氨水制备装置及废酸焚烧炉SNCR脱硝系统

权利要求书： 1.一种氨水制备装置，其特征在于，包括：

氨水制备器，所述氨水制备器采用密闭设置，所述氨水制备器的液面之上设有至少一个喷淋层，所述喷淋层用于喷出吸收氨气形成氨水的液体，所述氨水制备器的下部连接有氨水出水管；

氨气分布器，设置在所述氨水制备器的液面下，所述氨气分布器连接氨气进气管，用于将送入的氨气吸收形成氨水；

氨水冷却器，设置在所述氨水制备器的液面下，用于冷却氨水；

第一排气管，设置在所述氨水制备器的上部，用于与焚烧炉连接，所述第一排气管上设有排气开关阀。

2.根据权利要求1所述的一种氨水制备装置，其特征在于，还包括：氨水浓度分析仪，设置在所述氨水出水管上，用于监测氨水的浓度；

氨气调节阀，设置在所述氨气进气管上；

PLC控制器，与所述氨水浓度分析仪和所述氨气调节阀连接，并根据所述氨水浓度分析仪监测的氨水浓度控制所述氨气调节阀的开度。

3.根据权利要求2所述的一种氨水制备装置，其特征在于，所述喷淋层包括第一喷淋层和第二喷淋层，所述第一喷淋层设置在所述第二喷淋层的下方，所述第一喷淋层与所述氨水出水管连通，用于向所述氨水制备器内喷入氨水以吸收氨气，所述第二喷淋层与脱盐水管道连接，用于向所述氨水制备器内喷入脱盐水以吸收氨气。

4.根据权利要求3所述的一种氨水制备装置，其特征在于，还包括：液位变送器，设置于所述氨水制备器，用于监测所述氨水制备器内的液位；

脱盐水调节阀，设置在所述脱盐水管道上，所述PLC控制器与所述脱盐水调节阀连接，并根据所述液位变送器监测到的液位值控制所述脱盐水调节阀的开度。

5.根据权利要求2所述的一种氨水制备装置，其特征在于，还包括：气相压力变送器，设置于所述氨水制备器，用于监测所述氨水制备器内的压力；

氮气管道，与所述氨水制备器连通，所述氮气管道上设有氮气调节阀；

所述气相压力变送器和所述氮气调节阀分别与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器用于根据所述气相压力变送器监测到的压力调节所述氮气调节阀的开度。

6.根据权利要求5所述的一种氨水制备装置，其特征在于，所述氮气管道包括分别与所述氮气调节阀连接的第一氮气进气管和第二氮气进气管，所述第一氮气进气管设置在所述氨水制备器的顶部，所述第二氮气进气管设置在所述氨水制备器的下部。

7.根据权利要求5所述的一种氨水制备装置，其特征在于，所述PLC控制器与所述排气开关阀连接，并根据所述气相压力变送器监测到的压力控制所述排气开关阀的启闭。

8.根据权利要求5所述的一种氨水制备装置，其特征在于，还包括：第二排气管，设置在所述氨水制备器的顶部，用于与焚烧炉连接，所述第二排气管上设有安全阀。

9.一种废酸焚烧炉SNCR脱硝系统，其特征在于，包括焚烧炉和权利要求1-8任一项所述的氨水制备装置；

所述氨水出水管与所述焚烧炉连接，用于将所述氨水制备装置制备的氨水喷入所述焚烧炉进行SNCR反应。

10.根据权利要求9所述的一种废酸焚烧炉SNCR脱硝系统，其特征在于，还包括排气总管和阻火器，所述氨水制备装置中的第一排气管与第二排气管分别与所述排气总管的进气口连通，所述排气总管的出气口与所述焚烧炉连通，所述阻火器设置在所述排气总管上。

说明书： 一种氨水制备装置及废酸焚烧炉SNCR脱硝系统技术领域[0001] 本实用新型涉及废气脱硝领域，尤指一种氨水制备装置及废酸焚烧炉SNCR脱硝系统。背景技术[0002] 硫酸是一种重要的工业原料，主要用于生产肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、石化产品等。在丙烯腈、MMA、烷基化装置的生产过程中需使用大量的硫酸，并产生大量的废酸，需要废酸的再生，产生新鲜的硫酸。废酸制硫酸先经过焚烧，由于废酸中含硫铵、硫酸氢铵，在使用了低氮燃烧技术后，焚烧炉内产生的NOx仍较高，当焚烧炉内为富氧操作时NOx浓度3

