CN115253993A - 一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法，涉及尿素热解制氨技术领域，包括热解炉和溶解罐，溶解罐内设置有打散组件，打散组件包括破碎刀，溶解罐内连接有支撑板，支撑板内安装有振动电机，支撑板上分别连接有弹簧和伸缩杆，支撑板上连接有筛网，支撑板上连接有柔性挡板。本发明通过打散组件和分散组件的设置，通过破碎刀将你尿素晶体粉碎成尿素粉末增大其后续与打盐水接触时的接触面积，从而便于加快尿素溶解速度，同时通过筛网和振动电机配合避免未破碎完全的尿素晶体进入打盐水中，溶解速度快且均匀增加制氨效率，同时由于溶解速度加快减少打盐水中热量的流失以减少后续保温和热解时消耗的热量，同时避免尿素溶液温度过低结晶。

Description

一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法

技术领域

本发明涉及尿素热解制氨技术领域，具体为一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法。

背景技术

尿素在工业中运用时主要用于尾气处理，锅炉等燃烧产热设备中排出的烟气中通常含有硝，为避免硝排出对大气环境造成污染通常会通过尿素热解产生氨用于脱硝。

尿素热解制氨主要是将固相的尿素晶体与液相的打盐水混合使尿素溶解在打盐水中，之后通过将尿素溶液雾化喷出与高温空气接触提升温度，同时配合柴油作为导热油间接加热使尿素溶液快速升温热解反应产生氨、二氧化碳等气体。

在将尿素晶体融入90℃打盐水形成50%浓度的尿素溶液时由于晶体颗粒体积偏大因此需要较长时间对尿素溶液进行混合溶解，特别是一些尿素晶体吸收湿气后容易结块连结延长溶解速度，长时间搅拌导致打盐水的温度降低从而导致尿素溶液在排出时温度仅剩60℃左右，而溶液储罐需要通过蒸汽大对尿素溶液加热保温避免尿素溶液温度过低结晶，尿素溶液温度偏低导致需要消耗更多的热量对尿素溶液保温和热解，资源浪费较多。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法，以解决尿素溶液混合时热量流失较多的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法，包括热解炉和溶解罐，所述溶解罐内设置有打散组件，所述打散组件包括破碎刀，所述溶解罐内连接有支撑板，所述支撑板内安装有振动电机，所述支撑板上分别连接有弹簧和伸缩杆，所述支撑板上连接有筛网，所述支撑板上连接有柔性挡板，所述溶解罐内设置有分散组件，所述分散组件包括搅拌轴，所述搅拌轴上开设有分散孔。

通过采用上述技术方案，通过破碎刀将尿素晶体粉碎成尿素粉末增大其后续与打盐水接触时的接触面积，从而便于加快尿素溶解速度，同时通过筛网和振动电机配合避免未破碎完全的尿素晶体进入打盐水中，同时将未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时通过柔性挡板避免尿素粉末增大伸缩杆的磨损，之后通过搅拌轴高速旋转产生离心力将分散空内的尿素粉末甩入打盐水中，从而使尿素粉末均匀溶解以避免尿素堆积在一起延长溶解时间。

进一步的，所述溶解罐内安装有第一电机，所述第一电机输出端连接有两个锥齿轮，所述破碎刀设置有两个，且两个所述破碎刀外部均套接有锥齿轮。

通过采用上述技术方案，第一电机启动后输出端驱动两个锥齿轮旋转，之后通过两个锥齿轮与另两个锥齿轮啮合驱动两个破碎刀旋转将尿素晶体破碎呈粉末状，同时通过筛网将尿素晶体阻挡避免未完全破碎的尿素晶体直接掉入打盐水中。

进一步的，所述溶解罐内安装有第二电机，所述第二电机输出端和搅拌轴外部均套接有直齿轮。

通过采用上述技术方案，第二电机启动后输出端通过两个直齿轮啮合驱动搅拌轴高速旋转搅动高温打盐水，同时搅拌轴内产生离心力将分散孔中的打盐水和尿素粉末甩出，使尿素粉末均匀的分散在打盐水中。

