低氮排放的浸没燃烧式气化系统

本技术属于化工领域，具体而言，涉及低氮排放的浸没燃烧式气化系统。

背景技术：

1、液化天然气(lng)的应用缓解了能源紧张的状况，lng接收站作为lng的接收终端也得到了大力建设，浸没燃烧式气化器(scv)采用燃烧加热的方式气化lng，因其气化效率较高，启动速度较快，成为lng接收站常用气化器和核心设备，在冬季平均气温低于5℃的北方地区，是不可或缺的运行设备，年运行时长约2000～3500小时。随着环保要求的日渐严苛，scv排放尾气也被纳入nox超低排放监管行列，需对其进行脱硝处理。各scv厂家为了提高市场占有率、满足环保要求，均开始进行低氮排放scv的研发，通常采用的工艺方式是炉内脱氮，即采用各种燃烧技术手段来控制燃烧过程中氮氧化物(nox)的生成，又称低氮燃烧技术。采用该工艺方式可使scv的氮氧化物排放量降至50mg/nm3～80mg/nm3。但随着各地方环保要求力度的不断加大，需要进一步降低scv的氮排放量。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出低氮排放的浸没燃烧式气化系统。该系统不仅具有较低的氮排放量，结构简单，操作便捷，控制可靠性较强，而且对外部能源的依赖性较低，经济效益较高。

2、在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种低氮排放的浸没燃烧式气化系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

3、浸没燃烧式气化装置，所述浸没燃烧式气化装置包括燃烧器、水浴箱、高温烟气出口和低温烟气出口，所述高温烟气出口与所述燃烧器直接相连，所述低温烟气出口经所述与水浴箱与所述燃烧器相连，所述高温烟气出口处设有变截面控制装置；

4、换热装置，所述换热装置包括低温烟气入口、中温烟气出口、脱硝气体入口和换热后的脱硝气体出口，所述低温烟气入口与所述低温烟气出口相连；

5、脱硝装置，所述脱硝装置包括待脱硝气体入口和脱硝气体出口，所述待脱硝气体入口与所述高温烟气出口和所述中温烟气出口相连，所述脱硝气体出口与所述脱硝气体入口相连。

6、根据本实用新型上述实施例的低氮排放的浸没燃烧式气化系统，至少具有以下有益效果：1)通过在换热装置上设置低温烟气入口，与浸没燃烧式气化装置的低温烟气出口相连，使得从浸没燃烧式气化装置排出的低温烟气(即scv尾气)可以进入换热装置进行换热处理，得到温度升高的中温烟气；通过在换热装置上设置脱硝气体入口，与脱硝装置中的脱硝气体出口相连，可以使得脱硝气体进入换热装置，作为换热介质，与低温烟气进行换热处理，由此，不仅可以对脱硝气体的余热进行回收利用，提升该系统的运行经济性，还可以对低温烟气进行升温，减少后续高温烟气的相对用量。2)通过设置与燃烧器直接相连的高温烟气出口，并使该高温烟气出口与待脱硝气体入口相连，由此可以使燃烧得到高温烟气直接经高温烟气出口排出，不经过水浴箱内部换热，保留燃烧烟气的高温，以便与进入脱硝装置的中温烟气或低温烟气进行混合，提高待脱硝气体的温度，由此，不需要采用外部热量补充(如燃气加热、电加热等)对低温烟气进行加热处理，无需新增加热设备，便可使低温烟气达到脱硝所需温度，响应速度快，控制操作简单可靠性强，且无运行危险源，有利于减小该系统的占地面积，降低加工成本；3)通过在高温烟气出口处设置变截面控制装置，可以通过改变高温烟气出口截面调节高温烟气的供给流量，从而可以根据进入脱硝装置的中温烟气的流量来调整高温烟气的相对流量，不仅更方便对待脱硝气体的温度进行调控，避免因高温烟气流量过小使得待脱硝气体温度较低而影响脱硝反应的进程和效率，或引入高温烟气流量过大，而产生能源的浪费，还有利于进一步提高该系统的加工效率和能源利用率。

