專利名稱：一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種尿素水解器，特別是涉及一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器。
背景技術(shù)：
化石燃料燃燒后產(chǎn)生大量的煙氣NOx，目前， 煙氣脫硝還原劑通常采用液氨(無(wú)水氨)、氨水和尿素。由于尿素屬于普通化工產(chǎn)品，運(yùn)輸、儲(chǔ)存不存在危險(xiǎn)性，作為脫硝還原劑很多方面優(yōu)于液氨和氨水。利用尿素水解裝置產(chǎn)生氨氣作為煙氣脫硝還原劑的反應(yīng)原理為尿素溶液在一定溫度壓力下發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣、二氧化碳以及水蒸汽，反應(yīng)方程式為nh2-co-nh2+h2o = 2NH3+C02。水解裝置作為尿素水解系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，其運(yùn)行狀況的好壞直接關(guān)系到整套系統(tǒng)的成敗?，F(xiàn)有水解裝置內(nèi)盤(pán)管為圓形布置，加熱集中在盤(pán)管區(qū)域，導(dǎo)致整個(gè)液面加熱不均勻，容易在中心區(qū)域局部沸騰，產(chǎn)生的蒸汽攜帶大量霧滴，混合氣體在管道內(nèi)流動(dòng)過(guò)程溫度降低會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水，氨氣又會(huì)重新在水中溶解，從而影響脫硝效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍋爐空預(yù)器的腐蝕?，F(xiàn)有水解裝置有的通過(guò)在水解器出口加除霧裝置來(lái)避免液滴進(jìn)入脫硝系統(tǒng)，但一方面增加了設(shè)備成本，另外較細(xì)的液滴也無(wú)法通過(guò)除霧裝置去除。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、液面加熱更加均勻、脫硝效果更好的應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應(yīng)器筒體，設(shè)置于所述臥式反應(yīng)器筒體內(nèi)部的加熱盤(pán)管管束和尿素溶液分配器以及設(shè)置在臥式反應(yīng)器筒體外壁上的尿素溶液進(jìn)口和產(chǎn)品氣出口組成，所述加熱盤(pán)管管束在截面上形成半圓形。尿素溶液通過(guò)尿素溶液分配器進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，蒸汽經(jīng)過(guò)盤(pán)管進(jìn)入反應(yīng)器，將熱量傳導(dǎo)給殼體內(nèi)管道外的尿素溶液，在一定溫度、壓力范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定反應(yīng)時(shí)間，生成產(chǎn)品氨氣、二氧化碳和水蒸汽。反應(yīng)器加熱蒸汽壓力在0. SMPa I. SMPa之間，反應(yīng)器運(yùn)行壓力0. 4MPa 0. 8MPa，運(yùn)行溫度 115°C 155°C。采用半圓形加熱盤(pán)管管束，使加熱更均勻，避免局部沸騰產(chǎn)生大量攜帶液滴，影響脫硝效果及加重空預(yù)器腐蝕。與常規(guī)反應(yīng)器相比，省去了氨氣出口的除霧器，節(jié)省了設(shè)備材料。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述尿素溶液分配器采用半圓形不銹鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側(cè)沿鋼管法線方向開(kāi)2排孔。尿素溶液分配器采用半圓形不銹鋼鋼管，在兩側(cè)沿鋼管法線方向開(kāi)2排孔，使進(jìn)入反應(yīng)器的尿素溶液分布更均勻，加快反應(yīng)速度，同時(shí)半圓形分配器兼做導(dǎo)軌，使盤(pán)管抽出及安裝更方便。[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述加熱盤(pán)管為U形加熱盤(pán)管。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述加熱盤(pán)管管道間距為管徑的I. 5倍。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述臥式反應(yīng)器筒體通過(guò)封頭加大徑管與加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置連接，所述加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)有加熱蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述臥式反應(yīng)器筒體的外壁上還設(shè)置有液位表接口、壓力表接口、溫度計(jì)接口、溢流口和排氣口。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，所述臥式反應(yīng)器筒體的下側(cè)還設(shè)有鞍座。本實(shí)用新型的有益效果是采用半圓形加熱盤(pán)管管束，加熱面盡量布滿整個(gè)液面，減小甚至消除局部沸騰，避 免了液滴的產(chǎn)生，在降低設(shè)備成本的同時(shí)更加保證了脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。另外，本技術(shù)采用半圓形尿素溶液分配器，在尿素溶液分配器兩側(cè)各開(kāi)一排孔，進(jìn)入反應(yīng)器的尿素溶液沿導(dǎo)軌半圓的法線噴射出去，與反應(yīng)器內(nèi)溶液混合，能夠更加均勻地在反應(yīng)器中分布，加快了換熱的速度及均勻性，提高了反應(yīng)效率。

圖I為本實(shí)用新型一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中加熱盤(pán)管布置示意圖；圖3為本實(shí)用新型中尿素溶液分配器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置，2-封頭加大徑管，3-臥式反應(yīng)器筒體，4-反應(yīng)器封頭，5-產(chǎn)品氣出口，6-尿素溶液進(jìn)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(jì)接口，12-產(chǎn)品氣體，13-尿素溶液，14-尿素溶液分配器，101-加熱蒸汽進(jìn)口，102-冷凝水出口，301-加熱盤(pán)管，302-鞍座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型是一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應(yīng)器筒體3，設(shè)置于所述臥式反應(yīng)器筒體3內(nèi)部的加熱盤(pán)管301管束和尿素溶液分配器14以及設(shè)置在臥式反應(yīng)器筒體3外壁上的尿素溶液進(jìn)口 6和產(chǎn)品氣出口 5組成，加熱盤(pán)管301管束在截面上形成半圓形，加熱盤(pán)管301為U形加熱盤(pán)管，加熱盤(pán)管301管道間距為管徑的I. 