火电厂高温旁路烟道尿素热解制氨工艺及其应用

根据锅炉与反应器之间的烟道实际布置情况并结合流场混合技术，设计出适合此项目的混合装置——套管式混合器。混合器设置与旁路烟道末端，采用渐进式管道，分两组套管，每根套管分三层插入主烟道中。优化后每根套管都有特殊的尺寸，通过管道的变径达到混合均匀，主烟道内导流板稍有调整。旁路烟道靠近其出口的位置还设置有膨胀节，吸收旁路烟道在温度变化下的形变。

针对该项目烟气流速分布、温度分布、NOx/NH3分布、烟气入射角等参数优化设计旁路支管的位置、直径变化及导流装置，如图6所示，使以上参数达到性能保证要求，如表2所示。

表2CFD流场优化设计结果

图6烟道改造示意图

3.3运行情况

唐山热电脱硝尿素热解系统节能升级改造项目于2016年12月完成旁路烟道尿素热解系统连续试运。整套试运过程中，旁路烟道全部系统投入自动运行，试运稳定、可靠，运行效果参数如表3所示，试运期间各项指标满足环保达标的要求，并达到超净排放。

表3改造后脱硝系统参数

运行画面如图7。

图7唐山热电高温烟气旁路烟道尿素热解制氨脱硝系统运行画面

3.4经济效益分析

以唐山热电项目为例，供氨量153kg/h，采用高温旁路烟道尿素热解制氨系统后，节约了电加热器电耗，并减少尿素热解热风消耗量5000Nm3/h，尿素消耗量基本保持不变，如表4所示。

表4不同尿素热解制氨系统的参数对比

4、结语

采用高温旁路烟道内尿素热解制氨工艺，利用高温烟气热量将尿素溶液分解为氨气，即避免了炉内尿素直喷热解制氨技术中尿素液滴对受热面造成腐蚀及对锅炉效率的影响，又利用高温烟气进行尿素热解，节约了电加热器的电耗，降低了烟气脱硝的成本，达到良好的经济效益，又能够实现系统的稳定运行，设备投用率高，各项指标均满足排放标准。至今国内外并无此方面的相关研究及应用，高温旁路烟道尿素热解制氨技术的研发将成为整个脱硝行业的一次重大变革。

作者简介：毕浩生，男，北京洛卡环保技术有限公司，高级工程师、技术部经理，主要从事火电厂烟气脱硫脱硝及其创新技术的研究工作

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