一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種用于鍋爐尾氣脫硝系統(tǒng)的制氨系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，脫硝工藝以SCR(選擇性催化還原法)脫硝為主，SCR脫硝還原劑一般為尿素與液氨兩種。其中，液氨屬有毒、易燃、易爆品，主要應(yīng)用于位置處于較偏僻、且液氨運(yùn)輸不受限制的工廠。尿素?zé)o毒，并且屬非易燃易爆品，購買容易，使用廣泛，主要應(yīng)用于對(duì)安全要求較高的工廠。目前，采用尿素作為脫硝還原劑的工藝中，以尿素?zé)峤饧澳蛩厮饧夹g(shù)為主，即將尿素溶液在受熱狀態(tài)下分解出氨氣，將分解出的氨氣作為脫硝還原劑。
[0003]目前的尿素?zé)峤夤に嚰夹g(shù)中，需要對(duì)為尿素溶液熱解的空氣進(jìn)行加熱，而此種加熱也通常為電加熱，根據(jù)計(jì)算，每分解I公斤尿素，大約耗電4.5kw.ho按照1X300MW機(jī)組平均NOx為400mg/Nm3估算，還原劑尿素的小時(shí)耗量約200公斤，熱解電耗約900kw.h，能耗巨大。例如，中國專利201420413253.7公開了一種用于煙氣脫硝的尿素?zé)峤夤╋L(fēng)系統(tǒng)，包括空氣預(yù)熱器、加熱器、熱解爐以及供風(fēng)管路，冷一次風(fēng)管路連接兩支路，一支路依次連接空氣預(yù)熱器和加熱器，另一支路通過助燃風(fēng)管路直接連接加熱器，經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱的熱一次風(fēng)和助燃風(fēng)管路輸出的冷一次風(fēng)在加熱器進(jìn)一步加熱后通入熱解爐。其缺點(diǎn)便是加熱器耗電多，使用成本高。
[0004]尿素水解工藝原理主要是尿素溶液在高溫高壓下發(fā)生分解反應(yīng)，一般是將尿素溶液輸入至水解反應(yīng)器(類似于換熱器)，在反應(yīng)器中通過蒸汽盤管對(duì)尿素溶液進(jìn)行加熱，一般加熱至180度左右，尿素溶液發(fā)生分解釋放出氨氣和二氧化碳。此種工藝的能耗主要是蒸汽能耗，消耗的蒸汽能耗折合到電能大約每分解I公斤尿素耗電1.8kw.ho例如，中國專利201320145979.2公開了一種用于煙氣脫硝的電加熱尿素水解制氨反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體(I)，所述反應(yīng)器本體⑴外壁上設(shè)置有產(chǎn)品氣出口管(18)和尿素溶液入口(12)，還包括電加熱控制器⑵和設(shè)置在反應(yīng)器本體⑴內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)電加熱管(3)，所述電加熱控制器(2)通過電纜與電加熱管(3)相連。其缺點(diǎn)便是電加熱管用電量大，能耗大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，包括順次相連的尿素儲(chǔ)存裝置、尿素溶液制備裝置、尿素溶液儲(chǔ)存裝置、尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置、噴槍和鍋爐，所述噴槍安裝在鍋爐的尾部的受熱面區(qū)域。
[0007]進(jìn)一步地，所述尿素溶液制備裝置包括尿素溶解罐和尿素溶液混合泵，所述尿素溶解罐的入口與尿素儲(chǔ)存裝置的出口相連，所述尿素溶解罐的出口與尿素溶液混合泵的入口相連，所述尿素溶液混合泵的出口分別與尿素溶液儲(chǔ)存裝置的入口、尿素溶解罐的入口相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述尿素溶液循環(huán)裝置的出口還通過背壓閥與尿素溶液儲(chǔ)存裝置相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述噴槍的噴嘴為霧化噴嘴，所述噴嘴位于鍋爐的內(nèi)部。
[0010]進(jìn)一步地，所述噴槍的數(shù)目為若干個(gè)。
[0011]進(jìn)一步地，所述鍋爐內(nèi)設(shè)有互相連接的溫度傳感器和溫控器，所述溫控器控制噴槍所處位置的溫度在600°c以上。
[0012]一種尿素直噴熱解制氨方法，包括如下步驟:
[0013]步驟1:將尿素從尿素儲(chǔ)存裝置定量輸入到尿素溶液制備裝置；
[0014]步驟2:將制備好的尿素溶液輸入到尿素溶液儲(chǔ)存裝置；
[0015]步驟3:尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置后進(jìn)入噴槍；
[0016]步驟4:尿素溶液經(jīng)霧化噴嘴直接噴入鍋爐內(nèi)部，霧化后的尿素溶液在高溫?zé)煔庵蟹纸?，生成氨氣?br>[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]1.本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法，無需外部加熱設(shè)施，克服了現(xiàn)有技術(shù)中電加熱器耗電多的問題，顯著降低了能耗，節(jié)約了成本；
[0019]2.本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法簡(jiǎn)單可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。
