尿素溶液经过计量装置雾化后喷入热解炉中,在高温条件下首先热解为氨气和异氰酸,然后异氰酸与水反应,生成氨气和二氧化碳,反应方程式如下:
热解反应产生的氨气通过喷氨格栅喷射到锅炉垂直烟道烟气中,与烟气中的氮氧化物反应,生成氮气和水,符合环保标准的烟气排入大气中。脱硝主要反应如下:
综上所述,所供货的电加热器设备未达到脱硝系统所需要求,仅考虑流动介质的热量来计算加热器功率,还需考虑如本体所需热量、外部散热损失、最恶劣的环境、系统安全因素等等,因此选择合理的电加热器是保证脱硝尿素热解炉温度运行的前提,也是保证大气污染物治理排放达标的根本。
摘要:国家对大气污染治理进一步深入,特别是燃煤锅炉都必须有配备净化设施,如脱硝装置。烟气脱硝技术大致上可以分为SCR和SNCR技术,SCR技术在电站锅炉上得到了广泛的应用,本文主要介绍电加热器在尿素热解炉中的应用。
随着国家推行的“十三五规划”,加大了对火力发电厂大气污染排放物的控制,进一步推进了烟气脱硝技术快速地发展。目前脱硝技术主要有SCR技术和SNCR技术,这些脱硝技术,都是以纯液氨、尿素和氨水作为烟气脱硝还原剂,氨水安全性高,需要存储容积大的罐和箱,运输和存储成本高。而液氨是一种纯度高,易挥发,有强烈刺激性气味的无色液体,属于高危险品,需要储存设备小,但运输和存储过程中存在一定危险性。尿素属于固体,不属于危险品,运输方便。尿素作为还原剂脱硝系统运行安全可靠。
电加热器在尿素热解系统是至关重要的设备,若电加热器在使用的过程中,其热能不满足尿素热解,会造成热解不完全和生成的氨气产物不足,会导致脱硝反应器中氨气量不够,减少脱除烟气中氮氧化物,造成大气污染物排放不达标。因而电加热器功率计算是否满足系统要求显得很重要。
首先,电加热器功率的计算要注意以下三个方面:起动时的功率、运行功率、系统中的热损失、考虑合适的安全系数;其次,计算时要考虑以下最恶劣的情况:最低的环境和温度、最短的运行周期、最高的运行温度、加热介质的最大重量(流动介质则为最大流量)。
目前为了更好的提高火力发电厂运行安全水平,杜绝危险源,尿素热解技术在脱硝SCR技术大范围的应用。而电加热器在热解技术中起到关键的作用,这篇文章结合公司的真实的情况,根据实例分析介绍了热解炉电加热器在SCR系统的作用以及选型问题。
将尿素颗粒通过尿素输送系统送到尿素溶液罐内,利用罐内蒸汽加热系统加热使其溶解。尿素溶解罐中溶解为尿素溶液,尿素溶液经过尿素供应系统送入尿素热解系统,尿素溶液经过计量模块计量,然后送入经过电加热器加热形成的高温气体,进入热解炉进行热解,尿素溶液经过热解,生成为氨气,二氧化碳和水。利用稀释风机对尿素热解产物进行充分稀释,保证氨空比不超过5%,稀释后的氨气被送入脱硝反应器喷氨格栅。氨气和中段省煤器出口的烟气充分混合、均流后,在三层催化剂区域和氮氧化物充分反应,生成产物为氮气和水,进而达到减少烟气中氮氧化物的目的,反应后的烟气依次流经低温省煤器、空预器、脱硫装置,最后经烟囱排入大气。
初始加热的功率大于工作时需要的功率,加热器选择的功率至少要338.7kw。最终选取的加热器功率为350kw。
<结束语
有一个进、出口的管道加热器,直径为DN300m,总长4132mm,容器重量约为1200kg。要求进口为DN250mm,温度为210℃,出口为DN300mm,进风量为1300Nm3/h。加热器外部采用硅酸铝棉保温,保温厚度为350mm.为了能够更好的保证出口风温在600~650℃,需要多大的功率才能满足所要的温度。现场供货中电加热器功率为240KW,但实际投运过程中,未能达到设计值600~650℃。为此我们来计算此容器究竟需要多大功率的电加热器?
尿素溶液热解系统作为尿素热解制氨还原系统重要组成部分,下面只着重介绍尿素溶液热解部分。尿素溶液热解系统主要包含:计量和分配设备、绝热分解室、热风加热系统及控制装置等。将尿素溶解为40%-60%浓度的溶液通过尿素溶液输送泵和被压控制阀送入尿素热解系统,,经过计量和雾化装置进入热解炉分解,绝热分解炉内高温空气来自热二次风,为了稳定进入绝热热解炉内热空气的温度,绝热分解炉前设置了电加热器,尿素溶液热解后,送入脱硝反应器中参与化学反应。
电加热器由电加热器管、加热器壳体及其内部固定支架组成。电加热器管是管状电热元件,由金属管螺旋状电阻丝及结晶氧化镁粉等组成的。在不锈钢无缝管内均匀地分布高温电阻丝,在空隙部分填入导热性能和绝缘性能好的结晶氧化镁粉,结构不但先进,热效率高,发热均匀,高温电阻丝中有电流通过时,产生的热通过氧化镁粉向金属管表面扩散,再传递到被流动的空气中去,进而达到加热的目的。
下一篇:山西脱硝电加热器