一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)，包括水解器、水解器溫度計T1、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥A1、疏水換熱器、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、蒸汽換熱器、水解氣出口溫度計T2、水解氣出口流量計F、蒸汽疏水閥和水解系統(tǒng)控制模塊；水解器設有7個接口，分別連接上述件；水解系統(tǒng)控制模塊通過線纜分別與水解器溫度計T1、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥A1、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、水解氣出口溫度計T2和水解氣出口流量計F連接；一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，有六大步驟。本發(fā)明簡單可靠，控制方便。采用蒸汽作為水解系統(tǒng)的熱源，降低了運行成本和能耗。
【專利說明】一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)及其控制方法，它適用于為煙氣脫硝裝置提供脫硝還原劑(氨氣)的制備系統(tǒng)和控制方法。屬于環(huán)保【技術領域】的選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術。
【背景技術】
[0002]煤燃燒后產(chǎn)生的大氣污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、煙塵(可吸入顆粒物)和作為溫室氣體的二氧化碳。由于燃煤排放和機動車排放的原因，我國的氮氧化物的污染已
經(jīng)非常嚴重。
[0003]近年來，隨著環(huán)保要求的逐漸提高，為了降低排煙尾氣中氮氧化物的排放量，許多行業(yè)(如電力、化工、鋼鐵、水泥、垃圾焚燒等)的鍋爐和其他設備(如水泥窯、燒結機等)紛紛增設煙氣脫硝裝置。
[0004]目前選擇性催化還原( SCR)煙氣脫硝法，由于其效率高，性能穩(wěn)定，廣泛應用在國內(nèi)外的工程中，成為排煙尾氣脫除氮氧化物的主流技術。SCR脫硝系統(tǒng)是指在催化劑的作用下，通過向煙氣中噴入氨氣，將煙氣中的氮氧化物還原成氮氣和水，對環(huán)境不造成二次污染。為提供脫硝系統(tǒng)所需氨氣，其來源共有液氨、氨水和尿素溶液三種，尿素溶液制氨法由于其安全性能好，尿素來源方便等原因，目前得到了廣發(fā)的應用。
[0005]尿素溶液制備氨氣有熱解法和水解法兩種,熱解法在常壓和高溫(350~600°C )下，使得尿素溶液分解為氨氣、水蒸氣和二氧化碳。熱解法由于介質(zhì)溫度高，因此能耗較大，且熱解法必須每臺鍋爐單獨配置熱解系統(tǒng)，因此投資成本也較高。而水解法的操作條件為中壓(0.4~1.0MPa)和中溫(120~200°C )，在水解器內(nèi)使得尿素溶液分解為氨氣、水蒸氣和二氧化碳。由于其操作溫度較低，能耗較小，且可以使用成本較低的蒸汽作為加熱熱源，因此大大降低了運行成本。水解器的負荷調(diào)節(jié)范圍較大，可以多臺鍋爐公用一臺水解器，因而也大大降低了投資成本，具有廣泛的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1、目的:本發(fā)明的目的是提供一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)及其控制方法。進入系統(tǒng)的尿素溶液首先通過疏水換熱器，利用蒸汽疏水的余熱，將尿素溶液的溫度由~40°C提升到~100°C，然后進入水解器。在水解器內(nèi)，通過蒸汽加熱，將尿素溶液的壓力和溫度提升至中壓(0.4~1.0MPa)和中溫(120~200°C )的水平，在此溫度和壓力下，尿素水解為氨氣和二氧化碳，水同時也蒸發(fā)為水蒸氣，排出水解器。排出水解器的水解氣為飽和蒸汽，其組分包括氨氣、水蒸氣和二氧化碳。水解氣首先通過調(diào)節(jié)閥，將壓力降低至0.1~
0.4MPa，然后通過蒸汽換熱器，將水解氣的溫度提高30~50°C，以防止氨氣逆反應生成尿素或縮二脲。然后作為脫硝還原劑，送往SCR脫硝系統(tǒng)。進入系統(tǒng)的過熱蒸汽首先通過蒸汽換熱器，加熱水解氣后，其溫度降低至接近或達到飽和溫度，然后送至水解器，用于向水解器提供熱源。從水解器出來的蒸汽疏水則進入疏水換熱器，利用疏水的余熱，加熱進口的尿素溶液。利用后的疏水排出系統(tǒng)，可儲存起來，用于尿素溶液的配置。整套系統(tǒng)無二次污染的產(chǎn)生。
[0007] 2、技術方案:為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案以如下方式實現(xiàn):