进一步的，所述热解炉上安装有第一熔液泵，所述第一熔液泵进液端连接有溶液储罐，所述热解炉上连接有高温空气管，所述热解炉上连接有导热油管。

通过采用上述技术方案，第一熔液泵将溶液储罐中的尿素溶液送入热解炉中，通过热解炉中的喷枪将尿素雾化喷出，同时通过高温空气管和导热油管向热解炉内输入高温空气和导热油，之后高温空气与雾化尿素溶液滴液混合，配合导热油间接接触对雾化尿素溶液滴液加热使其热解产生氨和二氧化碳。

进一步的，所述溶解罐上安装有斗式提升机，所述溶解罐上安装有打盐水泵，所述溶解罐上安装有第二熔液泵，所述第二熔液泵出液端通过管道与溶液储罐相连接。

通过采用上述技术方案，通过打盐水泵向溶解罐中输入温度为90℃的打盐水，同时通过斗式提升机将尿素晶体送入溶解罐中，方便自动对装置上料无需手动上料。

进一步的，所述柔性挡板采用橡胶材料制作而成，且所述支撑板与溶解罐活动连接。

通过采用上述技术方案，通过筛网和振动电机配合避免未破碎完全的尿素晶体进入打盐水中，同时将未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时通过柔性挡板避免尿素粉末增大伸缩杆的磨损。

进一步的，所述弹簧和伸缩杆均设置有多个，且多个所述弹簧和伸缩杆均沿支撑板纵轴中心线镜像分布。

通过采用上述技术方案，振动电机启动后，配合弹簧和伸缩杆使筛网振动将被筛网阻挡的未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时避免筛网被堵塞。

一种烟气脱硝用尿素热解制氨的方法，其具体步骤如下：

步骤一，通过打盐水泵向溶解罐中输入温度为90℃的打盐水，同时通过斗式提升机将尿素晶体送入溶解罐中；

步骤二，第一电机启动后输出端驱动两个锥齿轮旋转，之后通过两个锥齿轮与另两个锥齿轮啮合驱动两个破碎刀旋转将尿素晶体破碎呈粉末状，同时通过筛网将尿素晶体阻挡避免未完全破碎的尿素晶体直接掉入打盐水中，振动电机启动后配合弹簧和伸缩杆使筛网振动将被筛网阻挡的未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时避免筛网被堵塞，之后尿素粉末穿过搅拌轴进入分散孔中；

步骤三，第二电机启动后输出端通过两个直齿轮啮合驱动搅拌轴高速旋转搅动高温打盐水，同时搅拌轴内产生离心力将分散孔中的打盐水和尿素粉末甩出，使尿素粉末均匀的分散在打盐水中，使尿素均匀且快速的溶解在打盐水中形成50%浓度的尿素溶液，之后通过第二熔液泵将尿素溶液送入溶液储罐中保温储存；

步骤四，当需要制备氨时第一熔液泵将溶液储罐中的尿素溶液送入热解炉中，通过热解炉中的喷枪将尿素雾化喷出，同时通过高温空气管和导热油管向热解炉内输入高温空气和导热油，之后高温空气与雾化尿素溶液滴液混合，配合导热油间接接触对雾化尿素溶液滴液加热使其热解产生氨和二氧化碳。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明通过打散组件和分散组件的设置，通过破碎刀将尿素晶体粉碎成尿素粉末增大其后续与打盐水接触时的接触面积，从而便于加快尿素溶解速度，同时通过筛网和振动电机配合避免未破碎完全的尿素晶体进入打盐水中，同时将未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时通过柔性挡板避免尿素粉末增大伸缩杆的磨损，之后通过搅拌轴高速旋转产生离心力将分散空内的尿素粉末甩入打盐水中，从而使尿素粉末均匀溶解以避免尿素堆积在一起延长溶解时间，溶解速度快且均匀增加制氨效率，同时由于溶解速度加快减少打盐水中热量的流失以减少后续保温和热解时消耗的热量，同时避免尿素溶液温度过低结晶。

