[實(shí)用新型]一種尿素水解制氨裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520340752.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204625196U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙青;趙夢(mèng)源;劉小云;高良海;張玲;劉洋;羅然;鄭偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都銳思環(huán)保技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01C1/08
• 分類(lèi)號(hào): C01C1/08
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及脫硝原料氣制備設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種尿素水解制氨裝置。

背景技術(shù)

在我國(guó)，冶金、石油化工、化肥、城市煤氣化等行業(yè)工業(yè)氣體排放量都非常大，隨著對(duì)環(huán)境問(wèn)題的逐漸重視，我國(guó)2012年正式實(shí)施了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，調(diào)整了大氣污染物排放濃度限值，對(duì)實(shí)施排放的企業(yè)提出了更加嚴(yán)格的要求。工業(yè)氣體中一種重要的廢氣為煙氣氮氧化物，目前，在所有的控制煙氣氮氧化物排放的措施中，選擇性催化還原法（SCR法）煙氣脫除氮氧化物是煙氣凈化技術(shù)方法之一，其以技術(shù)成熟、可靠性高和適用性好等特點(diǎn)在煙氣脫硝領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。而在選擇性催化還原法煙氣脫硝技術(shù)的主要化學(xué)反應(yīng)中，參與反應(yīng)的還原劑氣氨是重要的原料，目前多采用液氨蒸發(fā)、氨水汽化等工藝生產(chǎn)氣氨，但由于液氨具有毒性和腐蝕性，且容易揮發(fā)，存在較大的安全隱患，此外我國(guó)對(duì)液氨或氨水的運(yùn)輸、儲(chǔ)存都有特殊規(guī)定，制氨原料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存必須嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行。

而氨氣制備的另一種方法，是通過(guò)采購(gòu)固體尿素，通過(guò)尿素分解制備，該種方法由于可以采用無(wú)毒、無(wú)味的普通化工原料尿素，運(yùn)輸和儲(chǔ)存均只需按普通物理處理，在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置尿素分解制氨裝置，可大大簡(jiǎn)化還原劑儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全防護(hù)措施，降低生產(chǎn)成本。目前尿素水解制氨法是大型火力發(fā)電廠首選的脫硝還原劑制備方法。

尿素水解是尿素分解的一種方法，水解制氨反應(yīng)器是制氨工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，主要包括反應(yīng)器本體、設(shè)置在反應(yīng)器本體內(nèi)的換熱管以及設(shè)置在反應(yīng)器本體上的產(chǎn)品氣出口、尿素溶液入口、安全閥、液位計(jì)等。進(jìn)一步優(yōu)化尿素分解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，以提供一種能夠良好響應(yīng)脫硝氨氣消耗量、尿素分解設(shè)備在工作過(guò)程中無(wú)凝結(jié)堵塞的新型制氨設(shè)備，是現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)中亟待解決的重要問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述進(jìn)一步優(yōu)化尿素分解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，以提供一種能夠良好響應(yīng)脫硝氨氣消耗量、尿素分解設(shè)備在工作過(guò)程中無(wú)凝結(jié)堵塞的新型制氨設(shè)備，是現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)中亟待解決的重要問(wèn)題的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種尿素水解制氨裝置。

本實(shí)用新型提供的一種尿素水解制氨裝置通過(guò)以下技術(shù)要點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題：一種尿素水解制氨裝置，包括制氨反應(yīng)器本體和連接在制氨反應(yīng)器本體出氣口上的出氣管道，所述氨反應(yīng)器本體與出氣管道之間還串聯(lián)有阻凝緩沖器，所述阻凝緩沖器包括設(shè)置有進(jìn)氣孔和出氣孔的容器本體和設(shè)置于容器本體上的加熱設(shè)備，所述進(jìn)氣孔與制氨反應(yīng)器本體的出氣口相連，出氣管道的入口端連接在容器本體的出氣孔上。

尿素水解制氨反應(yīng)根據(jù)其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，屬于一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)主要是溫度的函數(shù)。常規(guī)尿素水解反應(yīng)器均為定壓變溫設(shè)計(jì)，通過(guò)恒定壓力，改變反應(yīng)體系的溫度以改變產(chǎn)氨的速率，但在大型尿素水解反應(yīng)器中大量的尿素水溶液的溫度改變存在較大的滯后性，導(dǎo)致尿素水解反應(yīng)器設(shè)備無(wú)法跟隨機(jī)組負(fù)荷對(duì)需氨量的變化需求，或欠氨，或過(guò)噴，不利于脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。同時(shí)，在一定的條件下，含氨產(chǎn)品氣中的氨氣和二氧化碳在輸送過(guò)程中如果回凝可以生成碳酸銨或/和氨基甲酸銨或/和尿素，含氨產(chǎn)品氣在輸送過(guò)程中生成上述物質(zhì)將會(huì)堵塞管道、儀表、閥門(mén)，影響后續(xù)脫硝系統(tǒng)的使用。

以上結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在制氨反應(yīng)器本體與出口管道之間設(shè)置特殊形式的阻凝緩沖器，該阻凝緩沖器的容器本體可以作為制氨反應(yīng)器本體排出氣體的緩存空間，設(shè)置的加熱設(shè)備用于加熱以上排出氣體。這樣，在出氣管道后端的脫硝系統(tǒng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，若負(fù)荷升高，在因?yàn)橹瓢狈磻?yīng)器本體因?yàn)闇厣豢杀苊獾臏笤斐僧a(chǎn)氣不能與脫硝系統(tǒng)消耗同步時(shí)，緩存空間中的含氨產(chǎn)品氣則作為脫硝系統(tǒng)的補(bǔ)充氣；同理，在脫硝系統(tǒng)機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，在因?yàn)橹瓢狈磻?yīng)器本體因?yàn)榻禍夭豢杀苊獾臏笤斐僧a(chǎn)氣相較于脫硝系統(tǒng)消耗過(guò)大時(shí)，以上緩存空間充氣，以避免以上過(guò)多的產(chǎn)氣浪費(fèi)；設(shè)置的加熱設(shè)備用于加熱阻凝緩沖器內(nèi)氣體溫度，以避免含氨產(chǎn)品氣中各氣體組分回凝生成固體或結(jié)晶，造成管道、各類(lèi)管件、儀表等流通間隙變小甚至堵塞、造成制氨反應(yīng)器本體制氨效率低等；緩存空間與加熱設(shè)備為整體結(jié)構(gòu)的形式，便于對(duì)現(xiàn)有尿素水解制氨設(shè)備進(jìn)行改造。

針對(duì)上述尿素水解制氨設(shè)備，更進(jìn)一步的技術(shù)方案為：

作為一種加熱面溫度分布較為均勻、熱源運(yùn)行成本較低的加熱設(shè)備形式，所述加熱設(shè)備為設(shè)置于容器本體內(nèi)部的換熱盤(pán)管。依據(jù)現(xiàn)有制氨反應(yīng)器本體內(nèi)壓力或排氣壓力，結(jié)合含氨產(chǎn)品氣中各組分在該壓力條件下回凝生成固體或結(jié)晶的實(shí)際溫度，換熱盤(pán)管的熱流體宜采用蒸汽。

作為一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單、輸出功率便于控制、環(huán)保的加熱設(shè)備形式，所述加熱設(shè)備為設(shè)置在容器本體內(nèi)部和/或外部的電加熱設(shè)備。