更高(大于100mg/Nm)，随着环保排放标准的日趋严格，焚烧炉不能满足排放标准，需要对焚烧炉NOx进行处理。

[0003] 目前焚烧炉SNCR脱硝技术采用尿素、氨水为脱硝还原剂。在以氨水为还原剂的实例中，氨水的来源一般有两种方式，第一种为槽车+氨水储存罐，氨水储罐通常为常压储存，储存罐容积较大，挥发出的氨气弥漫于四周，严重污染环境，并容易形成爆炸气体，储罐出料时容易形成真空吸入氧气，安全风险很大。[0004] 第二种为利用液氨或氨气制备氨水，现有的氨水制备装置冷凝器置于制备罐上部，液氨加入带内冷却盘管的制备罐内，挥发的氨气经上部冷凝器初步冷却后进入外置的回收箱，该方法对挥发的氨气进行了处理，但由于回收箱直通大气，氨气无法保证完全吸收，仍会有部分氨气逸散至大气，另因为液氨的高危险性，会增加整套系统的投资及安全风险。发明内容[0005] 本实用新型的目的是提供一种氨水制备装置及废酸焚烧炉SNCR脱硝系统，不仅可避免氨水挥发气外排大气，而且现场氨水设备容积小，且不使用液氨，安全风险很小。[0006] 本实用新型提供的技术方案如下：[0007] 一方面，提供一种氨水制备装置，包括：[0008] 氨水制备器，所述氨水制备器采用密闭设置，所述氨水制备器的液面之上设有至少一个喷淋层，所述喷淋层用于喷出吸收氨气形成氨水的液体，所述氨水制备器的下部连接有氨水出水管；[0009] 氨气分布器，设置在所述氨水制备器的液面下，所述氨气分布器连接氨气进气管，用于将送入的氨气吸收形成氨水；[0010] 氨水冷却器，设置在所述氨水制备器的液面下，用于冷却氨水；[0011] 第一排气管，设置在所述氨水制备器的上部，用于与焚烧炉连接，所述第一排气管上设有排气开关阀。[0012] 本方案中，制备出的氨水可作为废酸焚烧炉或其它焚烧炉脱硝的氨源，且可以根据需求量以氨气实时制备氨水，使得现场氨水制备设备容积小，且不使用液氨，安全风险很小。[0013] 进一步优选地，还包括：[0014] 氨水浓度分析仪，设置在所述氨水出水管上，用于监测氨水的浓度；[0015] 氨气调节阀，设置在所述氨气进气管上；[0016] PLC控制器，与所述氨水浓度分析仪和所述氨气调节阀连接，并根据所述氨水浓度分析仪监测的氨水浓度控制所述氨气调节阀的开度。[0017] 本方案中，通过PLC控制器控制氨气调节阀的开度，来控制氨气的进入量，以将制备的氨水浓度控制在一定范围内，如20％wt，氨水浓度分析仪采用电导率式，该氨水制备器的氨水产率大于99％。[0018] 进一步优选地，所述喷淋层包括第一喷淋层和第二喷淋层，所述第一喷淋层设置在所述第二喷淋层的下方，所述第一喷淋层与所述氨水出水管连通，用于向所述氨水制备器内喷入氨水以吸收氨气，所述第二喷淋层与脱盐水管道连接，用于向所述氨水制备器内喷入脱盐水以吸收氨气。[0019] 本方案中，脱盐水从氨水制备器顶部第二喷淋层喷淋而下，吸收未溶解的氨气并落入第一喷淋层，循环氨水从第一喷淋层喷淋而下，吸收未溶解的氨气并落入底部，可保证逸出液面的氨气的吸收量。[0020] 进一步优选地，还包括：[0021] 液位变送器，设置于所述氨水制备器，用于监测所述氨水制备器内的液位；[0022] 脱盐水调节阀，设置在所述脱盐水管道上，所述PLC控制器与所述脱盐水调节阀连接，并根据所述液位变送器监测到的液位值控制所述脱盐水调节阀的开度。[0023] 本方案中，同PLC控制器控制脱盐水调节阀的开度，可调节氨水制备器内的液位高度，使氨水制备器中的液位保持在一个合适的高度。