一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種脫硝系統(tǒng)還原劑的制備領(lǐng)域，具體地，涉及一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的尿素的熱解主要在熱解反應(yīng)器中進(jìn)行，氣體通過(guò)加熱裝置加熱后作為反應(yīng)熱源，進(jìn)入熱解反應(yīng)器，用于完全分解傳送到氨噴射系統(tǒng)的尿素。氣體通過(guò)加熱控制裝置以維持適當(dāng)?shù)哪蛩胤纸鉁囟?。尿素?jīng)過(guò)一個(gè)能提供完全分配的噴射器注入到熱氣體中。熱解反應(yīng)器從其進(jìn)口開(kāi)始算起，至出口結(jié)束，由入口段、減速段、本體、收縮段、出口等部分組成。熱氣體從反應(yīng)器入口進(jìn)入，通過(guò)減速段進(jìn)入本體，尿素溶液通過(guò)噴射器送入本體，在高溫下溶液發(fā)生汽化，尿素與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3和C02。主要的化學(xué)反應(yīng)為:
[0003]CO (NH2) 2——NH3+HNC0
[0004]HNC0+H20——NH3+C02。
[0005]為了增加尿素分解的反應(yīng)停留時(shí)間，使得反應(yīng)更加充分的進(jìn)行，必須要降低熱風(fēng)在熱解反應(yīng)器內(nèi)的流速。因此，在本體上部設(shè)置有減速段，用于放大本體直徑，從而達(dá)到降低熱氣體流速的目的。
[0006]但是，現(xiàn)有的熱解反應(yīng)器一般通過(guò)一段減速段直接減速后通入本體進(jìn)行反應(yīng)，氣流速度一次性下降過(guò)快，會(huì)存在以下的問(wèn)題:
[0007]—方面，會(huì)造成下部氣體流場(chǎng)紊亂，流場(chǎng)結(jié)構(gòu)失衡。氣流降速一步到位，氣流進(jìn)入反應(yīng)器后，速度下降過(guò)快，會(huì)造成熱解反應(yīng)器內(nèi)的流場(chǎng)不穩(wěn)、氣流分布不均。
[0008]另一方面，也會(huì)造成溫度場(chǎng)分布不均，影響反應(yīng)效率。
[0009]由于尿素分解反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)完成，對(duì)氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的要求非常高。如果氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布不均，尿素就不能完全分解，未分解的尿素會(huì)在尾管管壁上結(jié)晶沉積。尿素結(jié)晶現(xiàn)象的增多會(huì)造成檢修次數(shù)的增加，嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的運(yùn)行造成影響。
[0010]因此，如何提高熱解反應(yīng)器中氣流的氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)對(duì)于尿素的熱解反應(yīng)的穩(wěn)定有效進(jìn)行至關(guān)重要。
[0011]有鑒于此，特提出本實(shí)用新型。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置，具體地，采用了如下的技術(shù)方案:
[0013]—種尿素?zé)峤庵瓢毖b置，包括入口段、帶有噴射器的主反應(yīng)段和出口段，主反應(yīng)段的兩端分別與入口段和出口段相連通，其特征在于，所述的入口段與主反應(yīng)段之間設(shè)置至少兩級(jí)減速段，相鄰的兩級(jí)減速段之間設(shè)置穩(wěn)定段。
[0014]進(jìn)一步地，所述的入口段、減速段、穩(wěn)定段和主反應(yīng)段同軸設(shè)置，每一級(jí)減速段的橫截面面積沿著由入口段至主反應(yīng)段的方向逐漸增大，穩(wěn)定段的橫截面面積沿著由入口段至主反應(yīng)段的方向均相等。
[0015]進(jìn)一步地，所述的減速段為內(nèi)部中空的錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑沿著由入口段至主反應(yīng)段的方向逐漸增大；所述的穩(wěn)定段為內(nèi)部中空的柱狀結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步地，所述的減速段包括一級(jí)減速段和二級(jí)減速段，一級(jí)減速段的上端入口連通入口段，二級(jí)減速段的下端出口連通主反應(yīng)段；所述的穩(wěn)定段的兩端分別連通一級(jí)減速段和二級(jí)減速段。
