一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器的製作方法
2023-10-10 18:17:54 1
專利名稱：一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種尿素水解器，特別是涉及一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器。
背景技術：
化石燃料燃燒後產生大量的煙氣NOx，目前， 煙氣脫硝還原劑通常採用液氨(無水氨)、氨水和尿素。由於尿素屬於普通化工產品，運輸、儲存不存在危險性，作為脫硝還原劑很多方面優於液氨和氨水。利用尿素水解裝置產生氨氣作為煙氣脫硝還原劑的反應原理為尿素溶液在一定溫度壓力下發生水解反應，產生氨氣、二氧化碳以及水蒸汽，反應方程式為nh2-co-nh2+h2o = 2NH3+C02。水解裝置作為尿素水解系統中最關鍵的設備，其運行狀況的好壞直接關係到整套系統的成敗。現有水解裝置內盤管為圓形布置，加熱集中在盤管區域，導致整個液面加熱不均勻，容易在中心區域局部沸騰，產生的蒸汽攜帶大量霧滴，混合氣體在管道內流動過程溫度降低會產生凝結水，氨氣又會重新在水中溶解，從而影響脫硝效果，嚴重時會造成鍋爐空預器的腐蝕。現有水解裝置有的通過在水解器出口加除霧裝置來避免液滴進入脫硝系統，但一方面增加了設備成本，另外較細的液滴也無法通過除霧裝置去除。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供一種結構設計合理、液面加熱更加均勻、脫硝效果更好的應用於煙氣脫硝的尿素水解器。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應器筒體，設置於所述臥式反應器筒體內部的加熱盤管管束和尿素溶液分配器以及設置在臥式反應器筒體外壁上的尿素溶液進口和產品氣出口組成，所述加熱盤管管束在截面上形成半圓形。尿素溶液通過尿素溶液分配器進入反應器內，蒸汽經過盤管進入反應器，將熱量傳導給殼體內管道外的尿素溶液，在一定溫度、壓力範圍內，經過一定反應時間，生成產品氨氣、二氧化碳和水蒸汽。反應器加熱蒸汽壓力在0. SMPa I. SMPa之間，反應器運行壓力0. 4MPa 0. 8MPa，運行溫度 115°C 155°C。採用半圓形加熱盤管管束，使加熱更均勻，避免局部沸騰產生大量攜帶液滴，影響脫硝效果及加重空預器腐蝕。與常規反應器相比，省去了氨氣出口的除霧器，節省了設備材料。作為本實用新型的進一步改進是，所述尿素溶液分配器採用半圓形不鏽鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側沿鋼管法線方向開2排孔。尿素溶液分配器採用半圓形不鏽鋼鋼管，在兩側沿鋼管法線方向開2排孔，使進入反應器的尿素溶液分布更均勻，加快反應速度，同時半圓形分配器兼做導軌，使盤管抽出及安裝更方便。[0011]作為本實用新型的進一步改進是，所述加熱盤管為U形加熱盤管。作為本實用新型的進一步改進是，所述加熱盤管管道間距為管徑的I. 5倍。作為本實用新型的進一步改進是，所述臥式反應器筒體通過封頭加大徑管與加熱介質進出裝置連接，所述加熱介質進出裝置的上側和下側分別設有加熱蒸汽進口和冷凝水出口。作為本實用新型的進一步改進是，所述臥式反應器筒體的外壁上還設置有液位表接口、壓力表接口、溫度計接口、溢流口和排氣口。作為本實用新型的進一步改進是，所述臥式反應器筒體的下側還設有鞍座。本實用新型的有益效果是採用半圓形加熱盤管管束，加熱面儘量布滿整個液面，減小甚至消除局部沸騰，避 免了液滴的產生，在降低設備成本的同時更加保證了脫硝系統運行的安全性。另外，本技術採用半圓形尿素溶液分配器，在尿素溶液分配器兩側各開一排孔，進入反應器的尿素溶液沿導軌半圓的法線噴射出去，與反應器內溶液混合，能夠更加均勻地在反應器中分布，加快了換熱的速度及均勻性，提高了反應效率。
圖I為本實用新型一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器的結構示意圖；圖2為本實用新型中加熱盤管布置示意圖；圖3為本實用新型中尿素溶液分配器的結構示意圖。圖中1-加熱介質進出裝置，2-封頭加大徑管，3-臥式反應器筒體，4-反應器封頭，5-產品氣出口，6-尿素溶液進口，7-液位表接口，8-壓力表接口，9-排空口，10-溢流口，11-溫度計接口，12-產品氣體，13-尿素溶液，14-尿素溶液分配器，101-加熱蒸汽進口，102-冷凝水出口，301-加熱盤管，302-鞍座。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明如圖I和圖2所示，本實用新型是一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應器筒體3，設置於所述臥式反應器筒體3內部的加熱盤管301管束和尿素溶液分配器14以及設置在臥式反應器筒體3外壁上的尿素溶液進口 6和產品氣出口 5組成，加熱盤管301管束在截面上形成半圓形，加熱盤管301為U形加熱盤管，加熱盤管301管道間距為管徑的I. 