[0024] 进一步优选地，还包括：[0025] 气相压力变送器，设置于所述氨水制备器，用于监测所述氨水制备器内的压力；[0026] 氮气管道，与所述氨水制备器连通，所述氮气管道上设有氮气调节阀；[0027] 所述气相压力变送器和所述氮气调节阀分别与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器用于根据所述气相压力变送器监测到的压力调节所述氮气调节阀的开度。[0028] 本方案中，当氨水制备器内的压力较低时，可补入氮气维持正压，氨水制备器密闭设计，设计压力为全真空(F)/90KPag；设备体积小且无废气外排大气。[0029] 进一步优选地，所述氮气管道包括分别与所述氮气调节阀连接的第一氮气进气管和第二氮气进气管，所述第一氮气进气管设置在所述氨水制备器的顶部，所述第二氮气进气管设置在所述氨水制备器的下部。[0030] 进一步优选地，所述PLC控制器与所述排气开关阀连接，并根据所述气相压力变送器监测到的压力控制所述排气开关阀的启闭。[0031] 本方案中，氨水制备器压力高时，通过PLC控制器自动打开排气开关阀，将废气送入焚烧炉处理，保护设备安全，且无废气外排大气。[0032] 进一步优选地，还包括：[0033] 第二排气管，设置在所述氨水制备器的顶部，用于与焚烧炉连接，所述第二排气管上设有安全阀。[0034] 本方案中，氨水制备器压力继续升高时，安全阀自动起跳，同时通过第一排气管和第二排气管将废气送入焚烧炉进行焚烧，保护设备安全，且无废气外排大气。[0035] 另一方面，还提供一种废酸焚烧炉SNCR脱硝系统，包括焚烧炉和上述的氨水制备装置；[0036] 所述氨水出水管与所述焚烧炉连接，用于将所述氨水制备装置制备的氨水喷入所述焚烧炉进行SNCR反应。[0037] 进一步优选地，还包括排气总管和阻火器，所述氨水制备装置中的第一排气管与第二排气管分别与所述排气总管的进气口连通，所述排气总管的出气口与所述焚烧炉连通，所述阻火器设置在所述排气总管上。[0038] 本实用新型的技术效果在于：氨水制备器采用低压密闭设计，不属于常压容器也不属于压力容器，氨水在线储存量少，且与大气不连通，正常操作时无气体排放，当压力高时，打开超压排放阀将顶部废气排入废酸焚烧炉处理，若无焚烧炉，也可送入火炬系统进行处理，无氨气排入大气，真正实现氨气的零排放，有效改善周围环境，氨水冷却器内置，装置尺寸小，投资低，且不使用液氨，既降低成本又降低安全风险。附图说明[0039] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：[0040] 图1是本实用新型的一种氨水制备装置的一个实施例的结构示意图；[0041] 图2是本实用新型的一种氨水制备装置的另一个实施例的结构示意图。[0042] 附图标号说明：[0043] 1、氨水制备器；2、氨气分布器；3、氨水冷却器；4、第一排气管；5、喷淋层；51、第一喷淋层；52、第二喷淋层；6、氨水出水管；7、氨气进气管；8、焚烧炉；9、排气开关阀；10、输送泵；11、喷枪；12、脱盐水管道；13、氨水浓度分析仪；14、氨气调节阀；15、PLC控制器；16、液位变送器；17、脱盐水调节阀；18、气相压力变送器；19、氮气管道；191、第一氮气进气管；192、第二氮气进气管；20、氮气调节阀；21、第二排气管；22、安全阀；23、排气总管；24、阻火器。