[0008](I) 一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)，其特征在于，它包括水解器、水解器溫度計Tl、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、疏水換熱器、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、蒸汽換熱器、水解氣出口溫度計T2、水解氣出口流量計F、蒸汽疏水閥和水解系統(tǒng)控制模塊，見圖1。它們之間的位置連接關系是:水解器設有7個接口，分別描述如下:
[0009]NI接口連接尿素溶液進口管道,用于向水解器提供原料-尿素溶液。尿素溶液
進口管道上依次設有尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al和疏水換熱器。
[0010]N2接口連接水解氣出口管道，用于向外輸送氨氣。水解氣出口管道上依次設有水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、蒸汽換熱器、水解氣出口溫度計T2和水解氣出口流量計F。
[0011]N3接口連接加熱蒸汽進口管道，用于向水解器提供熱源。蒸汽進口管道上依次設有蒸汽調(diào)節(jié)閥A2和蒸汽換熱器。
[0012]N4接口連接蒸汽疏水出口管道，用于向外排出蒸汽疏水。蒸汽疏水出口管道上依次設有蒸汽疏水閥和疏水換熱器。
[0013]N5接口連接水解器溫度計Tl，用于測量水解器內(nèi)的運行溫度。
[0014]N6接口連接水解器壓力變送器P，用于測量水解器內(nèi)的運行壓力。
[0015]N7接口連接水解器液位計L，用于測量水解器內(nèi)的運行液位。
[0016]水解系統(tǒng)控制模塊則通過線纜分別與水解器溫度計Tl、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、水解氣出口溫度計T2和水解氣出口流量計F連接。同時水解系統(tǒng)控制模塊與SCR脫硝控制系統(tǒng)通過通訊電纜連接，從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取SCR脫硝系統(tǒng)所需氨氣流量。
[0017]該水解器是BKU型釜式重沸器，熱源采用飽和蒸汽，內(nèi)部設有U型管束蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積和水解器的總容積根據(jù)額定水解器的氨氣生產(chǎn)量確定。
[0018]該蒸汽換熱器是立式列管換熱器，熱源采用過熱蒸汽，內(nèi)部設有列管式蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積根據(jù)水解氣的額定流量和溫升確定。過熱蒸汽通過蒸汽換熱器后，其設計參數(shù)達到或接近飽和蒸汽。
[0019]該疏水換熱器是立式列管換熱器，熱源采用蒸汽疏水，內(nèi)部設有列管式疏水加熱管，疏水加熱管的換熱面積根據(jù)尿素溶液的額定流量和溫升確定。
[0020]該尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2和水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3均為防爆型氣動或電動調(diào)節(jié)閥。
[0021]該水解器壓力變送器P是防爆智能型壓力變送器。
[0022]該水解器溫度計Tl和水解氣出口溫度計T2是防爆型PT100型鉬熱電阻(雙支鎧裝)。
[0023]該水解器出口流量計F是防爆型科氏力質(zhì)量流量計。
[0024]該水解器液位計L是防爆型兩線制靜壓管式雷達液位計。
[0025]該蒸汽疏水閥是自由浮球式蒸汽疏水閥。
[0026]該水解系統(tǒng)控制模塊采用PLC或者DCS控制系統(tǒng)。[0027](2) 一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，該方法具體控制步驟為:
[0028]步驟一:通過調(diào)節(jié)尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度，調(diào)整進入水解器的尿素流量，從而控制水解器液位計L的示值穩(wěn)定。如果水解器運行液位低于設定值，則增大尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度,從而增加尿素溶液的進入量；如果水解器運行液位高于設定值,則減小尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度，從而減少尿素溶液的進入量。
[0029]步驟二:通過調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，調(diào)整進入水解器的蒸汽流量，從而控制水解器溫度計Tl的示值穩(wěn)定。如果水解器運行溫度低于設定值，則增大蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，從而增加蒸汽的進入量；如果水解器運行溫度高于設定值，則減小蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，從而減少蒸汽的進入量。
