室都安装有加热盘管。因为尿素与催化剂里含有杂质，反应过程中产生污染物，所以需要定时清理反应器中的固体、沉积物和其他污染物，使其保持到最小值，反应器需要定期进行底部排污和表面排污。定期升高反应室的液位，将上层含污液体排入小气室，将其在小气室的底部排出到废水箱。大气室底部的含污液体从大气室底部的排污口排出到废水箱。

进一步地，本发明的系统还包括疏水扩容器，所述加热盘管中蒸汽加热后形成的饱和水通过疏水管道进入疏水扩容器，所述疏水管道上设置疏水器、旁路手动门等阀门。