具体实施方式[0044] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0045] 为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。[0046] 还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。[0047] 在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0048] 另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0049] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。[0050] 本实用新型提供一种氨水制备装置的实施例，如图1所示，包括氨水制备器1、氨气分布器2、氨水冷却器3和第一排气管4，氨水制备器1采用密闭设置，氨水制备器1的液面之上设有至少一个喷淋层5，喷淋层5用于喷出吸收氨气形成氨水的液体，氨水制备器1的下部连接有氨水出水管6。[0051] 氨气分布器2设置在氨水制备器1的液面下，氨气分布器2连接氨气进气管7，用于将送入的氨气吸收形成氨水；氨水冷却器3设置在氨水制备器1的液面下，用于冷却氨水；第一排气管4设置在氨水制备器1的上部，用于与焚烧炉8连接，第一排气管4上设有排气开关阀9。

[0052] 具体地，氨气通入氨水制备器1液面以下的氨气分布器2，氨气分布器2内大部分氨气溶解于水中形成氨水，少部分未溶解的氨气逸出液面，进入氨水制备器1上部的喷淋层5，喷淋层5可喷出循环氨水或脱盐水，将逸出液面的氨气吸收成为氨水落入氨水制备器1底部，氨水制备器1底部液面以下设有氨水冷却器3，氨水冷却器3为浸没式冷却换热器，冷却介质根据实际情况可选择冷冻水或冷却水，冷冻水或冷却水从氨水冷却器3的进水口进入，出水口排出；氨水冷却器3在氨水制备器1内螺旋设置，且可设置多组，氨水冷却器3将氨水温度降至20℃，底部氨水被冷却后通过氨水出水管6上设置的输送泵10输出；被输出的氨水可以送入喷枪11被雾化后喷入焚烧炉8与烟气混合进行脱硝反应。若喷淋层5需要喷出氨水，则被输出的氨水经过管路通入喷淋层5循环吸收氨气。当氨水制备器1内的压力较高时，可打开第一排气管4上的排气开关阀9，将废气排入焚烧炉8进行焚烧。[0053] 本实施例中的氨水制备器1采用低压密闭设计，设计压力为：F/50～99KPag，操作压力为5-60KPag，操作温度10-40℃，氨水制备器1与大气不连通，正常操作时无气体排放，当压力高时，打开超压排放阀将顶部废气排入废酸焚烧炉8处理，若无焚烧炉8，也可送入火炬系统进行处理，无氨气排入大气，真正实现氨气的零排放，有效改善周围环境。[0054] 本实用新型的氨水制备装置可利用氨气实时制备氨水，氨水制备器1采用密闭低压设计，不属于常压容器也不属于压力容器，氨水在线储存量少，氨水冷却器3内置，装置尺寸小，投资低，且不使用液氨，既降低成本又降低安全风险。[0055] 在另一实施例中，如图2所示，喷淋层5包括第一喷淋层51和第二喷淋层52，第一喷淋层51设置在第二喷淋层52的下方，第一喷淋层51与氨水出水管6连通，用于向氨水制备器1内喷入氨水以吸收氨气，第二喷淋层52与脱盐水管道12连接，用于向氨水制备器1内喷入脱盐水以吸收氨气。第一喷淋层51和第二喷淋层52均使用304材质DN25鞍环填料。

[0056] 本实施例中，经氨水冷却器3冷却的氨水，从氨水制备器1下部的氨水出水管6输出后分为两路，一路送入第一喷淋层51吸收氨气，另一路送入喷枪11雾化喷入焚烧炉8进行SNCR反应；第二喷淋层52通入脱盐水。[0057] 自外界来的氨气经减压后进入氨水制备器1液面以下的氨气分布器2，在氨气分布器2内大部分氨气被吸收形成氨水，少部分氨气冒出液面进入上部的喷淋层5，在第一喷淋层51被经冷却后且从氨水制备器1上段向下喷淋的循环氨水吸收，再进入第二喷淋层52，第二喷淋层52设置在氨水制备器1的顶部，氨气被从顶部喷入的脱盐水吸收，氨水落入下部液相，未吸收的气体积聚于氨水制备器1顶部；氨水喷淋层设置在脱盐水喷淋层下方，以保证吸收效果。本实施例中氨水制备器1下段使用高效的氨气分布器2，上段采用两层喷淋结构，氨气吸收效率高，氨气损坏非常少，氨水产率高。[0058] 在又一实施例中，如图1和图2所示，氨水制备装置还包括氨水浓度分析仪13、氨气调节阀14和PLC控制器15，氨水浓度分析仪13设置在氨水出水管6上，用于监测氨水的浓度；氨气调节阀14设置在氨气进气管7上；PLC控制器15与氨水浓度分析仪13和氨气调节阀14连接，并根据氨水浓度分析仪13监测的氨水浓度控制氨气调节阀14的开度。氨水浓度由氨水浓度分析仪13监测，并通过PLC控制器15调节氨气调节阀14的喷氨量予以控制。