[0030]步驟三:水解氣出口流量計F的設定值通過選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝控制系統(tǒng)獲得。通過調(diào)節(jié)水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，獲得選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝系統(tǒng)所需的氨氣流量，即水解氣的流量。如果水解氣流量低于設定值，則增大水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，從而增加水解氣流量；如果水解氣流量高于設定值，則減小水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，從而減少水解氣流量。
[0031]步驟四 :水解器壓力變送器P的示值是通過水解器溫度計Tl控制的。水解器內(nèi)屬于氣液兩相，運行壓力即是運行溫度下的飽和壓力。運行過程中，隨著水解器的氨氣生產(chǎn)量變化，運行壓力將會有一定的波動。如果運行壓力明顯低于飽和壓力，則說明水解器有泄漏；如果運行壓力明顯高于飽和壓力，則說明儀表測量有故障，如液位計故障等。因此當運行壓力與理論飽和壓力的偏差高于設定值，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警，并要求水解器停車檢修。
[0032]步驟五:蒸汽疏水的排放是蒸汽疏水閥自動實現(xiàn)的。通過蒸汽疏水閥，蒸汽冷凝水排出水解器外，而蒸汽則繼續(xù)留在水解器內(nèi)換熱。
[0033]步驟六:水解系統(tǒng)對水解氣出口溫度計T2的測量值提供實時監(jiān)測，要求出口水解氣的過熱度高于設定值(飽和溫度即水解器運行溫度)，當水解氣的過熱度低于設定值時，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警。
[0034]其中，步驟一中所述的水解器運行液位的設定值為水解器最高液位的50%。
[0035]其中，步驟二中所述的水解器運行溫度的設定值為120~200°C，所對應的飽和壓力為 0.4 ~1.0MPa0
[0036]其中，步驟三中所述的水解器出口流量的設定值從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取。
[0037]其中，步驟四中所述的水解器運行壓力與理論飽和壓力的偏差設定值為0.2MPa。
[0038]其中，步驟六中所述的出口水解氣過熱度的設定值為30~50°C。
[0039]3、優(yōu)點及功效:本發(fā)明系統(tǒng)簡單可靠，控制靈活方便。由于采用蒸汽作為水解系統(tǒng)的熱源，大大降低了運行成本。由于在水解氣出口管線上增加了蒸汽換熱器，一方面提高了水解氣的溫度，避免了水解氣在長距離輸送過程中，由于溫度低于飽和溫度而導致的氨氣逆反應，生產(chǎn)尿素或縮二脲等物質(zhì)，因此極大降低了后續(xù)管道及設備中的露點腐蝕風險。另一方面由于水解器需要使用飽和蒸汽，而過熱蒸汽通過了蒸汽換熱器后，其參數(shù)已經(jīng)接近或達到飽和蒸汽，可直接進入水解器，避免了使用蒸汽減溫減壓器。同時由于在尿素溶液進口管線上增加了疏水換熱器，提高了尿素溶液的進口溫度，同時回收了疏水的余熱，有利于提高能源的利用效率，降低了能耗。本發(fā)明無副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此無二次污染?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖；
[0041]圖中符號說明如下:①、水解器；?、水解器溫度計Tl 、水解器變送器P ;④、水解器液位計L 、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al 、疏水換熱器；?、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2 、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3 、蒸汽換熱器；⑩、水解氣出口溫度計T2、(ll)、水解氣出口流量計F、(12)、蒸汽疏水閥；N1—N7接口為水解器設的7個管道接口位置。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0043](I)參看圖1，一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)，其特征在于，它包括水解器①、水解器溫度計Tl②、水解器壓力變送器P③、水解器液位計L④、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤、疏水換熱器⑥、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧、蒸汽換熱器⑨、水解氣出口溫度計T2⑩、水解氣出口流量計F (11)、蒸汽疏水閥(12)和水解系統(tǒng)控制模塊。它們之間的位置連接關系是:水解器①設有7個接口，分別描述如下:
[0044]NI接口連接尿素溶液進口管道,用于向水解器①提供原料-尿素溶液。尿素溶
