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液氨蒸发器一般为螺旋管式。管内为液氨,管外为温水浴,以蒸汽直接喷入水中加热至40℃,再以温水将液氨汽化,并加热至常温。蒸汽流量受蒸发槽本身水浴温度控制调节。当水的温度高于55℃时则切断蒸汽来源,并在控制室DCS上报警显示。蒸发罐上装有压力控制阀将气氨压力控制在0.2Mpa。当出口压力达到0.38Mpa时,切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器。当温度低于10℃时切断液氨进料,使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。 缓冲罐又叫蓄积槽,液氨经过液氨蒸发器蒸发为氨气后进入缓冲罐,其作用是对氨气进行一个缓冲作用,保证了氨气有一个稳定的压力。缓冲罐的结构相对简单,主要有氨气的进出口、安全阀以及排污阀等[18]。

稀释风机的作用是将稀释风引入氨/空气混合系统。稀释风的作用有三个:一是用于控制;二是作为NH3的载体,通过喷氨格栅(AIG)将NH3送入烟道,有助于加强NH3在烟道中的均匀分布;三是稀释风通常在加热后才混入氨气中,这有助于氨气中水分的汽化[18]。因此,在引入稀释风后需要增加一个稀释风的加热器,通常采用蒸汽或电加热器加热的方法,个别的工艺流程采用以蒸汽加热为主,电加热为辅的方式。稀释风一般为常压且无腐蚀性,因而稀释风机可按普通风机标准选取。稀释风机的选择需满足SCR系统脱除最多NOx时NH3所需要的稀释风量的要求[10]。

氨气在进入喷氨格栅前需要在氨/空气混合器中充分混合,氨/空气混合器有助于调节氨的浓度,同时氨和空气在这里充分混合有助于喷

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氨格栅中喷氨分布的均匀。氨气与来自稀释风机的空气混合成氨气体积含量为5%的混合气体后送入烟气中。

氨气稀释槽一般为立式水槽。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽底部进入,通过分散管将氨气分散至稀释槽水中,并利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。

废水泵的作用是把稀释槽中的废水抽取排到电厂的废水处理系统进行处理排放。由于脱硝系统中的废水具有一定的腐蚀性,因此要求泵具有耐腐蚀能力。泵的容量取决于排水处理设备的废液接收能力[18]。

2.1.2.2 氨喷射(AIG)系统

烟气流场是选择性催化还原法(SCR)脱硝系统设计的关键,目标是使烟气中的氮氧化物和还原剂氨(NH3)达到最佳湍流混合。混合系统一般由AIG装置和导流装置构成。为了控制喷氨格栅上游烟道整个横截面和反应器入口横断面气流的温度分布及烟气流速,有时需要使用静态混合器。另外,在烟气转向处安装导流板,以确保烟气流动方向正确,也是使整个SCR系统的压力损失降到最低的必要措施。

目前较成熟的氨气注入方式有传统的喷氨格栅及导流板。氨喷射系统位于SCR反应器上游烟道内,由一个给料总管和数个连接管组成。连接管给分配管供料,分配管给数个配有喷嘴的喷管供料。传统的喷射格栅按混合器(如图2-2)长期运行后会出现喷嘴堵塞现象,造成混合不均匀,而且系统调节复杂。

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图2-3为奥地利ENVIRGY公司制造的SCR氨喷射/混合系统。每个氨气喷嘴的氨气流速都可通过1个安装在供气管道上的流量调节装置来调节;为了确保氨气和烟气均匀混和,每个喷嘴的下游(沿烟气方向) 都装有1个静态混合叶片。 图2-4为德国费赛亚巴高科环保公司( FBE 公司)的涡流混合器,其除了可优化烟气和氨混合状况,还具有减少注射孔,降低喷嘴因氨中颗粒而堵塞的概率,控制简便且调试时间短、压力损失小和节电等优点。FBE公司还采用烟气流动模型辅助设计确定了独特的平衡导流板,使脱硝塔进口烟气均匀分布。

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德国巴克-杜尔公司制造的三角翼静态混合器是在环形、椭圆形或三角板(板 与气流呈一定角度放置) 的前缘产生广延稳态的旋涡,该旋涡呈双向、圆锥形分布,转向相反,离开板后直径逐渐扩大。旋涡的强力旋转可引起大量的流体沿干流方向正常分布,因此可在干流方向上混合不同密度、温度和浓度的介质。这样,可使SCR 反应器尺寸最小,并能够在最短的烟道内使NH3与烟气混合。

另外,还有一种新型的氨注入方式——文丘里棒层注入方式。该方法利用了文丘里效应,能够实现氨气的自吸注入。烟气流量越大,其喉口位置的烟气流速就越快,动压就越大,在静压一定的情况下其背面形成的负压区负压就越大,能够吸入的氨气量也随之增大,能够实现自平衡控制。研究表明,文丘里棒层具有较稳定的流场、较小的工作压降、较好的烟气与氨气混合效果及工业应用前景[19]。 对于实际应用,首先应充分考虑SCR反应器前端烟道的长度与布置、系统的压力损失、混合距离、投资、运行费用及安装灵活性等问题,然后选择合适的喷氨方式。

2.1.2.3 SCR法脱硝反应塔系统

反应器是SCR装置的核心部件,是提供烟气中的NOx与NH3在

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