[實用新型]尿素水解制氨系統

有效

• 申請號: 201120039713.0
• 申請日: 2011-02-16
• 公開（公告）號: CN201971645U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 鄭偉
• 申請（專利權）人: 成都銳思環保工程有限公司
• 主分類號: C01C1/08
• 分類號: C01C1/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本實用新型涉及一種氨氣、水蒸汽、二氧化碳混合氣的生產裝置，具體是尿素水解制取煙氣脫硝（氮）所需還原劑－氨的尿素水解制氨系統。

背景技術

我國目前的發電機組絕大多數為燃煤機組，大量的煤炭燃燒會排放大量的大氣污染物——氮氧化物，而脫除氮氧化物一般采用選擇性催化還原法（即SCR）。選擇性催化還原法是指在催化劑的作用下，以NH₃為還原劑，與煙氣中的氮氧化物（NO_x）反應生成無毒、無污染的N₂和H₂O。

現今能產生脫硝還原劑NH₃的物質主要有液氨、氨水和尿素三種。液氨，又名無水氨，為危險化學品，若其泄漏到空氣中，會與空氣中的水形成云狀物，不易擴散，對附近人的人生安全造成威脅。氨蒸汽與空氣混合物的爆炸極限為15.7%~27.4%，氨和空氣混合物達到上述濃度范圍遇明火能燃燒和爆炸，如有油類和其他可燃性物質存在，則危險性更高。氨水也屬于危險品，用于脫硝的氨水濃度通常為20%~29%，氨水較液氨相對安全，但空氣中的氨氣達到上述爆炸極限也同樣會有爆炸危險。因此液氨和氨水在儲存、運輸和使用方面國家有嚴格的法律法規要求，在制作液氨和氨水時對設備要求高。

相對于液氨和氨水，尿素是無毒、無害的化學品，便于運輸和儲存，可用火車或汽車運輸，運輸和儲存過程不需要特別的安全措施。尿素制取脫硝還原劑允許環境友好，可避免在儲存、輸送和使用過程中泄漏時造成危險。因此，越來越多的火力發電廠希望能用尿素制取脫硝還原劑。

尿素制取脫硝（氮）還原劑，通常有兩種方法：熱解和水解。熱解法是直接快速加熱霧化后的尿素溶液進行分解，但熱解法經常分解不完全，影響煙氣脫硝（氮）的效率。水解法是在一定的反應設施中，將尿素水溶液在熱源的作用下加以分解，以制取煙氣脫硝（氮）還原劑，水解法較熱解法更便于控制，因此更受人們的青睞。然而，現有的尿素水解制氨設備結構復雜，從而導致制制氨工藝復雜，尿素水解效率低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種結構簡單，便于操作的尿素水解制氨系統。

本實用新型的目的主要通過以下技術方案實現：尿素水解制氨系統，包括依次連接的尿素溶液配置系統、尿素溶液儲存系統、以及尿素溶液水解反應系統。

所述尿素溶液儲存系統包括尿素溶液儲存槽，以及與尿素溶液儲存槽連接的進料泵，所述尿素溶液儲存槽和進料泵分別與尿素溶液配置系統、尿素溶液水解反應系統連接。

所述尿素溶液儲存槽設有第二放空輸出口和第二取樣口。

所述尿素溶液儲存槽配備有攪拌器、濃度計、加熱裝置、液位檢測儀表、以及溫度檢測儀表。

所述尿素溶液配置系統包括尿素顆粒溶解槽，以及與尿素顆粒溶解槽連接的溶液泵，所述溶液泵與尿素溶液儲存系統連接。

所述尿素顆粒溶解槽設有尿素輸入口、水輸入口、第一放空輸出口、以及第一取樣口。

所述尿素溶液水解反應系統包括尿素水解反應器，所述尿素水解反應器與尿素溶液儲存系統連接。

所述尿素水解反應器設有氣體輸出口、冷卻水或蒸汽輸入口、以及排污或第三取樣輸出口。

采用本實用新型制取NH₃的具體工藝步驟為：1）將尿素和水分別通過尿素輸入口和水輸入口輸入到尿素顆粒溶解槽中，并在尿素顆粒溶解槽中配制成30~75wt%濃度的尿素水溶液，尿素水溶液的濃度可通過第一取樣口進行采樣檢測。2）通過溶液泵將尿素水溶液輸送到尿素溶液儲存槽中，并使用溫度檢測儀表和加熱裝置將溶液溫度維持在20~100℃。3）通過進料泵將尿素溶液儲存槽中的尿素水溶液輸送到尿素水解反應器中，并通過尿素水解反應器的冷卻水或蒸汽輸入口輸入蒸汽使尿素水解反應器的反應溫度控制在100~200℃（尿素的水解速度隨溫度和濃度的升高而增加，然而溫度升高，尿素對設備腐蝕速率也在加快，所以此系統要求溫度控制范圍為不超過200℃。），壓力為0.3Mpa~1.6MPa，并控制水解反應器中的尿素溶液濃度為30~75wt%，從而水解生成清潔的氨氣。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點和有益效果：本實用新型主要由依次連接的尿素溶液配置系統、尿素溶液儲存系統、以及尿素溶液水解反應系統組成，整體結構簡單，在制氨的過程中通過合理的控制溫度、壓力和濃度就能達到制氨要求，整個系統便于操作，制氨時工藝簡單。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。