[0017]進(jìn)一步地，所述的一級(jí)減速段的下端出口的內(nèi)徑、穩(wěn)定段的內(nèi)徑和二級(jí)減速段的上端入口的內(nèi)徑均相等。
[0018]進(jìn)一步地，所述的一級(jí)減速段的夾角介于30°?60°之間，其變徑比介于1:2?1:5之間。
[0019]進(jìn)一步地，所述的二級(jí)減速段的夾角介于10°?30°之間，其變徑比介于2:3?2:5之間。
[0020]進(jìn)一步地，所述的穩(wěn)定段的長(zhǎng)度需要滿足:氣流流經(jīng)穩(wěn)定段的時(shí)間在0.1?Is之間。
[0021]進(jìn)一步地，所述的穩(wěn)定段的長(zhǎng)度為0.2?5m。
[0022]本實(shí)用新型的尿素?zé)峤庵瓢毖b置采用逐級(jí)放大結(jié)構(gòu)，溫度場(chǎng)分布均勻，提高反應(yīng)效率，利于尿素溶液的完全熱解。氣流在進(jìn)入上一級(jí)減速段之后，進(jìn)入穩(wěn)定段，維持流場(chǎng)穩(wěn)定并且不產(chǎn)生紊流，然后再次進(jìn)入下一級(jí)減速段。穩(wěn)定段的長(zhǎng)度需要滿足氣流停留時(shí)間在
0.1?Is之間的要求。
[0023]因此，本實(shí)用新型的尿素?zé)峤庵瓢毖b置基于速度分區(qū)的設(shè)計(jì)思想，各段有相應(yīng)的流速范圍，氣流速度分段下降，流速可控，且有穩(wěn)定段的設(shè)計(jì)，保證氣速下降后充分穩(wěn)定再次降速，整體流場(chǎng)穩(wěn)定。
[0024]具體地，本實(shí)用新型具有如下技術(shù)效果:
[0025]1、氣流分階段降速，并且引入穩(wěn)定段，一級(jí)減速后進(jìn)入穩(wěn)定段，充分穩(wěn)定后進(jìn)行二級(jí)減速，整體流場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不產(chǎn)生紊流。
[0026]2、避免因流場(chǎng)不穩(wěn)定對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響，造成截面溫度分布不均勻，形成局部低溫點(diǎn)，尿素溶液無(wú)法充分分解，影響分解效率。
[0027]3、截面速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差減小10%以上。
[0028]4、截面溫度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差減小14%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1本實(shí)用新型的尿素?zé)峤庵瓢毖b置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2本實(shí)用新型的尿素?zé)峤庵瓢毖b置的不同速度區(qū)間及風(fēng)速變化趨勢(shì)圖。
[0031]附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1-入口段2-—級(jí)減速段3-穩(wěn)定段4-二級(jí)減速段5-噴射器6-主反應(yīng)段7-收縮段8-出口段9-出口管路。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0033]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置，包括入口段1、帶有噴射器5的主反應(yīng)段6和出口段8，主反應(yīng)段6的兩端分別與入口段I和出口段8相連通，所述的入口段I與主反應(yīng)段6之間設(shè)置至少兩級(jí)減速段，相鄰的兩級(jí)減速段之間設(shè)置穩(wěn)定段3。
[0034]本實(shí)用新型的制氨裝置逐級(jí)的將氣體的流速降低，并且在每一級(jí)降速后通入到穩(wěn)定段3，穩(wěn)定段3對(duì)氣體在其內(nèi)部流動(dòng)時(shí)具有一定的緩沖效果，避免氣體流速降低過(guò)快導(dǎo)致氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定段3穩(wěn)定后的氣體再次進(jìn)入下一級(jí)的減速段進(jìn)一步地減速。
