[發明專利]一種尿素熱解制氨裝置

有效

• 申請號: 201310047259.7
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103964469A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 周燁;宋紅兵;彭代軍
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團環境技術有限公司;中國大唐集團科技工程有限公司
• 主分類號: C01C1/08
• 分類號: C01C1/08
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發明涉及一種尿素熱解裝置，具體地說是一種入口為多個均勻分布在反應器本體上的與反應器側壁成一定角度的管路的尿素熱解制氨裝置。

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。

尿素制氨的方法有熱解和水解兩種，其中熱解法因為工藝成熟可靠，又在常壓下運行，不存在氨泄漏等原因，得到了快速的推廣。

傳統的尿素熱解制氨裝置是內部中空的高溫容器，熱空氣由頂部進入，在熱解裝置中維持足夠尿素分解的溫度。熱解裝置一般由進口段、擴充段、主體段、收縮段及連接段組成。在進口段安裝有旋流板或氣流均布板。旋流板的形式一般由環形布置的多塊葉片組成，葉片斜45°縱向安裝，一方面用來形成旋流，提高氣體在熱解爐內的停留時間，另一方面盡可能的降低氣體阻力。氣流均布板一般為篩孔板，篩孔板與熱解裝置直徑相同，孔均勻分布，保證流場均勻，根據不同熱解裝置的直徑和熱空氣流量來確定篩孔板的開孔孔徑大小和開孔率。

熱空氣從入口段進入，尿素經過一個提供完全分配的噴槍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。

鑒于此提出本發明

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供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且結構簡單的尿素熱解制氨裝置。

為了實現該目的，本發明采用如下技術方案：

一種尿素熱解制氨裝置，包括帶噴槍的反應器本體、反應器本體的入口和出口，所述入口設置在反應器本體的上部，所述出口設置在反應器本體的下部，所述的入口包括至少兩個進氣管，所述進氣管位于反應器壁的上部，與反應器壁成一定角度。

所述的反應器壁包括反應器本體的側壁和頂部，所述進氣管沿同一方向均勻設置在反應器本體的側壁和頂部。