CN211896058U - 尿素热解*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种尿素热解***，其包括：锅炉炉膛、旁路烟道、排烟管道、尿素溶液供给器及SCR反应器，所述旁路烟道一端连接至锅炉炉膛的上端，所述排烟管道的一端连通至锅炉炉膛的下端，且旁路烟道与排烟管道均连通至SCR反应器；所述尿素热解***设有混合器，该混合器连接至排烟管道上，且混合器具有连接至排烟管道的烟气入口端、与SCR反应器连通的混合氨气出口端及旁路进口端，该旁路进口端与旁路烟道的另一端相连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种尿素热解***，尤其涉及一种尿素溶液直接喷入高温烟气热解的尿素热解***。
背景技术
随着国家对环保要求的日益提高，氮氧化物(NOX)成为火电厂继除尘、脱硫后气态污染物控制的重点。选择性催化还原法(SCR，也称SCR 反应器)以其脱除率高和技术成熟的优势，已成为国内外火电厂脱硝的主流技术。目前，用于燃煤电厂SCR烟气脱硝工艺的还原剂一般有液氨或尿素。目前国内应用情况来看，尿素制氨工艺为克服燃煤电厂烟气脱硝使用液氨存在的安全性问题而被开发出来，其最大的优势是安全性高。尿素是氨的理想来源，它是一种稳定、无毒的固体物料，可以被散装运输并长期储存。它不需要运输和储存方面的特殊程序，其使用不会对人员和周围居民区产生不良影响。尿素制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下发生水解反应，生成的气体中包含二氧化碳、水蒸汽和氨气。其化学反应式为：
NH2-CO-NH2+H2O→2NH3↑+CO2↑
尿素制氨***由尿素颗粒储存和溶解***、尿素溶液储存和输送***及尿素分解***组成。根据尿素制氨工艺的不同，分为热解技术和水解技术。典型尿素热解制氨***主要设备包括尿素溶解罐、尿素溶解泵、尿素溶液储罐、供液泵、计量和分配装置、背压控制阀、绝热分解室(内含喷射器)及控制装置等。储存于储仓的尿素颗粒由螺旋给料机输送到溶解罐，用去离子水溶解成质量分数约为50％的尿素溶液，通过给料泵输送到储罐；之后尿素溶液经给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入高温分解室(热解炉)，在350℃～650℃分解生成NH3、H2O和CO2，分解产物经氨喷射***进入SCR反应器***。
在该工艺过程中，一是需要采用设置于锅炉炉膛内或炉膛外的稀释空气加热器，二是需要设置专门用于尿素热解的热解炉，三是热解炉产生的氨在进入烟道后与烟气混合效果不佳。
因此有必要设计一种新的尿素热解***的以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种设计变更容易、效率高的尿素热解***。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种尿素热解***，其包括：锅炉炉膛、旁路烟道、排烟管道、尿素溶液供给器及SCR反应器，该锅炉炉膛具有锅炉水平烟道转向室及锅炉省煤器出口，所述排烟管道的一端连通至锅炉炉膛的锅炉省煤器出口，另一端与所述SCR反应器连通，且所述旁路烟道一端连接至锅炉炉膛的锅炉水平烟道转向室，另一端与排烟管道连通；所述尿素溶液供给器具有尿素储蓄罐、连接至该尿素储蓄罐的喷管及与喷管连通的供给器，且该喷管连通至上述旁路烟道内，该供给器对尿素储蓄罐内的尿素喷入旁路烟道内，所述尿素热解***设有连通至排烟管道上的混合器，且混合器具有连接至排烟管道的烟气入口端、与 SCR反应器连通的混合氨气出口端及旁路进口端，该旁路进口端与旁路烟道的另一端相连通。
进一步改进方案有：所述混合器具有多个导向片，且该导向片位于旁路进口端与混合氨气出口端之间。
进一步改进方案有：所述导向片呈非平面设置。
进一步改进方案有：所述旁路烟道设有高温稀释风机。
进一步改进方案有：所述锅炉炉膛具有省煤器，所述锅炉水平烟道转向室位于省煤器的上端，上述锅炉省煤器出口位于省煤器的下端。
进一步改进方案有：所述尿素热解***设有与喷管连通的冲洗水供给器。
