一種尿素固體乾式熱解制氨氣的裝置的製作方法
2023-12-01 11:33:16
專利名稱：一種尿素固體乾式熱解制氨氣的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種尿素固體乾式熱解制氨氣的裝置，屬於燃煤煙氣中氮氧化物 (NOx)處理裝置領域。
背景技術：
在現有的對燃煤煙氣進行脫除NOx的技術中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效 率最高，發展最為成熟的脫硝技術。SCR技術中還原劑NH3的來源主要有三種液氨、氨水和 尿素。液氨和氨水屬於危險品，在存儲及運輸過程中均有嚴格的法律法規要求。相對而言， 尿素是無毒、無害的化學品，易於運輸和保存，不需要特別的安全措施。尿素製取氨的方法主要採用熱解法。尿素在溫度高於150°C時不穩定，會分解成 NH3和HNC0，而HNCO與水反應生成NH3和CO2,反應式如下CO (NH2) 2 — NH3+HNC0(1)HNC0+H20 — NH3+C02(2)現有的熱解制氨工藝，主要採用40% 60%的尿素溶液，經過特殊的噴嘴霧化後 噴入熱解室，與經由稀釋風機和電加熱器輸送過來的高溫空氣混合熱解，生成NH3、H2O和 CO2,分解產物與稀釋空氣混合均勻並噴入脫硝系統。現有裝置存在的問題是(1)尿素的溶解和溶液儲存都需要配備相應裝置以及輔助設備，而且需要額外消 耗蒸汽，工藝複雜，佔地面積大；(2)尿素溶液容易結晶，必須對所有相關的容器和管道進行伴熱，將溫度保持在相 應結晶溫度之上，而且尿素溶液存在一定的腐蝕性，對設備和管道的材質有較高要求；(3)熱解過程中除了尿素分解耗能，溶液中水的蒸發也需要大量的能量，為滿足這 些能耗需求，高溫空氣溫度一般控制在600°C以上，電加熱器的材質需要耐高溫的合金鋼， 成本大幅提高；(4)用於溶解尿素的水，有著嚴格的要求，必須是純水(冷凝水，去鹽水)；如不用 純水，必須使用相應添加劑穩定才行，因為不純淨的水會引起脫硝催化劑堵塞以及硫/金 屬毒害等，從而縮短催化劑壽命，提高還原劑消耗量，增加投資成本；而且生成的熱解氣含 有多餘的水汽，對脫硝效率有一定的抑制作用。
實用新型內容為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種節能、高效的尿素固 體乾式熱解制NH3的裝置。為了實現上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案來實現的一種尿素固體乾式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲罐、計量加料裝置、熱解爐、 高溫風機、電加熱器及配備儲能系統的光伏發電系統，其中，尿素固體儲罐通過計量加料裝 置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計以及高溫風機；熱解爐內設有電加熱器， 配備儲能系統的光伏發電系統與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。[0014]本實用新型的有益效果是(1)用於尿素固體乾式熱解制氨氣工藝，省去了尿素溶解和溶液儲存設備，結構簡 化，佔地面積小；(2)管道少，避免尿素熱解過程帶來管道腐蝕問題；(3)加熱的能量由配備儲能系統的光伏發電系統提供，節能高效；
