基于SCR烟气脱硝的尿素热解系统节能改造

内置式烟气加热就是把高温烟气换热器受热面布置在锅炉高温烟道内，使热一次风升到600℃的高温，然后进入热解室，将尿素溶液热解成氨气。内置式结构需要锅炉烟道内有安装空间。烟气换热器通常安装在低温过热器或低温再热器的前面，烟气温度在600~700℃。对新建机组采用该方式较容易，但同时需要考虑热膨胀、磨损、积灰等问题。

外置式烟气加热就是单独在外面设置1个烟气换热器，用管道将650~750℃的高温烟气从烟道过热器或再热器处引出，换热后再返回空气预热器入口。这一部分烟气未参与脱硝，但因为烟气量很小，对最终的烟气排放浓度影响仅为1~2mg/m3，而且施工方便，使用寿命长，成为目前的主流形式。

2应用实例

以国内某台1000MW超超临界机组为例，对外置式烟气换热器节能效果进行试验分析。该机组原来采用电加热器SCR进行尿素热解，后改造为外置式烟气换热器。

2.1设备概况

SCR还原剂采用尿素热解法制备工艺，首先将尿素颗粒溶解成质量分数50%的尿素溶液并输送至尿素溶液储存罐，其次通过高流量循环泵将尿素溶液加压输送至尿素溶液计量分配装置，并雾化喷入热解炉。热解炉内尿素溶液雾化液滴在一定温度下热解成氨混合物。最后，氨混合物通过喷氨格栅注射到SCR入口烟道烟气中。脱硝装置入口烟气参数见表1所示。

表1脱硝装置入口参数

2.2烟气换热器系统

热解炉热源利用锅炉高温再热器后、低温再热器入口的水平烟道处约640℃的高温烟气，通过烟气换热器系统加热一次风，以满足尿素热解，保证运行中热解炉出口温度不低于342℃。

2.3试验方法

在负荷稳定、脱硝装置正常投运的条件下，投运烟气换热器，对热解炉出口、烟气入口和出口、一次风入口和出口5个测点参数进行测量。

3试验结果与分析

3.1烟气流量对出口风温的影响

在机组负荷、入口热一次风量、入口烟气温度、入口热一次风温稳定的条件下，改变换热器烟气流量，每个试验工况稳定3h，测量不同烟气流量下出口热一次风温度，得到表2的结果。从表2可以看出，在机组负荷稳定情况下，随着入口烟气流量的升高，出口热一次风温度相应增大，这是因为入口烟气携带较多的热量，与热一次风有了更多的热量交换，从而使得出口热一次风温度提高。

表2烟气流量对出口热一次风温度的影响

3.2入口烟温对出口风温的影响

入口烟气温度不同时，入口热一次风风量、入口热一次风温度、入口烟气流量，出口热一次风温度的数据如表3所示。

延伸阅读：

电站尿素热解和水解制氨工艺研究

尿素热解法在SCR脱硝中的应用