[0020]3.本發(fā)明所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝操作方便。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所述尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1_尿素儲(chǔ)存裝置；2_尿素溶液制備裝置，21-尿素溶解罐，22-尿素溶液混合泵；3_尿素溶液儲(chǔ)存裝置；4_尿素溶液循環(huán)裝置；5_背壓閥；6_計(jì)量和分配裝置；7_噴槍；8_鍋爐。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0024]如圖1所示，一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，包括順次相連的尿素儲(chǔ)存裝置1、尿素溶液制備裝置2、尿素溶液儲(chǔ)存裝置3、尿素溶液循環(huán)裝置4、計(jì)量和分配裝置6、噴槍7和鍋爐8，所述噴槍7安裝在鍋爐8的尾部的受熱面區(qū)域。
[0025]所述尿素溶液制備裝置2包括尿素溶解罐21和尿素溶液混合泵22，所述尿素溶解罐21的入口與尿素儲(chǔ)存裝置I的出口相連，所述尿素溶解罐21的出口與尿素溶液混合泵22的入口相連，所述尿素溶液混合泵22的出口分別與尿素溶液儲(chǔ)存裝置3的入口、尿素溶解罐21的入口相連。
[0026]所述尿素溶液循環(huán)裝置4的出口還通過背壓閥5與尿素溶液儲(chǔ)存裝置3相連。
[0027]所述噴槍7的噴嘴為霧化噴嘴，所述噴嘴位于鍋爐8的內(nèi)部。
[0028]所述噴槍7的數(shù)目為若干個(gè)。
[0029]所述鍋爐8內(nèi)設(shè)有互相連接的溫度傳感器和溫控器，所述溫控器控制噴槍7所處位置的溫度在600°C以上。
[0030]一種尿素直噴熱解制氨方法，包括如下步驟:
[0031]步驟1:將尿素從尿素儲(chǔ)存裝置I定量輸入到尿素溶液制備裝置2 ;
[0032]步驟2:將制備好的尿素溶液輸入到尿素溶液儲(chǔ)存裝置3 ;
[0033]步驟3:尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)裝置4、計(jì)量和分配裝置6后進(jìn)入噴槍7 ;
[0034]步驟4:尿素溶液經(jīng)霧化噴嘴直接噴入鍋爐8內(nèi)部，霧化后的尿素溶液在高溫?zé)煔庵蟹纸?，生成氨氣?br>[0035]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，包括順次相連的尿素儲(chǔ)存裝置、尿素溶液制備裝置、尿素溶液儲(chǔ)存裝置、尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置、噴槍和鍋爐，所述噴槍安裝在鍋爐的尾部的受熱面區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，所述尿素溶液制備裝置包括尿素溶解罐和尿素溶液混合泵，所述尿素溶解罐的入口與尿素儲(chǔ)存裝置的出口相連，所述尿素溶解罐的出口與尿素溶液混合泵的入口相連，所述尿素溶液混合泵的出口分別與尿素溶液儲(chǔ)存裝置的入口、尿素溶解罐的入口相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，所述尿素溶液循環(huán)裝置的出口還通過背壓閥與尿素溶液儲(chǔ)存裝置相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，所述噴槍的噴嘴為霧化噴嘴，所述噴嘴位于鍋爐的內(nèi)部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，所述噴槍的數(shù)目為若干個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)設(shè)有互相連接的溫度傳感器和溫控器。7.一種尿素直噴熱解制氨方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:將尿素從尿素儲(chǔ)存裝置定量輸入到尿素溶液制備裝置； 步驟2:將制備好的尿素溶液輸入到尿素溶液儲(chǔ)存裝置； 步驟3:尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置后進(jìn)入噴槍； 步驟4:尿素溶液經(jīng)霧化噴嘴直接噴入鍋爐內(nèi)部，霧化后的尿素溶液在高溫?zé)煔庵蟹纸?，生成氨氣?br>【專利摘要】本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種尿素直噴熱解制氨系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括順次相連的尿素儲(chǔ)存裝置、尿素溶液制備裝置、尿素溶液儲(chǔ)存裝置、尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置、噴槍和鍋爐，所述噴槍安裝在鍋爐的尾部的受熱面區(qū)域，所述噴槍的噴嘴為霧化噴嘴，所述噴嘴位于鍋爐的內(nèi)部；所述方法包括以下步驟：將尿素從尿素儲(chǔ)存裝置定量輸入到尿素溶液制備裝置；將制備好的尿素溶液輸入到尿素溶液儲(chǔ)存裝置；尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)裝置、計(jì)量和分配裝置后進(jìn)入噴槍；尿素溶液經(jīng)霧化噴嘴直接噴入鍋爐內(nèi)部，霧化后的尿素溶液在高溫氣體中分解，生成氨氣。本發(fā)明無需外部加熱設(shè)施，降低了能耗和成本，簡(jiǎn)單可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。
【IPC分類】C01C1/08
【公開號(hào)】CN104891529
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510353328
【發(fā)明人】趙云才, 王亮
【申請(qǐng)人】田鵬程
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日