圖1是本實用新型尿素固體乾式熱解制NH3的裝置示意圖。附圖1中主要標記的說明如下1.尿素固體儲罐，2.計量加料裝置，3.熱解爐， 4.流量計，5.高溫風機，6.配備儲能系統的光伏發電系統，7.電加熱器，8.噴氨格柵。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型尿素固體乾式熱解制NH3的裝置示意圖，參照圖1所示，一種尿 素固體乾式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲罐1、計量加料裝置2、熱解爐3、高溫風機5、 電加熱器7及配備儲能系統的光伏發電系統6。其中，尿素固體儲罐1通過計量加料裝置2 安裝至熱解爐3 ；熱解爐的底部依次連接流量計4以及高溫風機5 ；熱解爐內設有電加熱器 7，配備儲能系統的光伏發電系統6與電加熱器7連接；熱解爐出口與噴氨格柵8相連。所述熱解爐3採用合金鋼材製備，中部設有膨脹節，可降低鋼材受熱應力的影響。 根據高溫氣體流量和停留時間，設計熱解爐體積。尿素固體熱解所需能量主要由高溫氣體 提供，熱解爐出口氣體溫度在300 400°C區間；如果檢測到熱解氣低於300°C，電加熱器與 配備儲能系統的光伏發電系統組成的加熱系統補充供熱，使尿素充分受熱分解成氣體，這 樣可有效去除氣流中夾帶的尿素固體，防止尿素固體沉積在SCR催化劑上，提高其純度。實施例下面結合某50MW工程煙氣脫硝項目對本實用新型作進一步描述原始設計數據該項目煙氣量為211600Nm3/h，煙溫320°C，水汽含量為9%，脫硝 效率48 %，氨逃逸率3ppm，尿素氮含量46 %。(1)尿素固體儲罐1中的尿素固體由計量加料裝置2輸送到熱解爐3內。尿素的 加料量根據脫硝機組負荷信號以及來自煙氣NOx分析儀或者CEM系統的反饋實時控制。計 算公式為G=---^-kg/h, ( I )其中K為ΝΗ3/Ν0χ摩爾比；Q為煙氣量，Nm3/h ；Cno為煙氣中實測NO體積含量，μ L/ L ； η為尿素氮含量，％。實時測到NO的含量為200 μ L/L，則實時加入熱解爐3的尿素量 為 29kg/h。(2)從省煤器出口引出總煙氣量約0. 3%的煙氣作為高溫氣體，由高溫風機5輸 送，流量計4計量後從熱解爐3底部進入熱解爐。高溫氣體在熱解爐往上流動，對從熱解爐 下部噴入的尿素固體產生向上的作用力，尿素在氣流中呈「沸騰」狀態，氣固兩相充分混合。 在熱解爐下部區域，尿素固體約停留2秒，吸收高溫氣體熱量，分解生成異氰酸和氨氣，異氰酸與氣體中的水汽進一步反應生成NH3和C02。(3)電加熱器7安裝在熱解爐3內，功率為40kw，由配備800kwh儲能系統的60kw 屋頂光伏發電系統供電。高溫氣體與尿素交換熱量後，溫度下降，沿著熱解爐上升過程中吸 收電加熱器7提供的熱量，氣體溫度升到350°C ；整個熱解過程為5 25秒。(4)從熱解爐出口排出含3. 4%氨濃度的熱解氣被導入脫硝反應器中的噴氨格 柵，用於選擇性催化還原燃煤煙氣中的NOx。(5)實施例一與現有技術的工藝指標比較如下
權利要求一種尿素固體乾式熱解制NH3的裝置，其特徵在於包括尿素固體儲罐、計量加料裝置、熱解爐、高溫風機、電加熱器及配備儲能系統的光伏發電系統，其中，尿素固體儲罐通過計量加料裝置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計以及高溫風機；熱解爐內設有電加熱器，配備儲能系統的光伏發電系統與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。
專利摘要本實用新型公開了一種尿素固體乾式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲罐、計量加料裝置、熱解爐、高溫風機、電加熱器及配備儲能系統的光伏發電系統，其中，尿素固體儲罐通過計量加料裝置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計以及高溫風機；熱解爐內設有電加熱器，配備儲能系統的光伏發電系統與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。本實用新型省去了尿素溶解與溶液儲存裝置，佔地面積小，運行費用低；熱解能量由光伏發電系統提供，節能高效。
文檔編號C01C1/08GK201751387SQ201020240478
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者盧作基, 徐曉亮, 黃麗娜 申請人:中環(中國)工程有限公司