[發明專利]一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統及其方法

在審

• 申請號: 202110354102.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112939023A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 張向宇;陸續;張波;向小鳳;徐宏杰
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C01C1/04
• 分類號: C01C1/04;F23J15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統，其特征在于，包括連接設置在鍋爐(10)上的電化學制氨裝置；

所述的電化學制氨裝置包括供電組件、反應罐(5)和氨儲罐(8)；所述的供電組件的輸出端連接反應罐(5)的電源(6)；所述的反應罐(5)的出口通過氨氣管路(7)連接氨儲罐(8)的進口；所述的氨儲罐(8)的出口分別通過管路與鍋爐(10)內部燃燒區和鍋爐(10)尾部煙道連通；

所述的反應罐(5)上設置有電極陰極(3)和電極陽極(4)，內部裝有電解質；所述的電極陰極(3)通入氮氣(1)，電極陽極(4)通入氫氣(2)。

2.根據權利要求1所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統，其特征在于，所述的氨儲罐(8)與鍋爐(10)出口煙道連通的管路上設置有氨噴口(11)；所述的氨噴口(11)有若干個，均勻設置在SCR反應器(12)入口處的煙道內，噴射方向和煙氣流動方向一致。

3.根據權利要求1所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統，其特征在于，所述的供電組件包括依次連接的過/再熱器(13)、水蒸氣管路(14)、汽輪機(15)和發電機(16)；所述的過/再熱器(13)設置在鍋爐(10)水平煙道內，其出口通過水蒸氣管路(14)連接汽輪機(15)；所述的發電機(16)的輸出端連接反應罐(5)的電源(6)。

4.根據權利要求1所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統，其特征在于，所述的反應罐(5)內的電解質采用混合熔鹽。

5.根據權利要求1所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的系統，其特征在于，所述的氨儲罐(8)的出口與鍋爐(10)內部燃燒區和鍋爐(10)尾部煙道連通的管路上分別設置有第一控制閥(9)和第二控制閥(17)。

6.一種火電廠制氨儲能及脫硝的方法，其特征在于，基于上述權利要求1-5任意一項所述的系統，包括如下步驟，

步驟1，將電解質裝入反應罐(5)內，并將氮氣(1)通入電極陰極(3)，氫氣(2)通入電極陽極(4)，供電組件提供反應能量，氮氣(1)和氫氣(2)在常壓下發生化學反應生成氨氣，通過氨氣管路(7)將氨氣送入氨儲罐(8)中儲存；

步驟2，將氨儲罐(8)中的一部分氨氣送入鍋爐(10)尾部煙道內與煙氣中的氮氧化物反應；根據實際工況需求，將氨儲罐(8)中的一部分氨氣送入鍋爐(10)內與煤粉燃燒。

7.根據權利要求6所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的方法，其特征在于，步驟2中，根據機組負荷通過第一控制閥(9)控制氨氣進入鍋爐(10)內的流量，在鍋爐(10)調峰運行時，打開第一控制閥(9)將氨氣送入鍋爐(10)內與煤粉燃燒；在鍋爐(10)穩定負荷運行時，關閉第一控制閥(9)；

通過第二控制閥(17)控制氨氣進入鍋爐(10)尾部煙道內的流量。

8.根據權利要求6所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的方法，其特征在于，步驟1中，供電組件中的過/再熱器(13)抽出鍋爐(10)內的水蒸氣通過水蒸氣管路(14)送往汽輪機(15)，推動汽輪機(15)轉動并帶動發電機(16)發電；在鍋爐(10)穩定負荷運行時，加熱水蒸氣所需熱量由煤粉燃燒提供。

9.根據權利要求8所述的一種火電廠制氨儲能及脫硝的方法，其特征在于，步驟1中，發電機(16)提供反應能量，在鍋爐(10)調峰運行時，富余電量送入電源(6)中，增加電化學制氨裝置的產氨量，產生的氨氣(7)儲存在氨儲罐(8)中，作為儲能燃料；在鍋爐(10)穩定負荷運行時，電源(6)的電流密度由脫硝需要的產氨速率確定。