[發明專利]一種應用于SCR脫硝的尿素熱解反應器

有效

• 申請號: 201210359319.4
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103611486B
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 彭代軍;周燁;宋紅兵
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團環境技術有限公司
• 主分類號: B01J19/26
• 分類號: B01J19/26;C01C1/08;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 另婧

技術領域

本發明涉及一種尿素熱解反應器。具體地說是一種帶有氣體旋流裝置，氣流混 合效果好、溫度分配均勻、體積小、成本低的應用于SCR脫硝的尿素熱解反應器。

背景技術

氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，隨著嚴格的環保標準的實施，煙氣 脫硝系統成為火電廠必不可少的設備之一，選擇性催化還原反應（Selective?Catalyst? Reduction，簡稱SCR）以其脫硝效率高的優點成為了電廠脫硝項目的技術首選，得 到了越來越廣泛的應用。SCR技術中還原劑NH3的來源有3種：液氨、氨水和尿素， 選擇尿素作為還原劑，具有安全性高、來源廣泛、易于運輸和儲存等特點，在環保 領域得到了廣泛的應用。

尿素的分解主要在熱解反應器中進行，熱解反應器是一個內部全空的容器，熱 空氣從入口段進入，尿素經過一個提供完全分配的噴射器注入到熱空氣中反應，熱 解反應器，由入口段、放大段、本體、收縮段、出口等部分組成。為了增加尿素分 解的反應停留時間，必須要降低熱風在熱解反應器內的流速，因此在本體上部設置 有放大段，用于放大本體直徑，從而達到降低熱空氣流速的目的。在傳統熱解反應 器設計中，采用放大本體直徑這一單一方法來達到熱解反應停留時間的要求，具有 一定的局限性，或者入口設置為文丘里結構，需要較長的穩定段，包括入口減縮、 喉部、出口漸擴，長度要求較高，由于受現場的空間限制，這種方法對于大型反應 器在實際工程中的設計布置較難實現，而且熱解裝置的反應室由不銹鋼制成，大體 積的熱解裝置制造成本較高。

氣流進入反應器時，沒有引流裝置，會造成熱解反應器內的氣流分布不均，由 于尿素分解反應在很短的時間內完成，一般只有幾秒鐘的時間，對氣體流場和溫度 場的要求非常高，如果氣體流場和溫度場分布不均，尿素就不能完全分解，未分解 的尿素會在尾管管壁上結晶沉積，尿素結晶現象的增多會造成檢修次數的增加，嚴 重的還會對尿素熱解系統的運行造成影響。

專利文獻CN101574616A中公開了一種碳酸氫銨制氨氣的的熱解爐，所述熱解 爐體下部分布了四根熱空氣引入管，所述四根熱空氣引入管的偏斜布置使得熱空氣 進入熱解爐后具有一定的旋轉強度，使爐內流場充滿度好，熱解爐內溫度分布均勻。 然而由于所用的碳酸氫銨為固體顆粒，為了使所述固體顆粒分解需要激烈的撞擊運 動，所以所述熱解爐中的熱空氣需要設計成旋轉流動的，并且將熱空氣入口設在熱 解爐下部，下部的旋轉氣流保證固體顆粒不落地，而尿素制氨所用的尿素為溶液， 需要的是自上而下具有穩定流動速度的熱空氣，因此上述碳酸氫銨的熱解裝置不適 用于尿素的熱解。

專利文獻CN201907975U公開的用于尿素制氨的熱解裝置，包括氣體入口、內 部設有噴槍的反應室以及氣體出口，所述氣體入口設置于所述反應室上部，所述氣 體出口設置于所述反應室下部，還包括設置于所述反應室內部且所述噴槍上部的篩 板型氣流分配裝置，在反應室內部且在噴槍上部設置了設有多個開孔的篩板型氣流 分配裝置，使得進入熱解裝置的熱氣流在擴散過程中，更快地取得了均勻向下流動 的熱氣流流場，提高了噴槍的相對布置位置，使得熱解裝置有更短的長度要求，有 效降低了熱解裝置的高度，但是，氣流必須通過帶有很多細孔的孔板進入，阻力很 大，會造成壓力損失。

發明內容

本發明的目的是發明一種可以引導熱空氣在反應器本體內形成旋流的氣體流 場，增加反應停留時間，氣體流場和溫度場分布均勻，有利于尿素的完全分解的尿 素熱解反應器。

為了實現該目的，本發明采用如下技術方案：

一種應用于SCR脫硝的尿素熱解反應器，包括依次設置的入口段，帶噴射器 的反應器本體，和出口段，所述入口段與反應器本體聯通，所述出口段與反應器本 體聯通，其特征在于：入口段和/或反應器本體內設置有用于引導氣體旋流的旋流裝 置。

所述的旋流裝置為螺旋結構的異向板，異向板與入口段和/或反應器本體的內壁 至少部分相連接，異向板的螺旋結構的中心線沿入口段和/或反應器本體的軸線方向 設置。

所述的異向板為至少包含0.2個螺距的螺旋結構。

所述的異向板為至少包含0.5個螺距的螺旋結構。

所述的異向板的兩個側端部與入口段和/或反應器本體的內壁相連接，將入口段 和/或反應器本體分為兩個對稱的逐漸旋轉的通道。

所述的異向板設置于入口段內，異向板的上端和下端與入口段的兩端面平齊。