[實用新型]一種逆流式尿素熱解制氨裝置

有效

• 申請號: 201320202551.7
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203173834U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 宋紅兵;彭代軍;周燁;仲兆平;張茜蕓;張波
• 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: 張聚增

技術領域

本實用新型屬于選擇性催化還原煙氣脫硝的技術領域，具體涉及一種逆流式尿素熱解制氨裝置。

背景技術

擇性催化還原煙氣脫硝即SCR煙氣脫硝，SCR是當前廣泛應用的電廠煙氣脫硝方法。在脫硝系統中，還原劑是最大的消耗品，其消耗成本直接影響到脫硝系統的整體經濟指標，目前，SCR煙氣脫硝還原劑包括液氨、氨水及尿素。液氨、氨水及尿素均可作為煙氣脫硝還原劑，隨著脫硝還原劑制備、儲存與供應技術的日漸成熟，脫硝還原劑的選擇原則逐漸轉為以安全與經濟為主。液氨是危險化學品，隨著國家對安全問題的日益重視，正逐漸出臺一系列相關的限制措施，使得電廠在用液氨時在審批、工期、占地等諸多方面受到越來越多的制約，投運后通過環保驗收的程序也較為繁瑣；氨水因為其運行成本居高不下也受到應用的局限。作為無危險的制氨原料，尿素熱解制氨具有與液氨相同的脫硝性能，尿素是綠色肥料、無毒性，因而沒有法規限制，并且便于運輸、儲存和使用。目前在國內SCR脫硝采用尿素為還原劑已經成為一種趨勢。

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進行反應。目前在國內工程應用的尿素熱解制氨裝置，設計形式均為頂部單路進氣，然后通過內置不同結構的旋流板或氣流均布板來實現流場和溫度場的均勻分布。但普遍存在的問題為：（1）旋流板的設計很難保證在熱解裝置內形成足夠均勻的流場和溫度場，尤其是在靠近熱解裝置的區域，容易形成局部的低溫或低速區，造成尿素溶液沾壁，甚至結晶；（2）氣流均布板的存在增大了熱解裝置的整體壓力損失，而且長久運行容易因為灰分的積累和結晶的形成而堵塞開孔，開孔一旦堵塞則會造成流場紊亂，進而影響整個熱解系統的穩定運行。

專利CN201020633701.6中公開了一種尿素制氨的熱解裝置，包括氣體入口、內部設置有噴槍的反應室以及氣體出口，氣體入口設置于反應室上部，氣體出口設置于反應室下部，還包括設置于反應室內部且在噴槍上部的篩板型氣流分配裝置。熱解裝置解決了現有技術中存在尿素熱解裝置中氣流分配不佳、體積過大的問題，然而氣流經過篩孔板后仍不能避免熱解爐內貼壁低速區的存在，熱解裝置內的傳熱與傳質效果仍然具有很大的提升空間。

實用新型內容

為了克服尿素結晶及堵塞，熱解系統的穩定運行差，熱解裝置的傳熱與傳質效果不佳的缺點，本實用新型提供了一種逆流式尿素熱解制氨裝置，減少了尿素結晶及堵塞的現象，延長了熱解反應停留時間，改善了熱解裝置的傳熱與傳質效果，提高了熱解系統的穩定性，整體設計簡單，而且降低運行和維護熱解設備所引起的費用，延長定期維修的周期。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種逆流式尿素熱解制氨裝置，包括入口段、進行尿素熱解制氨反應的主體段、圓錐狀的B收縮段、將制得氨氣排出的出口段，其特征在于，入口段設置在主體段的下部，出口段設置在熱解制氨裝置的上部，主體段的上部通過B收縮段與出口段連接，入口段包括進氣段和文丘里管，尿素熱解制氨裝置采用逆流式進氣，延長了尿素在熱解裝置主體段的停留時間，改善熱解裝置的傳熱與傳質效果。

文丘里管包括A收縮段、喉管、擴散段，A收縮段通過喉管與擴散段相連接。

A收縮段為圓錐管，喉管為圓柱狀套管，擴散段為倒圓錐管，進氣段與圓錐管的一端連接，圓錐管的另一端通過圓柱狀套管與倒圓錐管連接，倒圓錐管的另一端與主體段相連接，文丘里管使得氣流形成高速均勻的熱氣流，減少了尿素結晶及堵塞的現象。

進氣段包括進氣口和圓柱管狀的過渡段，進氣口通過過渡段與文丘里管相連接。

進氣段、A收縮段、喉管、擴散段中至少一處設置有使尿素熱解制氨裝置的流場分布均勻的旋流板，有利于氣流形成高速的旋流。

優選的，在喉管內設置有使尿素熱解制氨裝置的流場分布均勻的旋流板。

旋流板由數個環形布置的葉片組成，葉片與管道的橫截面所成的角度為30°-50°。

主體段為圓柱體，在主體段內設置有提供霧化的尿素溶液的雙流體霧化噴槍，噴槍沿主體段的內圓周面均勻布置，噴槍設置有4-6根。

本實用新型的有益效果是，減少了尿素結晶及堵塞的現象，延長了熱解反應停留時間，改善了熱解裝置的傳熱與傳質效果，提高了熱解系統的穩定性，整體設計簡單，而且降低運行和維護熱解設備所引起的費用，延長定期維修的周期。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型所述的逆流式尿素熱解制氨裝置進行具體說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型旋流板的俯視結構示意圖；