[實用新型]一種帶耦合增效傳熱裝置的尿素水解制氨反應器

有效

• 申請號: 201721380385.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN207313148U
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 曾永健;徐芙蓉
• 申請（專利權）人: 浙江融智能源科技有限公司
• 主分類號: C01C1/08
• 分類號: C01C1/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本實用新型涉及制氨反應器領域，具體地說是一種應用于燃煤電廠SCR煙氣脫硝的帶耦合增效傳熱裝置的尿素水解制氨反應器。

背景技術

氮氧化物（NO_x）是主要的大氣污染物之一。隨著《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）的發布，對燃煤電廠煙氣污染物NO_x的排放限值的要求越來越嚴格。煙氣脫硝是國內外廣泛采用的控制燃煤鍋爐煙氣中NOx的有效方法，燃煤電廠發電機組絕大多數都設置了煙氣脫硝裝置，先把性催化還原法（SCR）是目前應用最廣泛、最成熟可靠、脫硝效率最高的煙氣脫硝技術，目前世界上絕大多數燃煤鍋爐煙氣脫硝都采用該技術。而在SCR脫硝技術中所采用的還原劑可以選擇液氨、氨水和尿素。由于液氨價格便宜，運行成本低，早期的SCR脫硝裝置多采用液氨蒸發工藝，但由于液氨具有毒性和腐蝕性，且容易揮發，存在較大的安全隱患，屬于重大危險源，運輸和儲存都有特殊的規定，受到嚴格的管制。氨水中的氨濃度較低，運輸成本高，并且工業氨水中有較多的金屬離子，對SCR催化劑的壽命有一定的影響，因此在燃煤電站的SCR脫硝裝置中應用并不廣泛。尿素是一種無毒無害的固體顆粒，運輸、儲存安全便利，對環境無害。出于安全性和實用性的考慮，為了克服液氨運輸、卸料、儲存、運行、檢修等環節存在的安全隱患，適用于SCR煙氣脫硝的尿素制氨技術逐漸引起人們的關注。目前尿素制氨的技術主要有尿素熱解和尿素水解兩種。相比熱解制氨，水解制氨過程比較徹底，無副產物產生，能耗小，只需要低品位的蒸汽即可滿足水解反應的熱量需求，運行成本低。

目前，燃煤電廠煙氣脫硝系統采用的尿素水解制氨反應器一般采用U型盤管蒸汽間接加熱尿素溶液的方式，在一定溫度和壓力條件下，尿素溶液受熱分解產生氨氣和二氧化碳，最后從反應器上部排出進入SCR脫硝裝置。目前實際運行的尿素水解制氨反應器中，由于U型盤管一般采取長圓柱狀結構形式布置在反應器筒體中心下半部分，尿素溶液從反應器底部由管道直接輸入筒體，與蒸汽盤管間接換熱，往往導致尿素溶液濃度分布不均，隨著反應的進行，蒸汽盤管的換熱不均勻現象越來越明顯，極易導致尿素溶液局部過熱或加熱不足，影響反應器的正常運行，無法適用SCR脫硝裝置負荷變化，同時也導致蒸汽耗量增大。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有尿素溶液水解制氨反應器存在的上述問題，提供一種帶耦合增效傳熱裝置的水解制氨反應器，其在反應器內部加熱蒸汽盤管兩側設置折流板和尿素溶液分配器，使水解反應器內尿素溶液和加熱蒸汽盤管熱量均勻分布，以避免產生尿素溶液局部過熱或加熱不足等問題，確保水解反應器正常運行，減少加熱蒸汽的耗量，節約運行成本。

為此，本實用新型采用如下的技術方案：一種帶耦合增效傳熱裝置的尿素水解制氨反應器，包括反應器殼體和加熱蒸汽盤管；

位于加熱蒸汽盤管兩側的反應器殼體下半部內各設置至少一個尿素溶液分配器和多塊折流板，所述的尿素溶液分配器朝加熱蒸汽盤管一側開有多個尿素溶液噴射孔。

作為上述技術方案的補充，位于加熱蒸汽盤管兩側的反應器殼體下半部上各設有至少一個尿素溶液進口管，所述的尿素溶液分配器與對應的尿素溶液進口管連接。

作為上述技術方案的補充，所述的尿素溶液分配器和尿素溶液進口管均呈對稱設置，兩者中心高度一致，并與位于反應器殼體內的加熱蒸汽盤管中心高度一致。

作為上述技術方案的補充，所述的尿素溶液分配器為圓形或橢圓形不銹鋼管道，兩端封閉；所述的尿素溶液分配器固定連接在折流板上。

作為上述技術方案的補充，所述尿素溶液進口管數量根據尿素溶液分配器的長度，每側分別設置2-3個，相鄰尿素溶液進口管形成的多個間距等分于尿素溶液分配器長度。

作為上述技術方案的補充，所述的折流板呈傾斜布置，與水平面成一夾角β，45°≤β≤60°。

作為上述技術方案的補充，折流板的數量根據加熱蒸汽盤管的長度，每間隔800~1000mm設置一塊，兩側對稱布置，數量相等，折流板的一端焊接在反應器殼體上。

作為上述技術方案的補充，所述的反應器殼體呈圓筒狀，兩端采用橢圓型封頭封閉，一封頭上設有視鏡，另一封頭上開有加熱蒸汽盤管插入口；所述反應器殼體的頂部設有產品氣除霧器及產品氣輸出口，底部設有排污口。