液進口管道上依次設 有尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤和疏水換熱器⑥。 [0045]N2接口連接水解氣出口管道，用于向外輸送氨氣。水解氣出口管道上依次設有水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧、蒸汽換熱器⑨、水解氣出口溫度計T2⑩和水解氣出口流量計F (U)。
[0046]N3接口連接加熱蒸汽進口管道，用于向水解器①提供熱源。蒸汽進口管道上依次設有蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦和蒸汽換熱器⑨。
[0047]N4接口連接蒸汽疏水出口管道，用于向外排出蒸汽疏水。蒸汽疏水出口管道上依次設有蒸汽疏水閥(12)和疏水換熱器⑥。
[0048]N5接口連接水解器溫度計Tl②，用于測量水解器內(nèi)的運行溫度。
[0049]N6接口連接水解器壓力變送器P③，用于測量水解器內(nèi)的運行壓力。
[0050]N7接口連接水解器液位計L④，用于測量水解器內(nèi)的運行液位。
[0051]水解系統(tǒng)控制模塊則通過線纜分別與水解器溫度計Tl②、水解器壓力變送器P③、水解器液位計L④、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧、水解氣出口溫度計T2⑩和水解氣出口流量計F (11)連接。同時水解系統(tǒng)控制模塊與SCR脫硝控制系統(tǒng)通過通訊電纜連接，從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取SCR脫硝系統(tǒng)所需氨氣流量。
[0052]該水解器①是BKU型釜式重沸器，熱源采用飽和蒸汽，內(nèi)部設有U型管束蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積和水解器的總容積根據(jù)水解器①的氨氣額定生產(chǎn)量確定。
[0053]該蒸汽換熱器⑨是立式列管換熱器，熱源采用過熱蒸汽，內(nèi)部設有列管式蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積根據(jù)水解氣的額定流量和溫升確定。過熱蒸汽通過蒸汽換熱器⑨后，其設計參數(shù)達到或接近飽和蒸汽。
[0054]該疏水換熱器⑥是立式列管換熱器，熱源采用蒸汽疏水，內(nèi)部設有列管式疏水加熱管，疏水加熱管的換熱面積根據(jù)尿素溶液的額定流量和溫升確定。
[0055]該尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦和水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧均為防爆型氣動或電動調(diào)節(jié)閥。[0056]該水解器壓力變送器P③是防爆智能型壓力變送器。
[0057]該水解器溫度計Tl②和水解氣出口溫度計T2⑩是防爆型PT100型鉬熱電阻(雙支鎧裝)。
[0058]該水解器出口流量計F (11)是防爆型科氏力質(zhì)量流量計。
[0059]該水解器液位計L④是防爆型兩線制靜壓管式雷達液位計。
[0060]該蒸汽疏水閥(12)是自由浮球式蒸汽疏水閥。
[0061]該水解系統(tǒng)控制模塊采用PLC或者DCS控制系統(tǒng)。
[0062](2) 一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，該方法具體控制步驟為:
[0063]步驟一:通過調(diào)節(jié)尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤的開度，調(diào)整進入水解器①的尿素流量，從而控制水解器液位計L④的示值穩(wěn)定。如果水解器①運行液位低于設定值，則增大尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤的開度，從而增加尿素溶液的進入量；如果水解器①運行液位高于設定值，則減小尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al⑤的開度,從而減少尿素溶液的進入量。
[0064]步驟二:通過調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦的開度，調(diào)整進入水解器①的蒸汽流量，從而控制水解器溫度計Tl②的示值穩(wěn)定。如果水解器①運行溫度低于設定值，則增大蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦的開度，從而增加蒸汽的進入量；如果水解器①運行溫度高于設定值，則減小蒸汽調(diào)節(jié)閥A2⑦的開度，從而減少蒸汽的進入量。
