[发明专利]一种燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统及方法

权利要求书

1.一种燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统，其特征在于：包括尿素热解系统和高温烟气辅助加热系统；所述尿素热解系统包括高温稀释风机（4）、尿素热解炉（5）、计量分配装置（6）和雾化喷枪（7），所述高温稀释风机（4）的进口与余热锅炉（3）连接，所述高温稀释风机（4）的出口与尿素热解炉（5）连接，所述计量分配装置（6）与雾化喷枪（7）相连，所述雾化喷枪（7）安装在尿素热解炉（5）的上部，所述尿素热解炉（5）的底部通过热解炉出口管道（8）与喷氨格栅（9）相连；所述高温烟气辅助加热系统包括高温风机（11）、电加热器（13）、进气集箱（15）、环形加热管（17）、出气集箱（19）和热电偶（23），所述高温风机（11）的进口通过高温烟气引出管（10）与余热锅炉（3）相连，所述高温烟气引出管（10）的外表面布置有A保温层（12），所述高温风机（11）的出口与电加热器（13）连接，所述电加热器（13）通过进气集箱进口管（14）与进气集箱（15）的底部相连，所述进气集箱（15）与尿素热解炉（5）的外壁相连，所述进气集箱（15）通过环形加热管进气口（16）与环形加热管（17）连通，所述环形加热管进气口（16）与进气集箱（15）垂直布置，所述环形加热管（17）位于尿素热解炉（5）的内部，所述环形加热管（17）通过环形加热管出气口（18）与出气集箱（19）连通，所述环形加热管出气口（18）与出气集箱（19）垂直布置，所述出气集箱（19）与尿素热解炉（5）的外壁相连，所述出气集箱（19）与进气集箱（15）相邻布置，所述出气集箱（19）的底部与出气集箱出口管（20）相连，所述出气集箱出口管（20）连接至余热锅炉（3），所述出气集箱出口管（20）的外表面布置有B保温层（21），所述进气集箱（15）和所述出气集箱（19）的外表面以及两者之间的空隙布置有C保温层（22），所述热电偶（23）设置在尿素热解炉（5）的底部。

2.根据权利要求1所述的燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统，其特征在于：所述高温烟气引出管（10）、进气集箱进口管（14）和出气集箱出口管（20）采用碳钢材质；所述进气集箱（15）、环形加热管（17）和出气集箱（19）采用304不锈钢材质；所述高温风机（11）采用离心式；所述环形加热管（17）沿着尿素热解炉（5）的纵向方向均匀布置，相邻的环形加热管（17）之间间距为100~150mm。

3.根据权利要求1所述的燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统，其特征在于：正常运行时，由高温烟气引出管（10）引出的高温烟气不经电加热器（13）的加热直接进入环形加热管（17）参与换热；由热电偶（23）反馈的温度信号传递至电加热器（13），电加热器（13）根据尿素热解炉（5）的出口温度是否超过350℃，判断是否启动加热程序；若尿素热解炉（5）的出口温度低于350℃，则启动加热升温模式直至尿素热解炉（5）的出口温度达到350℃，之后根据电加热器（13）的出口烟温信号进入恒温加热模式；若电加热器（13）启动运行期间尿素热解炉（5）的出口温度高于360℃，则自动停止加热直至尿素热解炉（5）的出口温度达到350℃，并根据电加热器（13）的出口烟温信号进入恒温加热模式；若电加热器（13）未启动，运行期间尿素热解炉（5）的出口温度在350℃以上，则电加热器（13）始终处于停运状态。

4.根据权利要求1所述的燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统，其特征在于：所述高温烟气引出管（10）、进气集箱进口管（14）及出气集箱出口管（20）的弯头处做圆滑过渡处理；所述出气集箱出口管（20）接入余热锅炉（3）的位置位于催化剂层的下游；所述进气集箱（15）与出气集箱（19）之间的C保温层（22）的厚度至少为300mm。

5.根据权利要求1或3所述的燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统，其特征在于：所述高温风机（11）的入口烟气量小于高温稀释风机（4）的入口烟气量的10%。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的燃机脱硝尿素热解炉预防结晶堵塞系统的工作方法，其特征在于：过程如下：来自燃机的高温烟气（1）经由余热锅炉进口（2）进入余热锅炉（3），高温稀释风机（4）从余热锅炉进口（2）处引出一股高温烟气并进入尿素热解炉（5）内；来自计量分配装置（6）的尿素溶液经由雾化喷枪（7）喷入尿素热解炉（5）内发生热解反应，反应后的混合气从热解炉出口管道（8）引出并由喷氨格栅（9）喷入催化剂层上游与烟气混合并在催化剂层发生还原反应，实现脱硝目的；通过高温烟气引出管（10）引出部分高温烟气经由高温风机（11）进入电加热器（13），经电加热器（13）的辅助加热后，高温烟气由进气集箱进口管（14）进入进气集箱（15）；进气集箱（15）内的高温烟气由环形加热管进气口（16）进入环形加热管（17），在尿素热解炉（5）内释放热量后经由环形加热管出气口（18）汇入出气集箱（19），出气集箱（19）内的烟气经由出气集箱出口管（20）汇入余热锅炉（3）的脱硝催化剂层下游换热模块内；A保温层（12）、B保温层（21）、C保温层（22）分别用于减少高温烟气引出管（10）、出气集箱出口管（20）、进气集箱（15）及出气集箱（19）的散热损失；通过引出高温烟气结合电加热器（13）的辅助加热，为尿素热解炉（5）提供额外热源，保证尿素热解炉（5）的出口烟温始终不低于350℃，达到预防尿素热解炉（5）结晶堵塞的目的。