[0059] 氨水制备器1上还设有液位变送器16，用于监测氨水制备器1内的液位；脱盐水管道12上设有脱盐水调节阀17，脱盐水调节阀17与PLC控制器15连接，PLC控制器15根据液位变送器16监测到的液位值控制脱盐水调节阀17的开度，以调节脱盐水的喷入量。[0060] 氨水制备器1上还设有气相压力变送器18，气相压力变送器18用于监测氨水制备器1内的压力；氨水制备器1上还连接有氮气管道19，氮气管道19上设有氮气调节阀20；气相压力变送器18和氮气调节阀20分别与PLC控制器15连接，PLC控制器15用于根据气相压力变送器18监测到的压力调节氮气调节阀20的开度。氮气管道19包括分别与氮气调节阀20连接的第一氮气进气管191和第二氮气进气管192，第一氮气进气管191设置在氨水制备器1的顶部，第二氮气进气管192设置在氨水制备器1的下部。氨水制备器1的压力由气相压力变送器18监控，压力低(如低于10KPag)时，通过PLC控制器15控制氮气调节阀20补入氮气维持压力稳定在一个设定的正压，由于氨气比重小，未吸收的氨气容易积聚在顶部，因此，氮气分别从氨水制备器1上段顶部及下段气相空间充入，通过补充氮气维持氨水制备器1内的正压，既可降低氨气损耗，又使设备不形成负压，不从外界吸入氧气形成爆炸性气氛，实现本质安全，氮气减压后压力为5-60KPag。[0061] PLC控制器15与排气开关阀9连接，并根据气相压力变送器18监测到的压力控制排气开关阀9的启闭。氨水制备装置还包括第二排气管21，第二排气管21设置在氨水制备器1的顶部，用于与焚烧炉8连接，第二排气管21上设有安全阀22。氨水制备器1压力非正常工况达到设定高值时，通过PLC控制器15自动打开排气开关阀9将积聚在顶部的废气排出并送入焚烧炉8处理，若无焚烧炉8可送入火炬，排气开关阀9的开启压力为30-80KPag；压力正常时，关闭排气开关阀9，当氨水制备器1非正常工况下继续升高达到超压(如超过80KPag)时，安全阀22自动起跳，由安全阀22泄放，将废气送入焚烧炉8处理，若无焚烧炉8可送入火炬，保护设备安全，整个过程无废气外排大气。[0062] 本实用新型还提供一种废酸焚烧炉SNCR脱硝系统的实施例，如图1和图2所示，包括焚烧炉8和上述实施例中的氨水制备装置；氨水出水管6与焚烧炉8连接，用于将氨水制备装置制备的氨水喷入焚烧炉8进行SNCR反应。氨水出水管6与焚烧炉8连接的一端还可设置喷枪11，通过喷枪11将氨水雾化后喷入焚烧炉8，与烟气混合后进行SNCR反应脱硝，可使NOx从110mg/Nm3下降至75mg/Nm3以下，喷枪11采用耐硫酸材质。其中，SNCR(selectivenon-catalyticreduction)为选择性非催化还原，高温下进行，无需催化剂，成本控制低。[0063] 氨水制备装置中的第一排气管4与第二排气管21分别与排气总管23的进气口连通，排气总管23的出气口与焚烧炉8连通，排气总管23上设置有阻火器24。第一排气管4和第二排气管21中的废气通过排气总管23汇总后排入焚烧炉8进行焚烧，在排气总管23上设置阻火器24，可防止火焰进入氨水制备器1，阻火器24可采用IIA级别阻爆轰型阻火器。[0064] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。