[實用新型]一種蝸殼進氣旋流式尿素熱解制氨裝置

有效

• 申請號: 201320203728.5
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203200034U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 宋紅兵;彭代軍;周燁;仲兆平;張波;張茜蕓
• 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，具體涉及一種蝸殼進氣旋流式尿素熱解制氨裝置。

背景技術

選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。

傳統的尿素熱解制氨裝置是內部中空的高溫容器，熱空氣或熱煙氣由裝置頂部進入，保證熱解裝置中維持足夠尿素分解的溫度。一般在熱解裝置進口段安裝有均流板或旋流板，均流板一般為篩孔板，篩孔板上均勻開孔以保證流場均勻；旋流板一方面用來形成旋流，提高氣體和反應物在熱解爐內的停留時間，另一方面則是盡可能的降低氣體阻力。但當前的尿素熱解制氨裝置普遍存在的問題包括：（1）均流板或旋流板的存在極大地增加了整個尿素熱解制氨裝置的壓力損失，從而增加了動力消耗和運行費用；（2）對于均流板而言，系統的長久運行很容易造成均流板上的開孔因為灰塵的過多積累而堵塞，開孔一旦堵塞則會使整個裝置的流場和溫度場失控，進而造成裝置內局部區域處反應物熱解不完全；（3）對于旋流板而言，其對氣流的旋流效應使得熱解裝置內的流場和溫度場很難均勻，容易造成尿素溶液在壁面低速或低溫區域的沾壁和結晶，長久運行甚至會導致熱解裝置的完全堵塞；（4）為了將氣流從入口處合理地引進尿素熱解制氨裝置的主反應段，目前的裝置通常設計有多段擴充管，增加了裝置的總高度。

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，然而篩孔板因為開孔率不高，故而局部阻力較大，致使整體壓降不理想，并且由于氣體流速矢量垂直向下，不利于增強氣體和反應物在裝置內的停留時間，所以該方案尚有很大的改進空間。

實用新型內容

為了克服尿素結晶，裝置壓力損失大，熱解反應停留時間不足，裝置復雜的缺點，本實用新型提供了一種蝸殼進氣旋流式尿素熱解制氨裝置，減少了尿素結晶的現象，延長了熱解反應停留時間，保證了尿素在熱解裝置中達到充分熱解，降低了裝置壓力損失，保證整個系統的高效、穩定運行，裝置簡單，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：一種蝸殼進氣旋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反應段、倒圓錐管狀的收縮段、將制得氨氣排出的出口段，入口段與主反應段的上部相連接，主反應段的下部通過收縮段與出口段連接，其特征在于，入口段包括蝸殼進氣管道、維持旋流且減小壓降的引流通道和降低熱空氣流速并穩定流場的擴散段，在蝸殼進氣管道的螺旋旋轉內環上設置有與蝸殼進氣管道相連接的導向葉片，相鄰的兩個導向葉片組成引流通道，引流通道與擴散段相連接，形成了尿素熱解所需的流場和溫度場，減少了尿素結晶的現象，降低了裝置壓力損失，保證整個系統的高效、穩定運行。

擴散段為圓錐管，導向葉片的一端與蝸殼進氣管道相連接，另一端與擴散段的圓錐管相連接。

引流通道為兩端開口四周封閉的開口通道，且沿氣流旋轉方向傾斜設置，使氣流流入主反應段時呈旋流狀態，增加氣流在裝置內的停留時間，保證尿素溶液的制氨效率。

引流通道呈圓周狀均勻分布在蝸殼進氣管道的螺旋旋轉內環上，且引流通道至少設置3個，優選為3-6個，使得熱空氣形成均勻的旋流，穩定流場。

蝸殼進氣管道設置有上蓋板，上蓋板與蝸殼進氣管道連接，將引流通道與擴散段的頂部遮蓋，防止頂部漏氣。

引流通道的底部設置有下蓋板，下蓋板的一端與蝸殼進氣管道連接，另一端與擴散段的圓錐管的端面相連接，下蓋板將導向葉片支撐并將其封閉，防止底部漏氣。

蝸殼進氣管道為螺旋管道，其橫截面積逐漸縮小。