进一步改进方案有：所述尿素热解***设有与喷管连通的吹扫气管。
进一步改进方案有：所述尿素储蓄罐内存储有50％尿素溶液。
进一步改进方案有：所述供给器对尿素储蓄罐内的尿素喷入旁路烟道内热解生成氨气，且该旁路烟道内生成的氨气进入所述混合器的旁路进口端内，并与烟气入口端内的烟气混合后，自混合氨气出口端进入SCR反应器内。
本发明具有如下有益效果：在燃煤机组原***的基础上，通过自锅炉炉膛引出一股温度满足尿素溶液热解的热风进入旁路烟道作为尿素溶液热解的热源，尿素溶液在旁路烟道内即可完成热解制氨气，所得到的氨气和烟气混合后重新进入排烟管道，方便SCR反应器的反应。相对现有技术，不仅具有制备尿素溶液生成氨气的过程，而且在取消加热器与热解炉的情况下，低成本的制氨气，并通过来自排烟管道的烟气和来着旁路烟道的氨气于混合器内混合，有利于氨气与烟气的充分混合，更有利于减少氨逃逸事件的发生，并降低环境污染。
附图说明
图1为本发明尿素热解***的流程图；
图2为图1所示混合器的示意图；
图3为图2所示的前视图。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，为本发明公开的一种尿素热解***及其制氨方法，该尿素热解***包括相互连通的锅炉炉膛1、旁路烟道2、排烟管道3、尿素溶液供给器4、SCR反应器5、混合器6、安置于所述旁路烟道 2内的高温稀释风机7及自SCR反应器后端由烟道连通的空气预热器与除尘器。所述锅炉炉膛1具有锅炉水平烟道转向室11及锅炉省煤器出口12，所述排烟管道3的一端连通至锅炉炉膛1的锅炉省煤器出口12，另一端与所述SCR反应器5连通，且所述旁路烟道2一端连接至锅炉炉膛1的锅炉水平烟道转向室11，另一端与排烟管道3连通。在本实施方式中，所述尿素储蓄罐41内存储有50％尿素溶液。
所述尿素溶液供给器4具有尿素储蓄罐41、连接至该尿素储蓄罐41 的喷管42及与喷管42连通的供给器43，且该喷管42连通至上述旁路烟道2内，该供给器43对尿素储蓄罐41内的尿素喷入旁路烟道2内。相对现有技术，本发明取消加热器与热解炉的情况下来热解尿素溶液生产氨气，有利于降低制造成本，同时，通过锅炉炉膛引入高温烟气作为热解源，有利于减少环境污染。
所述混合器6具有外壁60围成的通道，并连接至排烟管道3上，且混合器6具有连接至排烟管道3的烟气入口端61、与SCR反应器5连通的混合氨气出口端62及旁路进口端63，该旁路进口端63与旁路烟道2 的另一端相连通；便于从旁路进口端63流入的氨气与烟气入口端61流入的烟气混合后进入SCR反应器内。
在本实施方式中，所述混合器6具有安装于外壁60内多个导向片64，且该导向片64位于旁路进口端63与混合氨气出口端62之间。该导向片 34呈非平面设置，充分将氨气与烟气混合后进入SCR反应器内。上述高温稀释风机7可抽取锅炉炉膛1内的热风进入旁路烟道2内，以充分混合热解旁路烟道2内尿素溶液生产氨气和烟气，且改善旁路烟道2的烟气流动。
在本实施方式中，所述锅炉炉膛具有省煤器10，上述旁路烟道2的一端连接于省煤器的上端，上述排烟管道3一端连接于省煤器的下端，且省煤器后端的烟气温度可以达到300℃以上，以充分氨气混合器于SCR反应器中反应。
在本发明公开的尿素热解***中，该所述尿素热解***还设有与喷管 42连通的冲洗水供给器45及与喷管42连通的吹扫气管46，以方便清洗喷管42与旁路烟道2，防止堵塞。
本发明不仅通过自锅炉炉膛1引出旁路烟道2作为尿素溶液热解的热源，而且通过喷管42将所述尿素储蓄罐41内50％尿素直接喷入旁路烟道 2生成氨气，之后将该氨气与烟气共同通过混合器6充分混合氨气，方便 SCR反应器的反应。相对现有技术，不仅具有制备50％尿素溶液生成氨气的过程，而且在取消加热器与热解炉的情况下，低成本的制氨气，且便于氨气与烟气的充分混合，更有利于减少氨逃逸事件的发生，并降低环境污染。
即所述尿素溶液发生如下反应：
CO(NH2)2→NH3+HNCO (1)
HNCO+H2O→NH3+CO2 (2)
通过上述反应得到制得了SCR反应器所需要的还原剂氨气(NH3)，并通过排烟管道3内的烟气与上述氨气充分和均匀混合后进入SCR反应器5 内。进而提高NOX和NH3在SCR反应器中充分反应，减少氨逃逸事件的发生。
