[發明專利]以尿素工藝冷凝液為還原劑的煙氣脫硝裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201410491097.0
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104258716A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 劉興旭;李玉順;顧朝暉;劉欣;周翔;王天峰;段東林
• 申請（專利權）人: 河南心連心化肥有限公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56;B01D53/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種以尿素工藝冷凝液為還原劑的煙氣脫硝裝置，該控制裝置包括還原劑輸送系統、冷卻風系統和微機控制系統，其特征在于：

a、還原劑輸送系統包括尿素工藝冷凝液管路(1)通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)與尿素工藝冷凝液儲槽(3)上部的進口相連，尿素工藝冷凝液儲槽(3)底部的出口通過管道依次與第一三通(4)、過濾器(6)、尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)、第二三通(10)，管道混合器(8)和混合液電動閥(9)相連，混合液電動閥(9)通過管道分別與若干個分管路混合液流量計(21)相連，若干個分管路混合液流量計(21)分別通過相對應的分管路流量調節閥門(19)與若干個噴槍(27)的混合液進口相連；添加劑管路(12)通過添加劑進口電動閥(13)依次與添加劑儲槽(14)上部的進口相連，添加劑儲槽(14)底部的出口通過管道依次與第三三通(18)、添加劑過濾器(16)，添加劑輸送泵(15)和添加劑輸送泵出口流量計(17)相連，所述添加劑輸送泵出口流量計(17)通過管道與第二三通(10)的第三端相連；所述第一三通(4)的第三端與第三三通(18)的第三端之間的管道上設有尿素工藝冷凝液電動閥(11)；所述尿素工藝冷凝液輸送泵(5)上設有第一變頻器(31)，所述添加劑輸送泵(15)上設有第二變頻器(32)，所述若干個噴槍(27)設置在水平煙道(36)內，所述水平煙道(36)的一端與循環流化床鍋爐(35)相連，其另一端與旋風筒(30)相連；

b、冷卻風系統包括空氣壓縮機(22)，空氣壓縮機(22)通過管道與壓縮空氣電動閥(23)相連，壓縮空氣電動閥(23)通過管道分別與若干個分管路流量調節閥門(25)相連，若干個分管路流量調節閥門(25)分別與相對應的若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口相連；

c、微機控制系統包括DCS主控制卡(33)和DCS數據庫(34)，NOx分析儀器(28)分別通過DCS數據庫(34)與DCS主控制卡(33)相連，所述DCS主控制卡(33)分別通過第一變頻器(31)和第二變頻器(32)來控制尿素工藝冷凝液輸送泵(5)和添加劑輸送泵(15)。

2.根據權利要求1所述的以尿素工藝冷凝液為還原劑的煙氣脫硝裝置，其特征在于：所述第一三通(4)的第一端與尿素工藝冷凝液儲槽(3)底部的出口相連，第一三通(4)的第二端與過濾器(6)相連，第一三通(4)的第三端與尿素工藝冷凝液電動閥(11)相連；所述第二三通(10)的第一端與尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)相連，所述第二三通(10)的第二端與管道混合器(8)相連，所述第二三通(10)的第三端與添加劑輸送泵出口流量計(17)相連；所述第三三通(18)的第一端與添加劑儲槽(14)底部的出口相連，第三三通(18)的第二端與添加劑過濾器(16)相連，第三三通(18)的第三端與尿素工藝冷凝液電動閥(11)相連。

3.根據權利要求1所述的以尿素工藝冷凝液為還原劑的煙氣脫硝裝置，其特征在于：所述NOx分析儀器(28)設置在煙道(26)與靜電除塵器(20)之間的電除塵器入口煙道(24)內；所述鍋爐煙氣流量檢測傳感器(29)設置在循環流化床鍋爐(35)內。

4.根據權利要求1所述的以尿素工藝冷凝液為還原劑的煙氣脫硝裝置的控制方法，其特征在于：該控制方法包括循環流化床鍋爐NOx低濃度控制方法和循環流化床鍋爐NOx高濃度控制方法：

當循環流化床鍋爐NOx初始排放濃度≤300mg/Nm³時，煙氣排放要求為NOx排放濃度100mg/Nm³，此時為循環流化床鍋爐NOx低濃度的情況，其循環流化床鍋爐NOx低濃度控制方法，包括下列步驟：

步驟一：通過鍋爐煙氣流量檢測傳感器(29)檢測出循環流化床鍋爐煙氣量為100000Nm³/h，通過NOx分析儀器(28)檢測NOx初始濃度為300mg/Nm³，通過DCS主控卡(33)設定NOx排放目標值為80mg/Nm³，并控制第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度調整為65％；

步驟二：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液分為第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液；

步驟三：使步驟二中所述的第一部分尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將第一部分尿素工藝冷凝液的壓力升至0.5～0.6MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中；