7、另外，根据本实用新型上述实施例的低氮排放的浸没燃烧式气化系统还可以具有如下附加的技术特征：

8、任选地，所述低温烟气出口位于所述水浴箱的液面上方，所述浸没燃烧式气化装置还包括：烟气分布器，所述烟气分布器与所述燃烧器相连，所述烟气分布器上设有通孔，所述通孔与所述水浴箱连通且位于所述水浴箱的液面下；换热管束，所述换热管束位于所述水浴箱的液面下，且位于所述烟气分布器上方。

9、任选地，所述脱硝装置为选择性催化还原脱硝装置。

10、任选地，所述待脱硝气体入口处和/或所述中温烟气出口处设有温度检测装置。

11、任选地，还包括自动控制装置，所述自动控制装置与所述变截面控制装置和所述温度检测装置相连，且适于基于所述温度检测装置检测到的温度控制所述变截面控制装置。

12、任选地，该系统还包括：气体混合装置，所述气体混合装置的进气口与所述高温烟气出口和所述中温烟气出口相连，所述气体混合装置出气口与所述脱硝气体入口相连。

13、任选地，该系统还包括：除水装置，所述除水装置的进气口与所述低温烟气出口相连，所述除水装置的出气口与所述低温烟气入口相连。

14、任选地，所述除水装置包括至少一个离心除水单元，所述离心除水单元包括上下布置的圆柱形侧壁和锥形底壁，所述圆柱形侧壁和所述锥形底壁围合成容纳区，所述圆柱形侧壁靠近所述锥形底壁的一侧设有至少一个所述进气口，所述圆柱形侧壁的上部设有所述出气口，所述锥形底壁的下部设有排水口，所述锥形底壁的内表面设有挡水结构件。

15、任选地，所述进气口包括切向进气口。

16、任选地，所述圆柱形侧壁靠近所述锥形底壁的一侧设有多个所述进气口，多个所述进气口沿所述圆柱形侧壁的周向均匀间隔布置。

17、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种低氮排放的浸没燃烧式气化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低温烟气出口位于所述水浴箱的液面上方，所述浸没燃烧式气化装置还包括：

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述脱硝装置为选择性催化还原脱硝装置；和/或，

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括自动控制装置，所述自动控制装置与所述变截面控制装置和所述温度检测装置相连，且适于基于所述温度检测装置检测到的温度控制所述变截面控制装置。

5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，还包括：气体混合装置，所述气体混合装置的进气口与所述高温烟气出口和所述中温烟气出口相连，所述气体混合装置出气口与所述脱硝气体入口相连；和/或，

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述除水装置包括至少一个离心除水单元，所述离心除水单元包括上下布置的圆柱形侧壁和锥形底壁，所述圆柱形侧壁和所述锥形底壁围合成容纳区，所述圆柱形侧壁靠近所述锥形底壁的一侧设有至少一个所述进气口，所述圆柱形侧壁的上部设有所述出气口，所述锥形底壁的下部设有排水口，所述锥形底壁的内表面设有挡水结构件。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述进气口包括切向进气口；和/或，所述圆柱形侧壁靠近所述锥形底壁的一侧设有多个所述进气口，多个所述进气口沿所述圆柱形侧壁的周向均匀间隔布置。

技术总结本技术公开了低氮排放的浸没燃烧式气化系统。该浸没燃烧式气化系统包括浸没燃烧式气化装置、换热装置和脱硝装置，浸没燃烧式气化装置包括燃烧器、水浴箱、高温烟气出口和低温烟气出口，高温烟气出口与燃烧器直接相连，低温烟气出口经水浴箱与燃烧器相连，高温烟气出口处设有变截面控制装置；换热装置包括低温烟气入口、中温烟气出口、脱硝气体入口和换热后的脱硝气体出口，低温烟气入口与低温烟气出口相连；脱硝装置包括待脱硝气体入口和脱硝气体出口，待脱硝气体入口与高温烟气出口和中温烟气出口相连，脱硝气体出口与脱硝气体入口相连。该系统不仅具有较低的氮排放量，结构简单，操作便捷，控制可靠性较强，而且对外部能源的依赖性较低，经济效益较高。技术研发人员：禚玉群,任雯,王涛,郭谨玮,李亚斌,贺文宇受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：20231102技术公布日：2024/7/4