附图说明

图1为本发明的热解制氨结构原理示意图；

图2为本发明的溶解罐剖面结构示意图；

图3为本发明的图2中的A处结构放大图；

图4为本发明的支撑板结构示意图；

图5为本发明的搅拌轴结构示意图。

图中：1、热解炉；2、第一熔液泵；3、溶液储罐；4、第二熔液泵；5、溶解罐；6、打盐水泵；7、斗式提升机；8、打散组件；801、第一电机；802、锥齿轮；803、破碎刀；804、支撑板；805、振动电机；806、弹簧；807、伸缩杆；808、柔性挡板；809、筛网；9、分散组件；901、第二电机；902、直齿轮；903、搅拌轴；904、分散孔；10、高温空气管；11、导热油管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置及方法，如图2、3、4、和5所示，包括热解炉1和溶解罐5，溶解罐5内设置有打散组件8。

具体地，打散组件8包括破碎刀803，溶解罐5内部连接有支撑板804，支撑板804内部两侧均安装有用于驱动支撑板和筛网809振动的振动电机805，支撑板804底部两侧均连接有伸缩杆807，伸缩杆807外表面连接有用于辅助结构振动的弹簧806，支撑板804内部连接有用于避免尿素晶体进入打盐水中的筛网809，支撑板804底部连接有用于避免尿素粉末进入伸缩杆807中增大结构磨损的柔性挡板808，溶解罐5内安装有用于驱动两个破碎刀相向旋转的第一电机801，第一电机801输出端连接有两个锥齿轮802，破碎刀803设置有两个，且两个破碎刀803外部均套接有锥齿轮802，两个锥齿轮802分别与另两个锥齿轮802啮合，溶解速度加快减少打盐水中热量的流失以减少后续保温和热解时消耗的热量。

溶解罐5内设置有分散组件9。

具体地，分散组件9包括搅拌轴903，搅拌轴903上开设有用于输送尿素粉末的分散孔904，溶解罐5内安装有用于驱动搅拌轴903旋转的第二电机901，第二电机901输出端和搅拌轴903外部均套接有直齿轮902，两个直齿轮902相啮合，溶解速度快且均匀增加制氨效率。

参阅图1，在上述实施例中，热解炉1一侧上方通过管道安装有第一熔液泵2，第一熔液泵2进液端通过管道连接有溶液储罐3，热解炉1一侧连接有高温空气管10，热解炉1一侧下放连接有导热油管11，溶解罐5一侧安装有斗式提升机7，溶解罐5另一侧通过管道上方安装有打盐水泵6，溶解罐5另一侧下方通过管道安装有第二熔液泵4，第二熔液泵4出液端通过管道与溶液储罐3相连接，方便产生氨对烟气进行脱硝处理。

参阅图2、3和4，在上述实施例中，柔性挡板808采用橡胶材料制作而成，且支撑板804与溶解罐5滑动连接，弹簧806和伸缩杆807均设置有多个，且多个弹簧806和伸缩杆807均沿支撑板804纵轴中心线镜像分布，溶解速度快且均匀增加制氨效率，同时由于溶解速度加快减少打盐水中热量的流失以减少后续保温和热解时消耗的热量，同时避免尿素溶液温度过低结晶。

一种烟气脱硝用尿素热解制氨的方法，其具体步骤如下：

步骤一，通过打盐水泵6向溶解罐5中输入温度为90℃的打盐水，同时通过斗式提升机7将尿素晶体送入溶解罐5中；

步骤二，第一电机801启动后输出端驱动两个锥齿轮802旋转，之后通过两个锥齿轮802与另两个锥齿轮802啮合驱动两个破碎刀803旋转将尿素晶体破碎呈粉末状，同时通过筛网809将尿素晶体阻挡避免未完全破碎的尿素晶体直接掉入打盐水中，振动电机805启动后配合弹簧806和伸缩杆807使筛网809振动将被筛网809阻挡的未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时避免筛网809被堵塞，之后尿素粉末穿过搅拌轴903进入分散孔904中；

步骤三，第二电机901启动后输出端通过两个直齿轮902啮合驱动搅拌轴903高速旋转搅动高温打盐水，同时搅拌轴903内产生离心力将分散孔904中的打盐水和尿素粉末甩出，使尿素粉末均匀的分散在打盐水中，使尿素均匀且快速的溶解在打盐水中形成50%浓度的尿素溶液，之后通过第二熔液泵4将尿素溶液送入溶液储罐3中保温储存；