5倍。加熱盤管301端頭與臥式反應器筒體3之間採用法蘭連接。採用半圓形的加熱盤管301管束，使加熱更均勻，避免局部沸騰產生大量攜帶液滴，影響脫硝效果及加重空預器腐蝕。與常規反應器相比，省去了氨氣出口的除霧器，節省了設備材料。如圖2和圖3所示，尿素溶液分配器14採用半圓形不鏽鋼鋼管，尿素溶液分配器14兩側沿鋼管法線方向開2排孔。使進入反應器的尿素溶液分布更均勻，加快反應速度，同時半圓形不鏽鋼鋼管兼做加熱盤管301的導軌，使加熱盤管301抽出及安裝更方便。尿素溶液13通過尿素溶液分配器進入反應器內，蒸汽經過加熱盤管301進入反應器，將熱量傳導給臥式反應器筒體3內的加熱盤管301外的尿素溶液，在一定溫度、壓力範圍內，經過一定反應時間，生成產品氣體12 :氨氣、二氧化碳和水蒸汽。反應器加熱蒸汽壓力在0. 8MPa I. 8MPa之間，反應器運行壓カ0. 4MPa 0. 8MPa，運行溫度115°C 155°C。臥式反應器筒體3通過封頭加大徑管2與加熱介質進出裝置I連接，加熱介質進出裝置I的上側和下側分別設有加熱蒸汽進ロ 101和冷凝水出ロ 102。臥式反應器筒體3遠離加熱介質進出裝置I的一端設有反應器封頭4，臥式反應器筒體3的外壁上還設置有液位表接ロ 7、壓カ表接ロ 8、溫度計接ロ 11、溢流ロ 10和排氣ロ 9。臥式反應器筒體3的下側還設有鞍座302。根據氨氣需求量、蒸汽參數、尿素溶液濃度、反應時間等參數計算出反應器容積、換熱面積，在結構優化的基礎上確定臥式反應器筒體3外形、加熱盤管301數量。反應器正常液位比臥式反應器筒體3中心線低50mm，溢流ロ 10設置在臥式反應器筒體3中心線標高處，加熱盤管301底部低於液面50 100mm。本技術在現有常規水解裝置基礎上簡化了結構，優化了關鍵部件的設計，避免了 常規水解裝置存在的問題，保證了水解裝置的運行效果。
權利要求1.一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，由臥式反應器筒體，設置於所述臥式反應器筒體內部的加熱盤管管束和尿素溶液分配器以及設置在臥式反應器筒體外壁上的尿素溶液進口和產品氣出口組成，其特徵在於所述加熱盤管管束在截面上形成半圓形。
2.根據權利要求I所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述尿素溶液分配器採用半圓形不鏽鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側沿鋼管法線方向開2排孔。
3.根據權利要求I所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述加熱盤管為U形加熱盤管。
4.根據權利要求I或2所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述加熱盤管管道間距為管徑的I. 5倍。
5.根據權利要求I或2所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述臥式反應器筒體通過封頭加大徑管與加熱介質進出裝置連接，所述加熱介質進出裝置的上側和下側分別設有加熱蒸汽進口和冷凝水出口。
6.根據權利要求I至4中的任一項權利要求所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述臥式反應器筒體的外壁上還設置液位表接口、壓力表接口、溫度計接口、溢流口和排氣口。
7.根據權利要求5所述的一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，其特徵在於所述臥式反應器筒體的下側設有鞍座。
專利摘要本實用新型公開了一種應用於煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應器筒體，設置於所述臥式反應器筒體內部的加熱盤管管束和尿素溶液分配器以及設置在臥式反應器筒體外壁上的尿素溶液進口和產品氣出口組成，所述加熱盤管管束在截面上形成半圓形。所述尿素溶液分配器採用半圓形不鏽鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側沿鋼管法線方向開2排孔。本實用新型採用半圓形加熱盤管，加熱面儘量布滿整個液面，減小甚至消除局部沸騰，避免了液滴的產生，在降低設備成本的同時更加保證了脫硝系統運行的安全性。另外，本實用新型採用半圓形尿素溶液分配器，能夠使尿素溶液更加均勻地在反應器中分布，加快了換熱的速度及均勻性，提高了反應效率。
文檔編號C01C1/08GK202430017SQ201220032668
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月2日 優先權日2012年2月2日
發明者劉波, 彭期耀 申請人:成都融科能源環境工程有限公司