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2.2天然气热源的采用
2.2.1传统的尿素热解热源选择
(1)传统的尿素热解热源一般有两种:一种是采用燃油(锅炉点火#0柴油),柴油在热解炉燃烧产生热量加热稀释风达到尿素热解所需温度;另一种是采用电加热,从电厂的厂用电系统引入电源,在电加热器中加热稀释风达到尿素热解所需温度。
(2)存在的不足:实践表明,采用燃油加热方式,目前国内已有投运项目,但一直未能被推广:a)该方式存在较严重的结垢现象;b)且在当前油价水平下,该方案的运行成本也较高。采用电加热方式:a)除需要添置电加热整套设备系统外,由于电负荷较大,一般的厂用电系统还难以承受这么大的负荷,还需要进行厂用电增容,因此,造成初期投资和设备维护费用较燃油方式高得多;b)相关资料表明,适当提高热解炉稀释风的温度,有利于尿素的热解和系统运行,但由于电加热器由于其内部原件的耐温限值,稀释风的温度升高可能受到一定限制;c)在当前电价水平下,也不经济。
2.2.2天然气加热工艺原理
天然气加热工艺流程如下:采用天然气加热装置将来自于电厂热一次风(约300℃)进一步加热到尿素热解室入口所需要的温度。
2.2.2天然气加热方式优点
该厂改造工程实践表明,天然气加热方式相对于燃油加热、电加热方式有如下突出优点:
(1)设备系统简单、可靠;
(2)初期投资费用非常低;
(3)运行稳定,不存在结垢的问题;
(4)温度控制方便,调节范围宽,有利于尿素热解反应充分;
(5)运行费用比燃油加热、电加热方式都低。
2.3采用涡流型喷氨技术
2.3.1常规方案简介
常规方案主要采用格栅型AIG喷氨技术,大量氨气管交叉伸入烟道,每根管子上装有很多小喷嘴(如1台300MW机组,喷嘴数有数百个),喷嘴下游布置局部混合的静态混合器。伸入烟道内部的每根氨气母管,在烟道外面设有手动调节阀,用于调节烟道截面不同区域的氨浓度分布差异。混合距离短,对喷氨格栅上游烟气条件的变化适应能力低。
2.3.2涡流喷氨技术简介
该技术利用了空气动力学中驻涡的理论。在烟道内部选择适当的直管段,布置几个圆形或其他形状的扰流板,并倾斜一定的角度,在背向烟气流动方向的适当位置安装氨气喷嘴,这样在烟气流动的作用下,就会在扰流板的背面形成涡流区,这个涡流区在空气动力学上称为“驻涡区”,驻涡的特点是涡流区的位置是恒定不变的,也就是说无论烟气流速的大小怎样变化,涡流区的位置基本不变。稀释后的氨气通过管道喷射到驻涡区内,在涡流的强制作用下充分混合,实现混合均匀性,达到催化剂入口混合度均匀性的技术要求。
2.3.3涡流喷氨技术优点
涡流混合器与格栅式混合器比较
目前涡流混合器的使用已经得到了大量工程的验证,实际使用效果非常好,首先气氨喷管口径大(DN200),喷管耐磨且不会造成堵灰;其次,涡流混合器结构形式简单,扰流板倾斜布置,不会形成局部积灰,运行安全可靠。
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