升膜蒸发器在氨法脱硝中应用

北极星环保网讯:目前能够充当脱硝还原剂的物质有:液氨、氨水、尿素、碳铵等，但这些物质无法直接与NOX反应，必须经汽化或分解成氨气，如:液氨、氨水加热汽化，碳铵、尿素加热分解或水解。

有些物质加热分解或水解的条件比较苛刻，如:尿素需在160℃以上开始分解，350℃以上才能完全分解成氨气，通常需要把尿素热解炉中的热空气用电加热器加热到650℃以上，才能确保尿素在短时间内完全分解。尿素水解时，也需要用180℃以上的饱和蒸汽，液氨汽化也需要140℃以上的饱和蒸汽，这些技术路线都需要高品位的电或较高品位的蒸汽，且液氨罐为重大凶险源，液氨罐、液氨蒸发器、尿素热解、尿素水解器都属于压力容器，必须执行压力容器、压力管道设计规范。

氨水虽可直接通过双介质喷嘴喷到SNCR装置的适当位置，但在液体雾化过程中，喷枪有时存在雾化不足现象，部分液滴会向下滴落或上飘到水冷壁上，引起水冷壁管道腐蚀穿孔、停炉检修，这种现象在SNCR脱硝装置上已有报导。本文提出了以除尘器后脱硫前125℃左右的热烟气做热源，用升膜蒸发器做氨水蒸发器，论述了其在氨法脱硝装置上应用的可行性、优势，并进行了经济分析。

1基本原理

升膜蒸发器是化工装置上十分常用的单元设备，图1是氨水升膜蒸发器基本原理图，氨水走管内、热烟气走管间，氨水从升膜蒸发器一端封头进入，沿管内与管间的热烟气换热，氨水升温、蒸发、汽化，并从升膜蒸发器另一端封头排出。

某电厂1×135MW机组烟气为例，采用SCR脱硝技术，分别采用氨水升膜蒸发器汽化(方案1)、尿素水解(方案2)、尿素热解(方案3)三种制氨气方案，进行投资和运行成本对比，因液氨罐为重大危险源，许多电厂已经不再使用液氨制氨气，不参与比较。烟气参数见表1。

2硝主要设备参数

由表2看出，氨水升膜式蒸发器制氨气系统设备较少，且为常压化工设备。

投资成本比较

经核算，三种制氨气方案投资成本对比见下表3。由表3看出，方案3投资成本最低，且主要费用为氨水蒸发器;方案2方案投资成本最高，且主要费用为尿素水解罐，方案1投资成本与方案3相近。另经核算，氨水升膜式蒸发器、空气换热器的面积受热烟气温度影响较大，温度越低，面积越大，当温度低于110℃时，设备投资成本已与方案2接近，失去投资成本的优势。

运行费用比较

经核算，三种制氨气方案消耗定额及直接运行成本见表4。

由表4看出，方案1制氨气运行成本较其它两种方案要低一些，是方案2的67%、方案3的65%左右，其主要差异体现在蒸汽和电耗上，且方案1利用的是除尘器后的低品质废热，还具有降低脱硫系统工艺水消耗的作用，因三种方案都采用DCSW集中控制，人力资源成本差别不大，故未列入比较。

结论

(1)除尘器后脱硫前的热烟气，可以作为氨水升膜蒸发器的热源，有效利用低品位废热。热烟气温度对氨水升膜式蒸发器、空气换热器的面积影响较大，对设备投资的影响较大。

(2)从安全方面看，氨水升膜式蒸发器不需要尿素热解炉、尿素水解罐等压力容器，其安全性较高;从运营成本看，氨水升膜式蒸发器的运营成本比尿素热解炉、尿素水解具有较大的优势。

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