[0001] 本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种SCR尿素水解系统低温隔离装置及方法。

[0002] 火电厂大气排放标准中规定了NOx排放标准为50mg/Nm3内，因此火电厂必须对已生成的NOx进行处理，使NOx含量进一步降低以达到排放标准，基于此燃气热电在余热锅炉设置脱硝装置，进一步对烟气进行脱硝处理，脱硝系统吸收剂一般采取尿素热解、水解系统。

[0003] 目前，SCR尿素水解系统多为母管制运行，由于水解反应器操作温度较高，尿素水解中间杂质及最终产物腐蚀性较强容易导致母管阀门腐蚀、磨损，造成阀门不严密，系统无法隔离。如果需要更换阀门需聘请专业堵漏队伍戴防毒面具使用专用设备进行更换，但在泄漏量大的情况下只能必须停止锅炉和尿素水解系统后才能更换阀门。尿素水解系统上阀门的内漏，已成为电厂尿素水解制氨系统运行中的主要缺陷。

[0004] 因此，随着尿素水解制氨技术更加广泛应用，提高尿素水解制氨系统阀门等关键部件可靠性和安全性的技术研究成为了迫切的需求，无论从运行可靠性，还是经济效益，SCR尿素水解系统低温隔离技术研究都具有极其重要的意义。

[0037] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 尿素水解系统主要包括尿素溶液供给系统、蒸汽加热和吹扫系统、氨气供给系统、伴热系统、废液和废气排放系统，浓度30－50％的尿素溶液通过输送泵输送到反应器内，在0.5－0.95MPa、135－160℃条件下进行水解反应生成氨气、二氧化碳，尿素水解生成的氨气低于125℃时将产生结晶物，为防止尿素水解反应的氨气结晶，在输送过程有蒸汽伴热管道和外部保温将氨气管道包覆。

[0039] 烟台电厂为两台水解器的两条供氨母管，连接着四台炉，正常运行时，一台水解器可以带两台炉运行，每台炉分别与两条供氨母管相连，通过与母管相连的总门选择切换母管，当其中一个总门不严密时，在母管不停运的情况下是无法更换这台炉内漏的供氨总门的。如需要更换需要将使用该供氨母管的锅炉全部停运，停止水解器才能更换阀门；如不更换内漏阀门，氨气混合物在这台炉停炉后会通过母管渗漏至SCR脱硝系统，由于停运机组的本体脱硝系统也随着机组停运，炉本体脱硝系统的氨空分配器、调节门等处由于设备形状等原因，伴热温度无法满足氨气混合物不结晶的温度，停炉后SCR系统中的氨气不流通，随着氨空分配器、调节门等处温度降低，漏进系统的氨气会在温度较低处结晶，堵塞供氨管道，影响机组启动后脱硝系统的投运，造成环保超标。

[0040] 另外，如果采取除去泄漏处阀门的保温方法，降低阀门处的阀门温度，将阀门处的供氨母管与供氨伴热管使用硅酸铝保温隔离，此时阀门处温度虽然会降低并形成部分结晶，但此时的结晶物类似初冬湖面结冰一样，只在湖面有一层薄冰，这个时候打开阀门法兰，更换阀门存在结晶处泄漏氨气的情况，有造成检修人员烫伤和气体中毒的安全隐患。

[0041] 基于此，本发明实施例一方面提供了一种SCR尿素水解系统低温隔离装置，所述SCR尿素水解系统包括供氨管道100，所述低温隔离装置包括低温冷冻夹套200和CO2供给装置300；

[0042] 其中，低温冷冻夹套200包覆于所述供氨管道100外壁；所述低温冷冻夹套200外侧形成有腔体210，用于填充并容纳液体CO2；CO2供给装置300与所述腔体210连通，通过向所述腔体210内输送液体CO2使所述低温冷冻夹套200膨胀，以在所述供氨管道100外壁形成干冰，使所述供氨管道100内部氨气混合物冷冻结晶形成冰塞。

[0043] 在本发明的一些实施例中，所述低温冷冻夹套200还包括固定部220，与所述腔体210两侧连接，通过所述固定部220将所述低温冷冻夹套200固定于所述供氨管道100外壁。
可以理解的，固定方式包括但不限于粘接。

[0044] 在本发明的一些实施例中，所述低温冷冻夹套200是横截面呈90－360°的圆柱状；所述低温冷冻夹套200至少设置有一个，多个相邻所述低温冷冻夹套200之间通过所述固定部220连接。