5倍。加熱盤(pán)管301端頭與臥式反應(yīng)器筒體3之間采用法蘭連接。采用半圓形的加熱盤(pán)管301管束，使加熱更均勻，避免局部沸騰產(chǎn)生大量攜帶液滴，影響脫硝效果及加重空預(yù)器腐蝕。與常規(guī)反應(yīng)器相比，省去了氨氣出口的除霧器，節(jié)省了設(shè)備材料。如圖2和圖3所示，尿素溶液分配器14采用半圓形不銹鋼鋼管，尿素溶液分配器14兩側(cè)沿鋼管法線方向開(kāi)2排孔。使進(jìn)入反應(yīng)器的尿素溶液分布更均勻，加快反應(yīng)速度，同時(shí)半圓形不銹鋼鋼管兼做加熱盤(pán)管301的導(dǎo)軌，使加熱盤(pán)管301抽出及安裝更方便。尿素溶液13通過(guò)尿素溶液分配器進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，蒸汽經(jīng)過(guò)加熱盤(pán)管301進(jìn)入反應(yīng)器，將熱量傳導(dǎo)給臥式反應(yīng)器筒體3內(nèi)的加熱盤(pán)管301外的尿素溶液，在一定溫度、壓力范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定反應(yīng)時(shí)間，生成產(chǎn)品氣體12 :氨氣、二氧化碳和水蒸汽。反應(yīng)器加熱蒸汽壓力在0. 8MPa I. 8MPa之間，反應(yīng)器運(yùn)行壓カ0. 4MPa 0. 8MPa，運(yùn)行溫度115°C 155°C。臥式反應(yīng)器筒體3通過(guò)封頭加大徑管2與加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置I連接，加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置I的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)有加熱蒸汽進(jìn)ロ 101和冷凝水出ロ 102。臥式反應(yīng)器筒體3遠(yuǎn)離加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置I的一端設(shè)有反應(yīng)器封頭4，臥式反應(yīng)器筒體3的外壁上還設(shè)置有液位表接ロ 7、壓カ表接ロ 8、溫度計(jì)接ロ 11、溢流ロ 10和排氣ロ 9。臥式反應(yīng)器筒體3的下側(cè)還設(shè)有鞍座302。根據(jù)氨氣需求量、蒸汽參數(shù)、尿素溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)計(jì)算出反應(yīng)器容積、換熱面積，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上確定臥式反應(yīng)器筒體3外形、加熱盤(pán)管301數(shù)量。反應(yīng)器正常液位比臥式反應(yīng)器筒體3中心線低50mm，溢流ロ 10設(shè)置在臥式反應(yīng)器筒體3中心線標(biāo)高處，加熱盤(pán)管301底部低于液面50 100mm。本技術(shù)在現(xiàn)有常規(guī)水解裝置基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)，避免了 常規(guī)水解裝置存在的問(wèn)題，保證了水解裝置的運(yùn)行效果。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，由臥式反應(yīng)器筒體，設(shè)置于所述臥式反應(yīng)器筒體內(nèi)部的加熱盤(pán)管管束和尿素溶液分配器以及設(shè)置在臥式反應(yīng)器筒體外壁上的尿素溶液進(jìn)口和產(chǎn)品氣出口組成，其特征在于所述加熱盤(pán)管管束在截面上形成半圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述尿素溶液分配器采用半圓形不銹鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側(cè)沿鋼管法線方向開(kāi)2排孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述加熱盤(pán)管為U形加熱盤(pán)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述加熱盤(pán)管管道間距為管徑的I. 5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述臥式反應(yīng)器筒體通過(guò)封頭加大徑管與加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置連接，所述加熱介質(zhì)進(jìn)出裝置的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)有加熱蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述臥式反應(yīng)器筒體的外壁上還設(shè)置液位表接口、壓力表接口、溫度計(jì)接口、溢流口和排氣口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，其特征在于所述臥式反應(yīng)器筒體的下側(cè)設(shè)有鞍座。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于煙氣脫硝的尿素水解器，主要由臥式反應(yīng)器筒體，設(shè)置于所述臥式反應(yīng)器筒體內(nèi)部的加熱盤(pán)管管束和尿素溶液分配器以及設(shè)置在臥式反應(yīng)器筒體外壁上的尿素溶液進(jìn)口和產(chǎn)品氣出口組成，所述加熱盤(pán)管管束在截面上形成半圓形。所述尿素溶液分配器采用半圓形不銹鋼鋼管，所述尿素溶液分配器兩側(cè)沿鋼管法線方向開(kāi)2排孔。本實(shí)用新型采用半圓形加熱盤(pán)管，加熱面盡量布滿整個(gè)液面，減小甚至消除局部沸騰，避免了液滴的產(chǎn)生，在降低設(shè)備成本的同時(shí)更加保證了脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。另外，本實(shí)用新型采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(yīng)器中分布，加快了換熱的速度及均勻性，提高了反應(yīng)效率。
文檔編號(hào)C01C1/08GK202430017SQ201220032668
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者劉波, 彭期耀 申請(qǐng)人:成都融科能源環(huán)境工程有限公司