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基于SCR烟气脱硝的尿素热解系统节能改造


电力产业网获悉:针对SCR烟气脱硝尿素热解系统电加热器能耗高、运行成本大的弊端,提出1种采用高温烟气换热器代替电加热器的方法。以国内某台1000MW超超临界机组为例,通过试验分析了烟气温度、烟气流量、尿素消耗量对高温烟气换热器的影响,提出了高温烟气换热器的控制策略。试验表明,采用烟气换热器可大幅降低电厂用电量,节约运行费用,经济效益明显。

随着我国脱硝排放标准的日益严格,选择性催化还原法(SCR)在燃煤机组已经得到广泛应用。在现有的SCR烟气脱硝技术中,还原剂主要有尿素、氨水和液氨3种。氨水和液氨具有强腐蚀性,运输与储存均有较大的安全隐患,因此尿素作为一种安全的还原剂得到了广泛的运用,但常规的加热器热解的方式能耗较高,为此本文提出一种利用高温烟气加热热一次风作为尿素热解热源的方法,可为SCR尿素热解系统经济运行提供借鉴。

1尿素热解技术

1.1工艺原理

SCR烟气脱硝中尿素热解反应是将质量分数为40%~50%尿素溶液喷入热解炉,在温度为350~650℃的热一次风下,尿素溶液蒸发析出尿素,生成NH3和CO2。总方程式为:

QQ截图20190724083313.jpg

1.2尿素热解技术

SCR尿素热解的关键就是热源,目前常用的尿素热解用热源主要有电加热、燃油加热、烟气换热等。

1.2.1电加热热一次风

通过电加热器加热热一次风(300℃左右)作为尿素热解用热源是当前国内燃煤机组常用的方法(见图1所示),锅炉一次风自身压头较大,不需增设其他设备,系统整体比较简单。但是该技术能耗较高,1000MW机组电加热功率为1200kW左右,运行成本较大。

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图1尿素热解电加热示意图

1.2.2燃油加热

燃油加热可以直接通过火炬燃烧燃油,并混合一定的冷风,使热烟气的温度达到600℃左右。本系统最为简单,但因为柴油价格高,因此加热成本比电加热还高,基本上不再采用。

1.2.3烟气换热

以锅炉的高温烟气对热一次风进行加热,是一种比较节能的加热方式,分内置式烟气换热和外置式烟气换热2种结构,见图2、图3所示。来源:何运业 等

QQ截图20190724083301.jpg

图2尿素热解内置式烟气换热示意图

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图3尿素热解外置式烟气换热示意图


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