[实用新型]一种用于氨水溶液制备氨气的高效蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于氨水溶液制氨的高效蒸发装置。 

背景技术

随着国内出现大范围严重的雾霾天气以及PM2.5细粉尘的持续走高，大气污染物的治理已经到了刻不容缓，并且已经上升到国家层面的政治高度。氮氧化物（NO_X）成为继SO₂之后主要的大气污染物之一。电厂是大气污染大户，目前电厂对NO_X主要采用选择性催化还原技术（SCR），即利用氨气（还原剂）在催化剂的作用下（300℃—400℃）有选择的与烟气中的NO_X反应，生成无二次污染的氮气（N₂）和水（H₂O）,达到脱硝环保的目的。SCR脱硝系统常用的还原剂有液氮、氨水及尿素；选择氨水作为还原剂，具有安全性高、工艺设计简单，占地面积小、投资和运行费用低，环评容易通过，易于运输和储存等优点，随着技术的不断成熟，氨水在脱硝领域的应用必将越来越广泛。通常的氨水蒸发装置，为了减少运行费用，蒸发装置的入口热空气可以采用锅炉的一次风代替，从而避免了电加热器等高耗能设备的使用。由于锅炉的一次风量随锅炉负荷的变化较大以及来自连接蒸发装置入口管道上弯头的影响，这样就会造成进入蒸发装置内部流场发生变化，实际运行中存在流场和温度场不均、氨水蒸发不完全，喷射流量难以控制的可能。而采用气流均布盘，可以解决入口管道弯头造成的烟气偏流现象，同时可以适应锅炉不同负荷的流场分布，保证筒体内部温度场分布均匀，气流与氨水溶液可充分混合并完全蒸发，从而实现对产生氨气的精准控制。 

，氨水溶液通过在蒸发装置内一定温度场的停留，蒸发成氨气，稀释成一定浓度的氨气送到SCR系统中催化剂上部的氨气喷射格栅（AIG），在催化剂的作用下氨气与烟气中的NO_X反应，实现脱硝减排的环保目的

通常的氨水蒸发装置，是一个内部全空的容器，热空气从蒸发器上部进入时流速较快，且呈中间流速快四周慢的速度断面分布。通常是通过增加蒸发装置的高度，即增加气体入口与喷枪喷射平面的距离和热空气与氨水溶液混合蒸发段的距离，以此增加气流的停留时间来实现，由于需要较长的稳定段，设备长度要求较高，由于受现场的空间限制，这种方法对于大型氨水蒸发器在实际工程中的布置较难实现，而且通常的氨水蒸发装置采用圆柱体结构，制造工艺复杂，生产成本较高。另外通常的氨水蒸发装置无法监控筒体内部温度场的变化，无法判断蒸发装置内部的流场分布情况，存在一定的技术风险。

通常的氨水蒸发装置中喷枪由于没有密封装置，造成喷枪检修拔出时有可能发生氨气泄漏。另外如采用一次风做热源气，烟气中的粉尘会附着在喷枪上，如没有喷枪密封装置，喷枪检修时会将粉尘一起带出，影响环境。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气流和温度场分布均匀、体积小、制造工艺简单，生产成本低、蒸发完全的用于氨水溶液制氨的高效蒸发装置。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于氨水溶液制氨的高效蒸发装置，包括气体入口段、内部配置有喷枪的蒸发装置筒体和气体出口段，所述气体入口段设置于所述蒸发装置筒体的上部，所述气体出口段设置于所述蒸发装置筒体的下部。

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型氨水高效蒸发装置能够实现流场和温度场在筒体内部分配均匀，从而在相同的氨水蒸发能力下减小了蒸发装置的尺寸；设置了温度仪表可适时监测蒸发装置内实际工况；氨水溶液喷枪可实现两相流液体完全雾化，从而增大了和烟气的接触面积，避免了氨水蒸发不完全的问题，喷枪密封装置可以防止氨气和粉尘的泄漏。采用锅炉正方体筒体设计，制造工艺更简单，生产成本更低。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，在所述气体入口段与所述在所述蒸发装置筒体之间安装有蒸发装置入口变径段；在所述蒸发装置入口变径段末端与所述蒸发装置筒体的上部之间安装气流均布分配盘；所述蒸发装置筒体的中部安装有喷枪和温度仪表；在所述喷枪与所述蒸发装置筒体连接处设置密封装置；在所述蒸发装置筒体与气体出口段之间设置蒸发装置出口变径段。

进一步，所述气流均布分配盘可以使入口烟气在不同的流量下在蒸发装置筒体内部分布均匀，从而使蒸发装置筒体内部温度场分布均匀，实现最佳的氨水溶液蒸发效果。

进一步，所述蒸发装置筒体采用长方体结构。

进一步，所述喷枪采用气液两相流雾化，从而保证氨水溶液最佳的雾化效果。