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洛卡环保技术有限公司“烟气SCR脱硝的尿素热解制氨系统产业化”项目综述

2016年06月01日 17:33 来源:

  一、项目概述

  本项目是北京洛卡环保技术有限公司关于一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨系统技术的实施与应用,核心专利技术是“一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨系统”和“ 一种用于锅炉烟气脱硝的尿素制氨工艺及其系统”。目前火电厂应用的氮氧化物减排手段有低氮燃烧技术和烟气脱硝技术,世界上公认的较成熟的并在国内外广泛应用的烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)和混合法(SCR/SNCR)三种,其中SCR工艺实用最为普遍。洛卡环保的专利技术属于用于SCR烟气脱硝工艺的尿素热解制氨技术,其特点是其安全性和稳定性,給SCR系统提供即时响应的氨气作为还原剂,是一项发展前景很好的技术。通过专利项目实施,洛卡环保技术有限公司计划将该技术逐步应用到200MW、300MW、600MW 、200MW~1000MW火电燃煤机组的尿素制氨系统中,达到节能降耗和提高运行安全性的目标。

  二、项目的主要内容:

  项目利用低品质的锅炉烟气热量替代或部分替代尿素热解室的热源,解决了现有技术中的尿素制氨系统由于利用电或柴油(天然气)作为尿素热解室的热源,能耗品质高且昂贵问题;设置电加热器作为补充备用热源,使得当锅炉热源系统发生故障(如热风风机故障、空气加热器泄漏等)时,可以启动电加热器以保证分解室的热源供应,满足尿素制氨反应要求的问题。

  该专利技术提供了一种改进的尿素制氨系统,大幅度降低了尿素热解能耗及运行费用,并有效防止了因热源系统发生故障而导致的分解室内热源中断的问题。

  三、技术特点及创新点

  现有的尿素热解制氨系统是利用电加热器或柴油(天然气)燃烧器加热锅炉热一次风,能源消耗较大成本高,而本项目是将一次风管道通过锅炉省煤器前,利用锅炉的低品质热量将一次风加热,为保证热源稳定,设置电加热器作为备用热源,防止锅炉热源发生故障时热解炉停止工作,大大节约了运行成本。被加热的一次风进入热解炉内用来分解喷入热解炉内的尿素溶液制取氨气,生成的氨气通过AIG喷入烟道内,在催化剂的作用下与烟气中的NOx反应生成N2从而将烟气中的NOx去除,达到排放标准排放。其反应方程式为:

CO(NH2)2+H2O——2NH3+CO2

NH3+NOx------(催化剂)——N2+H2O

  采用尿素取代传统的带有安全隐患的液氨作为脱硝还原剂是环境技术发展的必然,公司成功的开发了应用于SCR脱硝装置的尿素热解技术及关键设备,成为继美国、奥地利两个公司之后,第三个拥有该技术的公司,第一个工程项目(旺隆发电厂)已实现长期连续运行的考验,各项性能指标均达到国际先进水平,打破了之前国外公司独家垄断中国电力脱硝市场的局面。

  尿素法氨气制备流程:尿素法的氨气来源于尿素间接制备,一般需采用尿素热解工艺。尿素热解制氨系统通常包括尿素颗粒储仓、尿素计量罐、尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶液储罐、供液泵、计量分配装置、热解室和加热器等。

  固体尿素在溶解罐中溶解配制成浓度50%的尿素溶液,储存在尿素溶液储罐内,储罐内的尿素溶液经由供液泵、计量分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室,稀释空气或者一次风经过空气加热器或电加热器加热至650℃以上后也进入分解室,雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解为NH3、CO2等物质,产生浓度小于5%的氨气混合气,由格栅喷射装置送入SCR烟气脱硝系统。

  卡洛环保技术有限公司已将尿素热解制氨系统采用模块化设计,其中核心设备如计量分配模块、热解室都已开发了系列化产品规格,常规制备系统如仓、罐、泵等则往往由洛卡提供设计,工程总包方自行配套,形成洛卡环保技术含量高附加值高的产品特点。

  四、项目意义及效益

  1、项目意义:该项目充分利用了新政策和新技术,是脱硝环保的朝阳产业,符合国内电站烟气脱硝技术发展趋势和国家产业鼓励政策,是政府正在积极鼓励发展的产业方向。这一技术的出现有效的降低能耗、消除由于尿素热解第一热源发生故障后的巨大损失,它的运用对于推动行业的发展具有重大的现实意义。

  2、社会效益:由于本项目十分吻合国家的相关策略及其产业发展方向,属于大气污染治理的环保运用领域,对建立“环保型、节约型社会”有重大意义。本项目的产品降低能耗效果显著,以一台600MW机组锅炉为例,直接采用电作为消耗能源,需要消耗700-1000KW/h,年消耗420-600万度电,折合人民币210-300万元。仅仅增加锅炉煤耗60-80kg/h,折合人民币32-43万元。大幅降低了烟气脱硝装置的运行成本,社会效益十分明显。

  3、经济效益:该项目提升了卡洛环保技术有限公司在电站环保领域的知名度和承担社会责任,成为公司重要的技术发展方向和商业融资的题材之一。该项目共投入2162.04万元,实现收入5143万元,上缴税收516万元,净利润达1156万元。

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