[0045] 具体的，当低温冷冻夹套200设置有一个时，低温冷冻夹套200的横截面是180－360°的圆柱体，由低温冷冻夹套200的开口处套在供氨管道100外，并由固定部220固定；当低温冷冻夹套200设置有两个时，低温冷冻夹套200优选为两个半圆柱体，且两个半圆柱体的横截面均为180°，分别位于供氨管道100的上部和下部后，对供氨管道100进行包裹，且两个低温冷冻夹套200通过固定部220连接，固定方式包括但不限于粘接、螺钉连接等。

[0046] 在本发明的一些实施例中，CO2供给装置300通过高压软管400与低温冷冻夹套200的腔体210连通，将液体CO2注入低温冷冻夹套200内，以在供氨管道100外壁形成干冰，温度达到－78℃，使得阀门两侧的供氨管道100内部氨气混合物迅速冷冻形成结晶产物，达到隔离点的作用，可以安全的进行阀门更换或者使用卡具对泄露的供氨管道100进行临时堵漏。由于SCR尿素水解氨气的输送管道一般采用304或316L等不锈钢材质，多为φ108、φ50等管道规格，低温冷冻夹套200仅在泄漏或需要隔离处的两侧一段位置进行低温冷却隔离，不会产生强大的膨胀压力损坏管道。

[0047] 在本发明的一些实施例中，低温冷冻夹套200为低温冷却袋，与供氨管道100接触的一侧为帆布，另一侧为加棉合成帆布，分仓缝制，并且根据供氨管道100的管径配套使用不同规格的低温冷却袋。将干冰颗粒装入低温冷却袋中，缠绕在需冷却的供氨管道100上产生结晶物，达到隔离的目的。

[0048] 另一方面，基于上述SCR尿素水解系统低温隔离装置，本发明实施例还提供了一种SCR尿素水解系统低温隔离方法，包括以下步骤：

[0049] 步骤S100.确定供氨管道内形成冰塞的位置、长度，根据供氨管道的参数及冰塞的位置、长度制作低温冷冻夹套。

[0050] 确定供氨管道内形成冰塞的位置具体是：确定供氨管道泄露位置或者需要更换阀门的位置，冰塞形成位置确定为供氨管道泄露或者更换阀门位置的上游；

[0051] 确定供氨管道内形成冰塞的长度具体是：根据供氨管道压力确定冰塞长度，冰塞长度L与供氨管道直径D的比值满足：L/D＝P：1，其中P为供氨管道的密封压力。比如密封压力为1.0MPa，则冰塞长度与供氨管道直径的比为1：1；密封压力为2.0MPa，则冰塞长度与供氨管道直径比为2：1。若冰塞与供氨管道的管壁缺乏足够强度，可将一部分水灌入结冰区形成冰塞。

[0052] 步骤S200.输送液体CO2至低温冷冻夹套腔体。

[0053] 其中，输入液体CO2后，供氨管道内的氨气混合物快速结晶，时间一般为1分钟左右，因此本申请可以快速在供氨管道形成冰塞，加快处理效率。

[0054] 供氨管道的管径越大，消耗液体CO2的量越大；密封压力越高，冰塞长度越长。

[0055] 步骤S300.供氨管道外侧形成冰塞后，向所述低温冷冻夹套腔体充入液氮以保持冰塞不融化。

[0056] 为了保持冰塞不融化，需要填充部分液氮来补偿低温冷冻夹套和冰塞区管壁传导热量造成的热损失，管径越大，需要补充的液氮量越多。

[0057] 步骤S400.在形成冰塞的供氨管道下游泄漏处检测是否有流体或气体流过，若检测到没有流体或气体流过，则进行管道堵漏或阀门更换。

[0058] 具体的，冰塞形成后，若采用机械或粘接方法堵漏，则不需要考虑冰塞和堵漏处的距离；若采用焊接或切割方法堵漏，对于碳钢材质管道每25mm管径需要离开冰塞200mm进行操作；对于钢管每25mm管径需要离开冰塞900mm进行操作。

[0059] 本发明采用冷冻封堵的方式，通过在需要封堵的管道节点外包裹一个低温冷冻夹套，CO2供给装置即液体CO2瓶通过高压软管接入低温冷冻夹套，并通入液体CO2，此时在低温冷冻夹套和供氨管道外壁之间膨胀并形成干冰，温度达到－78℃；同时供氨管道内部的液体被迅速冷冻形成安全的冰塞，从而达到封堵管道截止流动的目的，以便于维修工作的开展，由于冰塞仅是很小一段，所以不会产生强大的膨胀压力损坏管道，并且只要温度达到125℃以上，冰塞即可快速融化，可以快速恢复生产，使设备正常运行。

[0060] 综上，本发明通过SCR尿素水解系统低温隔离装置，可以在不影响机组停机和环保指标的情况下，消除系统漏点，可以有效避免机组泄漏造成NOx环保指标超标和机组被迫停机等情况。

[0061] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0062] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。