[發明專利]一種采用旋流進氣的尿素熱解爐

在審

• 申請號: 202110647221.8
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113385107A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 仲兆平;楊宇軒;彭代軍
• 申請（專利權）人: 北京未來明能科技有限公司
• 主分類號: B01J6/00
• 分類號: B01J6/00;B01J19/26;B01D53/56;B01D53/90;C01C1/08
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 李文濤

本發明公開一種采用旋流進氣的尿素熱解爐，屬于尿素熱解技術領域，包括由上到下依次相連的進氣段、第一漸擴段、過渡段、第二漸擴段、噴射器段、主體段、收縮段和出口段；噴射器段包括圓柱狀殼體和位于殼體內部沿圓周向均布的多個噴口向下的噴射器；第一漸擴段為一個加強旋流的進氣裝置，該進氣裝置包括圓臺狀殼體、多個三角形或梯形的旋流片，陣列頂部為連接各個旋流片上端的圓片堵口，相鄰兩片旋流片的邊緣錯開，殼體上開設有周向均布的多個貫通的輔助進氣噴口。本發明的進氣裝置使得熱風可以更加均勻地分散至四側，解決尿素熱解爐內尿素溶液粘附在爐壁上結晶、尿素熱解停留時間過短、尿素液滴纏繞和進出口壓降過大等問題。

技術領域

本發明屬于尿素熱解技術領域，具體為一種采用旋流進氣的尿素熱解爐。

背景技術

燃煤或電廠排放的尾氣中往往存在大量的氮氧化物，這些氮氧化物進入空氣后不但會污染環境還會對人類的健康構成潛在威脅。隨著國家供給側結構性改革的不斷推進和對生態環境的日益重視，燃煤或電廠排放的尾氣設備受到了額外重視。近些年，脫硝技術得到不斷的推廣，其中選擇性催化還原(SCR)法具有脫硝效率高、系統簡單和工作溫度低等優點被廣泛應用。其原理主要是通過液氨與排放生成的氮氧化物反應生成水，二氧化碳和氮氣等無害物質，進而減少氮氧化物的危害。但是由于液氨的化學性質不穩定，具有爆炸性和較大的毒性，容易發生安全事故，不便于運輸和存放，并且國家對于液氨的控制和使用要求也越來越嚴格，這使得使用液氨作為SCR的還原劑的成本越來越高。

而尿素是一種穩定、無毒的固體物料，對人和環境均無害，便于運輸與儲存，可以降低脫硝的成本。主要原理是通過把尿素溶液在合適的位置噴入熱解爐后在高溫熱風的作用下分解成氨氣，生成的氨氣再與氮氧化物反應從而達到脫硝的目的。然而在實際應用中，往往還存在許多問題導致排放的氣體不達標。主要包括：熱解爐設計不合理，尿素無法充分熱解，從而產生的氨氣不足造成脫硝效果下降；熱解爐壁面速度低，使得尿素在爐內壁生成結晶，造成爐體堵塞，為此需要停機并且投資大量的清理成本并且隨著使用年限的增長，堵塞的頻率更高，不利于長時間使用；熱解爐噴射器布置不夠科學，導致噴射的尿素溶液纏繞在一起形成大顆粒下沉，從而導致尿素溶液下降速度過快，無法充分熱解；熱解爐噴射器的角度設置不合適，導致尿素溶液噴灑到壁面造成尿素溶液浪費和結晶；熱解爐進出口存在著壓降過大的問題。

經過長期地分析和實踐，延長尿素溶液在爐內的停留時間是尿素溶液充分熱解的有效方法，而改變熱風進入爐體的運動方式是一種有效方法。對熱風進行合理的分流可以有效解決熱解爐壁面速度較低和進出口壓降較大的問題。調整噴射器的位置和角度是可以有效控制液滴纏繞和粘壁。鑒于此，需要一種尿素熱解爐及其進氣裝置，有效解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種采用旋流進氣的尿素進氣裝置，利用優化后的旋流進氣結構，使得熱風可以更加均勻地分散至四側，解決尿素熱解爐內尿素溶液粘附在爐壁上結晶、尿素熱解停留時間過短、尿素液滴纏繞和進出口壓降過大等問題。

為達到上述目的，本發明提供如下的技術方案：

一種采用旋流進氣的尿素熱解爐，包括由上到下依次相連的進氣段、第一漸擴段、過渡段、第二漸擴段、噴射器段、主體段、收縮段和出口段；進氣段、過渡段、主體段和出口段為圓柱狀殼體，第二漸擴段為圓臺狀殼體，收縮段為倒圓臺狀殼體；噴射器段包括圓柱狀殼體和位于殼體內部沿圓周向均布的多個噴口向下的噴射器；第一漸擴段為一個加強旋流的進氣裝置，該進氣裝置包括圓臺狀殼體、多個三角形或梯形的旋流片，這些旋流片圍成上小下大的旋渦輻射狀陣列，陣列頂部為連接各個旋流片上端的圓片堵口，每個旋流片的下邊緣的一角連接于殼體內壁上，另一角連接于殼體內部的同一圓環上，相鄰兩片旋流片的邊緣錯開，殼體上開設有周向均布的多個貫通的輔助進氣噴口。

進一步地，旋流板的數量為6～12片，相鄰兩片旋流板呈30°～60°角度傾斜放置，可以使由上而下通入的熱風呈旋流的流動方式，從而可以使得尿素溶液和通入的熱風充分接觸，從而熱解更加充分。