本发明采用上述结构可以简单制成氨气的同时，并且得到SCR反应器所需要的氨气混合气体，其制成方法如下：
一种尿素热解***制氨方法，其特征在于：
第一：依据如下方式形成所述尿素热解***；
该尿素热解***包括：锅炉炉膛、旁路烟道、排烟管道、尿素溶液供给器及SCR反应器，该锅炉炉膛具有锅炉水平烟道转向室及锅炉省煤器出口，所述排烟管道的一端连通至锅炉炉膛的锅炉省煤器出口，另一端与所述SCR反应器连通，且所述旁路烟道一端连接至锅炉炉膛的锅炉水平烟道转向室，另一端与排烟管道连通；所述尿素溶液供给器具有尿素储蓄罐、连接至该尿素储蓄罐的喷管及与喷管连通的供给器，且该喷管连通至上述旁路烟道内，该供给器对尿素储蓄罐内的尿素喷入旁路烟道内，所述尿素热解***设有连通至排烟管道上的混合器，且混合器具有连接至排烟管道的烟气入口端、与SCR反应器连通的混合氨气出口端及旁路进口端，该旁路进口端与旁路烟道的另一端相连通。
第二，自锅炉炉膛的锅炉水平烟道转向室11内引烟气进入旁路烟道2 作热源；
第三，该供给器43对尿素储蓄罐41内的尿素喷入旁路烟道2内，热解后生成氨气；
第四，将排烟管道3的烟气自烟气入口端61流入，上述氨气自旁路进口端63流入，并于混合器内将该氨气与烟气混合后，自混合氨气出口端62流入上述SCR反应器中。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (9)
1.一种尿素热解***，其包括：锅炉炉膛、旁路烟道、排烟管道、尿素溶液供给器及SCR反应器，该锅炉炉膛具有锅炉水平烟道转向室及锅炉省煤器出口，所述排烟管道的一端连通至锅炉炉膛的锅炉省煤器出口，另一端与所述SCR反应器连通，且所述旁路烟道一端连接至锅炉炉膛的锅炉水平烟道转向室，另一端与排烟管道连通；其特征在于：所述尿素溶液供给器具有尿素储蓄罐、连接至该尿素储蓄罐的喷管及与喷管连通的供给器，且该喷管连通至上述旁路烟道内，该供给器对尿素储蓄罐内的尿素喷入旁路烟道内，所述尿素热解***设有连通至排烟管道上的混合器，且混合器具有连接至排烟管道的烟气入口端、与SCR反应器连通的混合氨气出口端及旁路进口端，该旁路进口端与旁路烟道的另一端相连通。
2.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述混合器具有多个导向片，且该导向片位于旁路进口端与混合氨气出口端之间。
3.根据权利要求2所述的尿素热解***，其特征在于：所述导向片呈非平面设置。
4.根据权利要求1或2所述的尿素热解***，其特征在于：所述旁路烟道设有高温稀释风机。
5.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述锅炉炉膛具有省煤器，所述锅炉水平烟道转向室位于省煤器的上端，上述锅炉省煤器出口位于省煤器的下端。
6.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述尿素热解***设有与喷管连通的冲洗水供给器。
7.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述尿素热解***设有与喷管连通的吹扫气管。
8.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述尿素储蓄罐内存储有50％尿素溶液。
9.根据权利要求1所述的尿素热解***，其特征在于：所述供给器对尿素储蓄罐内的尿素喷入旁路烟道内热解生成氨气，且该旁路烟道内生成的氨气进入所述混合器的旁路进口端内，并与烟气入口端内的烟气混合后，自混合氨气出口端进入SCR反应器内。
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| CN110902694A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 苏州三维流体技术有限公司 | 尿素热解***及其制氨方法 |
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