[0035]本實(shí)用新型的制氨裝置經(jīng)過(guò)多級(jí)逐步減速使氣體流速達(dá)到反應(yīng)要求，并且每一級(jí)減速過(guò)后都進(jìn)入穩(wěn)定段3進(jìn)行氣體的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的穩(wěn)定，這相對(duì)于現(xiàn)有熱解反應(yīng)器將氣體流速一次性降低后通入到主反應(yīng)體的方式，最后進(jìn)入主反應(yīng)段6的氣體流速的流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的分布更加的均勻，更加有利于從噴射器5噴出的尿素?zé)峤夥磻?yīng)，使得反應(yīng)更加的穩(wěn)定尚效。
[0036]因此，本實(shí)用新型的尿素?zé)峤庵瓢毖b置采用逐級(jí)放大結(jié)構(gòu)，溫度場(chǎng)分布均勻，提高反應(yīng)效率，利于尿素溶液的完全熱解。氣流在進(jìn)入上一級(jí)減速段之后，進(jìn)入穩(wěn)定段，維持流場(chǎng)穩(wěn)定并且不產(chǎn)生紊流，然后再次進(jìn)入下一級(jí)減速段。
[0037]本實(shí)用新型的減速段可根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)要求進(jìn)行設(shè)置，主要取決于入口段I處氣體流速、進(jìn)入主反應(yīng)段6的氣體流速以及制氨裝置的規(guī)格(即容量)所決定。一般，減速段的級(jí)數(shù)可在滿足反應(yīng)效率的條件下盡可能多的設(shè)置，這樣可以確保氣體流速穩(wěn)定降低。但是，減速段也不應(yīng)設(shè)置的過(guò)多，因?yàn)闇p速段越多，穩(wěn)定段3設(shè)置的也就越多，會(huì)影響氣體的傳輸效率，進(jìn)而影響到反應(yīng)效率。
[0038]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的減速段的減速效果和穩(wěn)定段3的穩(wěn)定氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的效果，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的入口段1、減速段、穩(wěn)定段3和主反應(yīng)段6同軸設(shè)置，每一級(jí)減速段的橫截面面積沿著由入口段I至主反應(yīng)段6的方向逐漸增大，穩(wěn)定段3的橫截面面積沿著由入口段I至主反應(yīng)段6的方向均相等。
[0039]本實(shí)用新型的每一級(jí)減速段的橫截面面積沿著由入口段I至主反應(yīng)段6的方向逐漸增大，使得氣體再由入口段I流向主反應(yīng)段6的過(guò)程中，傳輸空間逐漸增大，氣體流速逐漸降低。本實(shí)用新型的穩(wěn)定段3的橫截面面積沿著由入口段I至主反應(yīng)段6的方向均相等，說(shuō)明穩(wěn)定段3是內(nèi)部通道均勻，不會(huì)發(fā)生徑向尺寸的改變而影響到氣體的正常傳輸，從而使得氣體能夠在流經(jīng)穩(wěn)定段3的過(guò)程中，內(nèi)部的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)得以緩沖而變得更加的均勻。
[0040]本實(shí)用新型的制氨裝置整體呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部中空，優(yōu)選地，采用圓柱狀結(jié)構(gòu)。
[0041]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的減速段為內(nèi)部中空的錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑沿著由入口段I至主反應(yīng)段6的方向逐漸增大；所述的穩(wěn)定段3為內(nèi)部中空的柱狀結(jié)構(gòu)。
[0042]本實(shí)用新型的減速段為內(nèi)部中空的錐形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣體減速效果，穩(wěn)定段3為內(nèi)部中空的柱狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的穩(wěn)定效果。而且錐形結(jié)構(gòu)和柱狀結(jié)構(gòu)的連接過(guò)渡更加平滑，避免連接處尺寸突變對(duì)氣體造成紊流，影響氣體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性。
[0043]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的減速段包括一級(jí)減速段2和二級(jí)減速段4，一級(jí)減速段2的上端入口連通入口段1，二級(jí)減速段4的下端出口連通主反應(yīng)段6 ;所述的穩(wěn)定