基于SCR烟气脱硝的尿素热解系统节能改造

基于 SCR 烟气脱硝的尿素热解系统节能改造针对 SCR 烟气脱硝尿素热解系统电加热器能耗高、运转成本大的弊端，提出 1 种采纳高温烟气换热器代替电加热器的方法。以国内某台 1000MW 超超临界机组为例，通过试验分析了烟气温度、烟气流量、尿素消耗量对高温烟气换热器的影响，提出了高温烟气换热器的控制策略。试验表明，采纳烟气换热器可大幅降低电厂用电量，节约运转费用，经济效益明显。随着我国脱硝排放标准的日益严格，选择性催化还原法（SCR）在燃煤机组已经得到广泛应用。在现有的 SCR 烟气脱硝技术中，还原剂主要有尿素、氨水和液氨 3 种。氨水和液氨具备强烈腐蚀性，运输与储存均有较大的安全隐患，因此尿素作为一种安全的还原剂得到了广泛的运用，但常规的加热器热解的方式能耗较高，为此本文提出一种利用高温烟气加热热一次风作为尿素热解热源的方法，可为 SCR 尿素热解系统经济运转提供借鉴。1 尿素热解技术1.1 工艺原理SCR 烟气脱硝中尿素热解反应是将质量分数为 40%~50%尿素溶液喷入热解炉，在温度为 350~650℃的热一次风下，尿素溶液蒸发析出尿素，生成 NH3 和 CO2。总方程式为：1.2 尿素热解技术SCR 尿素热解的关键就是热源，目前常用的尿素热解用热源主要有电加热、燃油加热、烟气换热等。1.2.1 电加热热一次风通过电加热器加热热一次风（300℃左右）作为尿素热解用热源是当前国内燃煤机组常用的方法（见图 1 所示），锅炉一次风自身压头较大，不需增设其他设备，系统整体比较简单。但是该技术能耗较高，1000MW 机组电加热功率为 1200kW 左右，运转成本较大。图 1 尿素热解电加热示意图1.2.2 燃油加热燃油加热可以直接通过火炬燃烧燃油，并混合一定的冷风，使热烟气的温度达到 600℃左右。本系统最为简单，但因为柴油价格高，因此加热成本比电加热还高，基本上不再采纳。1.2.3 烟气换热以锅炉的高温烟气对热一次风进行加热，是一种比较节能的加热方式，本职置式烟气换热和外置式烟气换热 2 种结构，见图 2、图 3 所示。图 2 尿素热解内置式烟气换热示意图图 3 尿素热解外置式烟气换热示意图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℃。对新建机组采纳该方式较容易，但同时需...