[发明专利]用于烟气脱硝的液氨蒸发器及液氨蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在烟气脱硝领域中的液氨蒸发器及氨气蒸发供应系统。

背景技术

选择性催化还原（selective catalytic reduction）脱硝工艺是目前燃煤电厂的主要脱硝工艺，其原理是在一定温度和催化剂的作用下，还原剂有选择的把烟气中的NOx还原为无污染的N2和水。目前工业应用的还原剂主要是氨，其次是尿素，其中采用氨作为还原剂需要使用氨气蒸发供应系统，即先将液氨蒸发为氨气，然后通过氨气缓冲罐，然后再与空气（利用稀释风机输送）在混合器中混合，然后再进入喷氨格栅，最后再进入催化反应器进行反应。

传统的氨气蒸发供应系统包括液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨气稀释槽、稀释风机等设备，并且氨气的蒸发供应系统多采用蒸汽加热或盘管水浴加热，此外不论采用蒸汽或水浴加热，均设有紧急排放管道，多余的氨气将由紧急排放管道排放到吸收水池，最终排至废水厂进行处理。传统的氨气蒸发供应系统流程复杂，换热效率低，并且需要额外的蒸汽或热量，所以需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、换热效率高的用于烟气脱硝的液氨蒸发器及液氨蒸发系统，要解决传统的氨气蒸发供应系统结构复杂、换热效率低、并且需要额外的蒸汽或热量的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于烟气脱硝的液氨蒸发器，包括换热室和设在换热室中的不锈钢换热管，其特征在于：所述换热室由下部换热室和上部换热室组成，下部换热室的顶部开有脱硝烟气进口，下部换热室的底部开有脱硝烟气出口，上部换热室的底部开有热空气进口，上部换热室的顶部开有热空气出口。

所述不锈钢换热管包括设在下部换热室中的一次换热管和设在上部换热室中的二次蒸发器换热管，并且一次换热管与二次蒸发器换热管连通，所述二次蒸发器换热管的管壁由内壁和外壁组成，其中内壁上设有均匀分布的毫米级的小孔，外壁上设有均匀分布的微米级的微孔。

所述一次换热管的进口端与位于下部换热室底部的水平的下直管连通，下直管上开有与液氨输送管线连通用的液氨进口，所述二次蒸发器换热管的进口端与位于上部换热室底部的水平的上直管连通，上直管又与一次换热管的出口端连通，二次蒸发器换热管的出口端与位于上部换热室顶部的水平的二次蒸发器汇总管连通。

所述下直管的管径可以是液氨输送管线的管径的4～5倍，上直管的管径可以是液氨输送管线的管径的6～8倍。

所述一次换热管可为蛇形的管翅式换热管。

所述管翅式换热管的管径可为15mm～25mm，管翅式换热管的翅片高度可为管径的50%～60%，翅片的间距可为2.5mm～3.5mm，管翅式换热管之间的间距可为30mm～50mm。

所述管翅式换热管与下直管的接口为水平接口或垂直接口，所有的管翅式换热管与下直管的接口的中心线在同一水平面上。

所述二次蒸发器换热管可为多根平行间隔设置的竖管。

所述竖管中的内壁的厚度可为10 mm～15mm，内壁上的小孔的孔径可为1mm～3mm，外壁上的微孔的孔径可为5um～10um。

所述外壁的开孔率可为1%～5%。

一种用于烟气脱硝的液氨蒸发系统，包括有液氨储罐、液氨蒸发器和喷氨格栅，其中液氨蒸发器包括换热室和设在换热室内的不锈钢换热管，液氨储罐通过液氨输送管线与液氨蒸发器中的不锈钢换热管连通，喷氨格栅位于锅炉与催化反应器之间的烟气通道中，其特征在于：所述液氨蒸发器为上述的用于烟气脱硝的液氨蒸发器，液氨蒸发器上的脱硝烟气进口通过烟气进蒸发器通道与催化反应器与空气预热器之间的烟气通道连通，液氨蒸发器上的脱硝烟气出口通过烟气出蒸发器通道与空气预热器与烟气出口之间的烟气通道连通，液氨蒸发器上的热空气进口通过空气支路与空气预热器与锅炉之间的空气通道连通，液氨蒸发器上的热空气出口通过混合气通道与喷氨格栅连通。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明中的液氨蒸发器采用了一体化设计，将传统的液氨蒸发器与扩散释放器相结合，将管翅式气液换热与直接换热相结合，所以大大提高了液氨的换热效率，简化了氨气蒸发供应系统。

本发明中的液氨蒸发系统采用外排烟气和预热后的空气作为热源和稀释气，减少了蒸汽或其他能源的消耗。同时液氨蒸发系统利用了烟气和预热了的空气的压力差，不需外部动力装置，维护简便。

本发明中的液氨蒸发系统结构紧凑，换热效率高，可充分利用烟气余热和预热空气的热量，液氨的换热、氨气的混合均在液氨蒸发器内完成，所以无氨气排放，避免了氨气泄漏造成的大气污染。