步骤四，当需要制备氨时第一熔液泵2将溶液储罐3中的尿素溶液送入热解炉1中，通过热解炉1中的喷枪将尿素雾化喷出，同时通过高温空气管10和导热油管11向热解炉1内输入高温空气和导热油，之后高温空气与雾化尿素溶液滴液混合，配合导热油间接接触对雾化尿素溶液滴液加热使其热解产生氨和二氧化碳。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，包括热解炉（1）和溶解罐（5），其特征在于：所述溶解罐（5）内设置有打散组件（8），所述打散组件（8）包括破碎刀（803），所述溶解罐（5）内连接有支撑板（804），所述支撑板（804）内安装有振动电机（805），所述支撑板（804）上分别连接有弹簧（806）和伸缩杆（807），所述支撑板（804）上连接有筛网（809），所述支撑板（804）上连接有柔性挡板（808），所述溶解罐（5）内设置有分散组件（9），所述分散组件（9）包括搅拌轴（903），所述搅拌轴（903）上开设有分散孔（904）。

2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述溶解罐（5）内安装有第一电机（801），所述第一电机（801）输出端连接有两个锥齿轮（802），所述破碎刀（803）设置有两个，且两个所述破碎刀（803）外部均套接有锥齿轮（802）。

3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述溶解罐（5）内安装有第二电机（901），所述第二电机（901）输出端和搅拌轴（903）外部均套接有直齿轮（902）。

4.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述热解炉（1）上安装有第一熔液泵（2），所述第一熔液泵（2）进液端连接有溶液储罐（3），所述热解炉（1）上连接有高温空气管（10），所述热解炉（1）上连接有导热油管（11）。

5.根据权利要求4所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述溶解罐（5）上安装有斗式提升机（7），所述溶解罐（5）上安装有打盐水泵（6），所述溶解罐（5）上安装有第二熔液泵（4），所述第二熔液泵（4）出液端通过管道与溶液储罐（3）相连接。

6.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述柔性挡板（808）采用橡胶材料制作而成，且所述支撑板（804）与溶解罐（5）活动连接。

7.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的装置，其特征在于：所述弹簧（806）和伸缩杆（807）均设置有多个，且多个所述弹簧（806）和伸缩杆（807）均沿支撑板（804）纵轴中心线镜像分布。

8.根据权利要求1至7中任意一条所述的一种烟气脱硝用尿素热解制氨的方法，其具体步骤如下：

步骤一，通过打盐水泵（6）向溶解罐（5）中输入温度为90℃的打盐水，同时通过斗式提升机（7）将尿素晶体送入溶解罐（5）中；

步骤二，第一电机（801）启动后输出端驱动两个锥齿轮（802）旋转，之后通过两个锥齿轮（802）与另两个锥齿轮（802）啮合驱动两个破碎刀（803）旋转将尿素晶体破碎呈粉末状，同时通过筛网（809）将尿素晶体阻挡避免未完全破碎的尿素晶体直接掉入打盐水中，振动电机（805）启动后配合弹簧（806）和伸缩杆（807）使筛网（809）振动将被筛网（809）阻挡的未完全破碎的尿素晶体弹起重新破碎，同时避免筛网（809）被堵塞，之后尿素粉末穿过搅拌轴（903）进入分散孔（904）中；

步骤三，第二电机（901）启动后输出端通过两个直齿轮（902）啮合驱动搅拌轴（903）高速旋转搅动高温打盐水，同时搅拌轴（903）内产生离心力将分散孔（904）中的打盐水和尿素粉末甩出，使尿素粉末均匀的分散在打盐水中，使尿素均匀且快速的溶解在打盐水中形成50%浓度的尿素溶液，之后通过第二熔液泵（4）将尿素溶液送入溶液储罐（3）中保温储存；

步骤四，当需要制备氨时第一熔液泵（2）将溶液储罐（3）中的尿素溶液送入热解炉（1）中，通过热解炉（1）中的喷枪将尿素雾化喷出，同时通过高温空气管（10）和导热油管（11）向热解炉（1）内输入高温空气和导热油，之后高温空气与雾化尿素溶液滴液混合，配合导热油间接接触对雾化尿素溶液滴液加热使其热解产生氨和二氧化碳。

Images