[0065]步驟三:水解氣出口流量計F (11)的設定值通過選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝控制系統(tǒng)獲得。通過調(diào)節(jié)水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧的開度，獲得選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝系統(tǒng)所需的氨氣流量，即水解氣的流量。如果水解氣流量低于設定值，則增大水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧的開度，從而增加水解氣流量；如果水解氣流量高于設定值，則減小水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3⑧的開度，從而減少水解氣流量。
[0066]步驟四:水解器壓力變送器P③的示值是通過水解器溫度計Tl②控制的。水解器內(nèi)屬于氣液兩相，運行壓力即是運行溫度下的飽和壓力。運行過程中，隨著水解器①的氨氣生產(chǎn)量變化，運行壓力將會有一定的波動。如果運行壓力明顯低于飽和壓力，則說明水解器①有泄漏；如果運行壓力明顯高于飽和壓力，則說明儀表測量有故障，如液位計故障等。因此當運行壓力與理論飽和壓力的偏差高于設定值，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警，并要求水解器①停車檢修。
[0067]步驟五:蒸汽疏水的排放是蒸汽疏水閥(12)自動實現(xiàn)的。通過蒸汽疏水閥(12)，蒸汽冷凝水排出水解器①外，而蒸汽則繼續(xù)留在水解器①內(nèi)換熱。
[0068]步驟六:水解系統(tǒng)對水解氣出口溫度計T2⑩的測量值提供實時監(jiān)測，要求出口水解氣的過熱度高于設定值(飽和溫度即水解器①運行溫度)，當水解氣的過熱度低于設定值時，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警。
[0069]其中，步驟一中所述的水解器①運行液位的設定值為水解器最高液位的50%。
[0070]其中，步驟二中所述的水解器①運行溫度的設定值為120~200°C，所對應的飽和壓力為0.4~1.0MPa0
[0071]其中，步驟三中所述的水解器①出口流量的設定值從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取。
[0072]其中，步驟四中所述的水解器①運行壓力與理論飽和壓力的偏差設定值為
0.2MPa。
[0073]其中，步驟六中所述的出口水解氣過熱度的設定值為30~50°C。
【權利要求】
1.一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的系統(tǒng)，其特征在于:它包括水解器、水解器溫度計Tl、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、疏水換熱器、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、蒸汽換熱器、水解氣出口溫度計T2、水解氣出口流量計F、蒸汽疏水閥和水解系統(tǒng)控制模塊；水解器設有7個接口，分別連接如下: NI接口連接尿素溶液進口管道，用于向水解器提供原料——尿素溶液，尿素溶液進口管道上依次設有尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al和疏水換熱器； N2接口連接水解氣出口管道，用于向外輸送氨氣，水解氣出口管道上依次設有水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、蒸汽換熱器、水解氣出口溫度計T2和水解氣出口流量計F ； N3接口連接加熱蒸汽進口管道，用于向水解器提供熱源，蒸汽進口管道上依次設有蒸汽調(diào)節(jié)閥A2和蒸汽換熱器； N4接口連接蒸汽疏水出口管道，用于向外排出蒸汽疏水，蒸汽疏水出口管道上依次設有蒸汽疏水閥和疏水換熱器； N5接口連接水解器溫度計Tl，用于測量水解器內(nèi)的運行溫度； N6接口連接水解器壓力變送器P，用于測量水解器內(nèi)的運行壓力； N7接口連接水解器液位計L，用于測量水解器內(nèi)的運行液位； 水解系統(tǒng)控制模塊則通過 線纜分別與水解器溫度計Tl、水解器壓力變送器P、水解器液位計L、尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2、水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3、水解氣出口溫度計T2和水解氣出口流量計F連接；同時水解系統(tǒng)控制模塊與SCR脫硝控制系統(tǒng)通過通訊電纜連接，從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取SCR脫硝系統(tǒng)所需氨氣流量； 該水解器是釜式重沸器，熱源采用飽和蒸汽，內(nèi)部設有U型管束蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積和水解器的總容積根據(jù)額定水解器的氨氣生產(chǎn)量確定； 該蒸汽換熱器是立式列管換熱器，熱源采用過熱蒸汽，內(nèi)部設有列管式蒸汽加熱管，蒸汽加熱管的換熱面積根據(jù)水解氣的額定流量和溫升確定，過熱蒸汽通過蒸汽換熱器后，其設計參數(shù)達到或接近飽和蒸汽； 