[發明專利]利用液氨為還原劑脫硝的燃氣分布式能源系統及工藝

有效

• 申請號: 201710194221.0
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106925115B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 江婷;宋洪濤;胡永鋒;沈建永;徐靜靜;張愛平;倪滿慧
• 申請（專利權）人: 中國華電科工集團有限公司;華電分布式能源工程技術有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56;F02C6/00
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

本發明公開了一種燃氣分布式能源系統及工藝，特別是一種利用液氨為還原劑脫硝的燃氣分布式能源系統及工藝，屬于燃氣分布式能源供能技術領域。本系統由燃氣輪機系統、脫硝系統和余熱利用系統組成，燃氣輪機系統設于該系統的頂部，脫硝系統、余熱利用系統依次置于燃氣輪機系統之后。脫硝系統包括順次連接的液氨儲藏罐、液氨流量閥、氨蒸發器、氨?煙氣混合器、噴氨柵格和SCR反應器，氨蒸發器、噴氨柵格均與燃氣輪機系統連通。本發明將燃氣輪機系統、脫硝系統及余熱利用系統有效集成，對系統出口煙氣進行脫硝處理，進一步降低機組中氮氧化物的排放量；還能為用戶同時提供電量、熱量和冷量，實現能量的梯級利用，提高能源綜合利用效率。

技術領域

本發明涉及一種燃氣分布式能源系統及工藝，特別是一種利用液氨為還原劑脫硝的燃氣分布式能源系統及工藝，屬于燃氣分布式能源供能技術領域。

背景技術

隨著我國經濟的發展，傳統集中式燃煤電廠綜合利用效率低下、環保性能差等特點逐漸暴露，發電效率高、環保性能較好的分布式能源產業得到大力發展。天然氣分布式能源是分布式能源的主要形式之一，一般以天然氣作為燃料，采用燃氣輪機或燃氣內燃機為發電設備。雖然天然氣本身較為清潔，但在燃燒過程中不可避免的會產生氮氧化物。采用燃氣輪機的分布式能源系統沒有脫硝裝置，一般采用改進燃燒技術的方式達到去除氮氧化物的效果，但脫除率一般不超過60％，燃氣輪機排氣氮氧化物含量在50mg/m³左右,脫硝效率比較低，氮氧化物達不到排放要求，環保性能差。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種利用液氨為還原劑脫硝的燃氣分布式能源系統及工藝。本發明將燃氣輪機系統、脫硝系統及余熱利用系統有效集成，對系統出口煙氣進行脫硝處理，進一步降低機組中氮氧化物的排放量，保證了有效的脫氨效率；還能為用戶同時提供電量、熱量和冷量，節約了一部分電能和熱能，實現能量的梯級利用，提高了系統整體利用效率和能源綜合利用效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種利用液氨為還原劑脫硝的燃氣分布式能源系統由燃氣輪機系統、脫硝系統和余熱利用系統組成。所述燃氣輪機系統設于該系統的頂部，所述脫硝系統、余熱利用系統依次置于所述燃氣輪機系統之后。燃氣輪機系統為頂循環系統，為分布式能源系統中的主要發電部位。脫硝系統設在燃氣輪機系統之后，這是由于燃氣輪機系統出口煙氣溫度為400℃～500℃，煙氣溫度高，滿足了催化劑活性要求。燃氣輪機系統出口煙氣進入脫硝系統進行處理，脫硝后的煙氣進入余熱利用系統換熱，成為余熱利用系統的高溫熱源，避免了高溫煙氣直接排放造成的能源浪費。所述脫硝系統包括順次連接的液氨儲藏罐、液氨流量閥、氨蒸發器、氨-煙氣混合器、噴氨柵格和SCR反應器，所述氨蒸發器、噴氨柵格均與燃氣輪機系統連通。在液氨儲藏罐下加裝液氨流量閥，可以調節液氨流量，使得不同運行條件下噴入不同流量的稀釋氨氣，保證燃氣輪機系統在不同工況條件下都能保證有效的脫氨效率。

前述的燃氣輪機系統包括空氣壓縮機、空氣預熱器、燃燒室、燃氣輪機和煙氣分流器，所述空氣壓縮機、空氣預熱器、燃燒室和燃氣輪機順次連接，所述燃氣輪機、煙氣分流器均與空氣預熱器連接，所述煙氣分流器還連接于氨蒸發器和噴氨柵格。空氣預熱器中換熱后的燃氣輪機出口煙氣流經煙氣分流器，一部分煙氣導入脫硝系統中的氨蒸發器，為液氨蒸發提供熱量后與純氨氣混合；剩余煙氣進入脫硝系統中的噴氨柵格脫硝。該種方式與傳統的脫氨裝置相比減少了空氣風機和氨蒸發器外加熱源的配置，同時對氨氣進行預熱，減少了噴氨柵格中的換熱損失，節約了電能和熱能，提高了系統整體利用效率。

前述的余熱利用系統包括供熱系統和制冷系統，所述供熱系統包括水泵、余熱鍋爐、蒸汽輪機和熱用戶設備，所述水泵、蒸汽輪機、熱用戶設備和SCR反應器均連接于余熱鍋爐。在余熱利用系統中，供熱水/蒸汽水經過水泵泵入余熱鍋爐中與經SCR反應器脫硝后的中溫煙氣換熱，分為兩股物流：中溫水和高溫水蒸氣。其中中溫水進入熱用戶設備為用戶供熱；高溫水蒸氣進入蒸汽輪機做功，蒸汽輪機排氣進入制冷系統中，由制冷系統制取冷量為冷用戶供冷。