步驟四：使步驟二中所述的第二部分尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液電動閥(11)，第三三通(18)和添加劑過濾器(16)進入添加劑輸送泵(15)內，將第二部分尿素工藝冷凝液壓力升至0.5～0.6MPa后，經添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中，使第二部分尿素工藝冷凝液與步驟三中加壓后的第一部分尿素工藝冷凝液在管道混合器(8)內混合，上述混合液在管道混合器(8)內的壓力為0.2～0.4MPa；

步驟五：步驟一中所述第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度為65％，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟三內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的第一部分尿素工藝冷凝液的流量為200～210L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟四中通過添加劑輸送泵(15)的第二部分尿素工藝冷凝液的流量為200～210L/h，則第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液總流量之和為400～420L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為400～420L/h；

步驟六：將步驟五中所述的管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內；

步驟七：空氣壓縮機(22)內的壓縮空氣通過壓縮空氣電動閥(23)進入若干個分管路內，并通過若干個分管路流量調節閥門(25)進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內；

步驟八：將步驟六中進入噴槍(27)混合液進口的混合液與步驟七中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度降至70～90mg/Nm³；

步驟九：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為60mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)通過DCS主控制卡(33)將數據與設定的NOx排放目標值80mg/Nm³進行對比后，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度調整為55％；

步驟十：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液分為第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液；

步驟十一：使步驟十中所述的第一部分尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將第一部分尿素工藝冷凝液的壓力升至0.5～0.6MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中；

步驟十二：使步驟十中所述的第二部分尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液電動閥(11)，第三三通(18)和添加劑過濾器(16)進入添加劑輸送泵(15)內，將第二部分尿素工藝冷凝液壓力升至0.5～0.6MPa后，經添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中，使第二部分尿素工藝冷凝液與步驟十一中加壓后的第一部分尿素工藝冷凝液在管道混合器(8)內混合，上述混合液在管道混合器(8)內的壓力為0.2～0.4MPa；

步驟十三：步驟九中所述第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度為55％，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟十一內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的第一部分尿素工藝冷凝液的流量為150～160L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟十二中通過添加劑輸送泵(15)的第二部分尿素工藝冷凝液的流量為150～160L/h，則第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液總流量之和為300～320L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為300～320L/h；

步驟十四：將步驟十三中所述的管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內，并與步驟七中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度升至70～90mg/Nm³；

步驟十五：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為70～90mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)將數據反饋給DCS主控制卡(33)，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度調整為65％；

步驟十六：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為100mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)通過DCS主控制卡(33)將數據與設定的NOx排放目標值80mg/Nm³進行對比后，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度調整為85％；

步驟十七：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液分為第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液；

步驟是十八：使步驟十七中所述的第一部分尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將第一部分尿素工藝冷凝液的壓力升至0.5～0.6MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中；

步驟十九：使步驟十七中所述的第二部分尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液電動閥(11)，第三三通(18)和添加劑過濾器(16)進入添加劑輸送泵(15)內，將第二部分尿素工藝冷凝液壓力升至0.5～0.6MPa后，經添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)中，使第二部分尿素工藝冷凝液與步驟十八中加壓后的第一部分尿素工藝冷凝液在管道混合器(8)內混合，上述混合液在管道混合器(8)內的壓力為0.2～0.4MPa；

步驟二十：步驟十六中所述第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度為85％，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟十八內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的第一部分尿素工藝冷凝液的流量為230～240L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟十九中通過添加劑輸送泵(15)的第二部分尿素工藝冷凝液的流量為230～240L/h，則第一部分尿素工藝冷凝液和第二部分尿素工藝冷凝液總流量之和為460～480L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為460～480L/h；

步驟二十一：將步驟二十中所述的管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內，并與步驟七中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度降至70～90mg/Nm³；

步驟二十二：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為70～90mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)將數據反饋給DCS主控制卡(33)，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)和第二變頻器(32)的開度調整為65％；

當循環流化床鍋爐NOx初始排放濃度＞300mg/Nm³時，煙氣排放要求為NOx排放濃度≤100mg/Nm³，此時為循環流化床鍋爐NOx高濃度的情況，其循環流化床鍋爐NOx高濃度控制方法，包括下列步驟：

步驟一：通過鍋爐煙氣流量檢測傳感器(29)檢測出循環流化床鍋爐煙氣量100000Nm³/h，通過NOx分析儀器(28)檢測NOx初始濃度為350mg/Nm³，通過DCS主控卡(33)設定NOx排放目標值為80mg/Nm³，DCS主控卡(33)控制第一變頻器(31)的開度調整為79％，DCS主控卡(33)控制第二變頻器(32)的開度調整為21％；

步驟二：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液的壓力升至0.5～0.6MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內；

步驟三：添加劑管路(12)內為濃度為18％的氨水，濃度為18％的氨水依次通過添加劑進口電動閥(13)、添加劑儲槽(14)上部的進口、添加劑儲槽(14)底部的出口、第三三通(18)、添加劑過濾器(16)、添加劑輸送泵(15)，添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內，所述濃度為18％的氨水進入添加劑輸送泵(15)后，其壓力升至0.3～0.5MPa；