該疏水換熱器是立式列管換熱器，熱源采用蒸汽疏水，內(nèi)部設有列管式疏水加熱管，疏水加熱管的換熱面積根據(jù)尿素溶液的額定流量和溫升確定； 該尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al、蒸汽調(diào)節(jié)閥A2和水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3均為防爆型氣動或電動調(diào)節(jié)閥； 該水解器壓力變送器P是防爆智能型壓力變送器； 該水解器溫度計Tl和水解氣出口溫度計T2是防爆型鉬熱電阻； 該水解器出口流量計F是防爆型科氏力質(zhì)量流量計； 該水解器液位計L是防爆型兩線制靜壓管式雷達液位計； 該蒸汽疏水閥是自由浮球式蒸汽疏水閥； 該水解系統(tǒng)控制模塊采用PLC或者DCS控制系統(tǒng)。
2.一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:該方法具體步驟為: 步驟一:通過調(diào)節(jié)尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度，調(diào)整進入水解器的尿素流量，從而控制水解器液位計L的示值穩(wěn)定；如果水解器運行液位低于設定值，則增大尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度，從而增加尿素溶液的進入量；如果水解器運行液位高于設定值，則減小尿素溶液調(diào)節(jié)閥Al的開度，從而減少尿素溶液的進入量；步驟二:通過調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，調(diào)整進入水解器的蒸汽流量，從而控制水解器溫度計Tl的示值穩(wěn)定；如果水解器運行溫度低于設定值，則增大蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，從而增加蒸汽的進入量；如果水解器運行溫度高于設定值，則減小蒸汽調(diào)節(jié)閥A2的開度，從而減少蒸汽的進入量； 步驟三:水解氣出口流量計F的設定值通過選擇性催化還原SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)獲得，通過調(diào)節(jié)水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，獲得選擇性催化還原SCR煙氣脫硝系統(tǒng)所需的氨氣流量，即水解氣的流量；如果水解氣流量低于設定值，則增大水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，從而增加水解氣流量；如果水解氣流量高于設定值，則減小水解氣出口調(diào)節(jié)閥A3的開度，從而減少水解氣流量； 步驟四:水解器壓力變送器P的示值是通過水解器溫度計Tl控制的，水解器內(nèi)屬于氣液兩相，運行壓力即是運行溫度下的飽和壓力；運行過程中，隨著水解器的氨氣生產(chǎn)量變化，運行壓力將會有一定的波動；如果運行壓力明顯低于飽和壓力，則說明水解器有泄漏；如果運行壓力明顯高于飽和壓力，則說明儀表測量有故障，因此當運行壓力與理論飽和壓力的偏差高于設定值，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警，并要求水解器停車檢修； 步驟五:蒸汽疏水的排放是蒸汽疏水閥自動實現(xiàn)的，通過蒸汽疏水閥，蒸汽冷凝水排出水解器外，而蒸汽則繼續(xù)留在水解器內(nèi)換熱； 步驟六:水解系統(tǒng)對水解氣出口溫度計T2的測量值提供實時監(jiān)測，要求出口水解氣的過熱度高于設定值，當水解氣的過熱度低于設定值時，水解系統(tǒng)控制模塊將提出報警。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:步驟一中所述的水解器運行 液位的設定值為水解器最高液位的50%。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:步驟二中所述的水解器運行溫度的設定值為120~200°C，所對應的飽和壓力為0.4~1.0MPa0
5.根據(jù)權利要求2所述的一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:步驟三中所述的水解器出口流量的設定值從SCR脫硝控制系統(tǒng)獲取。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:步驟四中所述的水解器運行壓力與理論飽和壓力的偏差設定值為0.2MPa。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種尿素溶液水解生產(chǎn)氨氣的控制方法，其特征在于:步驟六中所述的出口水解氣過熱度的設定值為30~50°C。
【文檔編號】C01C1/08GK103979575SQ201410206608
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】肖海濤, 楊強義, 徐佩, 郭一龍, 劉艷婷, 楊小虎 申請人:北京博智偉德環(huán)保科技有限公司