步驟四：將步驟二中所述含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液和步驟三中所述濃度為18％的氨水在管道混合器(8)內混合，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟二內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的尿素工藝冷凝液的流量為360～380L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟三中通過添加劑輸送泵(15)的濃度為18％的氨水的流量為80～100L/h，則尿素工藝冷凝液和濃度為18％的氨水總流量之和為440～480L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為440～480L/h，所述管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內；

步驟五：空氣壓縮機(22)內的壓縮空氣通過壓縮空氣電動閥(23)進入若干個分管路內，并通過若干個分管路流量調節閥門(25)進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內；

步驟六：將步驟四中進入噴槍(27)混合液進口的混合液與步驟五中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度降至70～90mg/Nm³；

步驟七：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為60mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)通過DCS主控制卡(33)將數據與設定的NOx排放目標值80mg/Nm³進行對比后，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)的開度調整為93％，DCS主控卡(33)控制第二變頻器(32)的開度調整為8％；

步驟八：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液的壓力升至0.6～0.7MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內；

步驟九：添加劑管路(12)內為濃度為18％的氨水，濃度為18％的氨水依次通過添加劑進口電動閥(13)、添加劑儲槽(14)上部的進口、添加劑儲槽(14)底部的出口、第三三通(18)、添加劑過濾器(16)、添加劑輸送泵(15)，添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內，所述濃度為18％的氨水進入添加劑輸送泵(15)后，其壓力升至0.3～0.4MPa；

步驟十：將步驟八中所述氨氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液和步驟九中所述濃度為18％的氨水在管道混合器(8)內混合，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟八內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的尿素工藝冷凝液的流量為400～450L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟九中通過添加劑輸送泵(15)的濃度為18％的氨水的流量為20～40L/h，則尿素工藝冷凝液和濃度為18％的氨水總流量之和為420～490L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為420～490L/h，所述管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內，并與步驟五中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度升至70～90mg/Nm³；

步驟十一：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為70～90mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)將數據反饋給DCS主控制卡(33)，DCS主控卡(33)控制第一變頻器(31)的開度調整為79％，DCS主控卡(33)控制第二變頻器(32)的開度調整為21％；

步驟十二：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為100mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)通過DCS主控制卡(33)將數據與設定的NOx排放目標值90mg/Nm³進行對比后，DCS主控制卡(33)將第一變頻器(31)的開度調整為67％，DCS主控卡(33)控制第二變頻器(32)的開度調整為38％；

步驟十三：尿素工藝冷凝液管路(1)內含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過尿素工藝冷凝液進口電動閥(2)和尿素工藝冷凝液儲槽(3)進入第一三通(4)，進入第一三通(4)后含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液通過過濾器(6)進入尿素工藝冷凝液輸送泵(5)，將含氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液的壓力升至0.5～0.6MPa后，經尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內；

步驟十四：添加劑管路(12)內為濃度為18％的氨水，濃度為18％的氨水依次通過添加劑進口電動閥(13)、添加劑儲槽(14)上部的進口、添加劑儲槽(14)底部的出口、第三三通(18)、添加劑過濾器(16)、添加劑輸送泵(15)，添加劑輸送泵出口流量計(17)和第二三通(10)進入管道混合器(8)內，所述濃度為18％的氨水進入添加劑輸送泵(15)后，其壓力升至0.4～0.5MPa；

步驟十五：將步驟十三中所述氨氨濃度為8％的尿素工藝冷凝液和步驟十四中所述濃度為18％的氨水在管道混合器(8)內混合，通過尿素工藝冷凝液輸送泵出口流量計(7)檢測出所述步驟十三內通過尿素工藝冷凝液輸送泵(5)的尿素工藝冷凝液的流量為251～320L/h，通過添加劑輸送泵出口流量計(17)檢測出所述步驟十四中通過添加劑輸送泵(15)的濃度為18％的氨水的流量為120～180L/h，則尿素工藝冷凝液和濃度為18％的氨水總流量之和為371～500L/h，即管道混合器(8)內的混合液流量為371～500L/h，所述管道混合器(8)內的混合液通過混合液電動閥(9)進入若干個分管道內，并通過若干個分管路混合液流量計(21)和相對應的分管路流量調節閥門(19)進入噴槍(27)的混合液進口內，并與步驟五中所述進入若干個噴槍(27)的壓縮空氣進口內的壓縮空氣相配合，使混合液經噴槍(27)霧化后與水平煙道(36)內煙氣中的NOx發生氧化還原反應，使煙氣中的NOx排放濃度降至70～90mg/Nm³；

步驟十六：當NOx分析儀器(28)檢測NOx濃度為70～90mg/Nm³時，NOx分析儀器(28)將煙氣中NOx排放濃度數據反饋給DCS數據庫(34)，DCS數據庫(34)將數據反饋給DCS主控制卡(33)，DCS主控卡(33)控制第一變頻器(31)的開度調整為79％，DCS主控卡(33)控制第二變頻器(32)的開度調整為21％。