CN104118886B - 用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，包括电热分解装置和自动控制装置，电热分解装置包括下部法兰（1）、上部法兰（2）和筒体（3），下部法兰（1）和上部法兰（2）分别位于筒体（3）的两端，筒体（3）中部安装有电热管（4）；自动控制装置是一个位于筒体（3）的接线盒（6），接线盒（6）面板上设有电热管接线柱（7）和设备接地保护接线柱（8），电热管（4）的一端与电热管接线柱（7）连接。本发明中的尿素分解装置采用了分体化设计，便于电热管的安装、维护和检修。将大功率电热管直接安装于容易沉积结晶部位与传统的电热带保温方式相比能源利用率高，尿素分解效果好。

Description

用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置

技术领域

本发明涉及烟气脱硝设备技术领域，尤其涉及一种用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置。

背景技术

选择性催化还原（selectivecatalyticreduction）脱硝工艺是目前燃煤电厂的主要脱硝工艺，其原理是在一定温度和催化剂的作用下，还原剂有选择的把烟气中的NOx还原为无污染的N₂和水。目前工业应用的还原剂主要是氨或者是尿素，其中采用氨作为还原剂需要使用氨气蒸发供应系统，即先将液氨蒸发为氨气，然后通过氨气缓冲罐，然后再与空气（利用稀释风机输送）在混合器中混合，然后再进入喷氨格栅，最后再进入催化反应器进行反应。由于液氨在运输、贮存需要防火防爆等问题。在部分远离液氨生产的地区，电厂主要采用尿素制氨工艺提供脱硝所需的氨气。

尿素制氨工艺包括尿素水解制氨工艺和尿素热解制氨工艺。其中尿素热解制氨工艺由于工艺流程短、能耗低于尿素水解制氨工艺，因此在实际工程应用中逐渐开始推广起来。尿素热解制氨系统包括尿素仓储、卸料给料设备，尿素溶液制备及储存设备，尿素溶液的输送与循环设备，尿素溶液的剂量与分配装置，热解反应器（热解炉）。其中热解炉是尿素热解制氨的核心设备。而热解炉的长期可靠稳定运行是保证烟气脱硝系统有效运行的的基础。由于热解炉底部尾管与管道采用法兰连接，同时尾管与管路形成锥面，上大下小，在实际生产过程中经常出现以下问题：1）由于尿素未能充分热解造成底部尾管尿素积存过多，这将导致出口风量减小，系统供氨量不足，影响脱硝系统的效率和可靠性；2)可能由于尿素雾化空气质量差或雾化喷嘴故障，导致尿素溶液得不到雾化直接喷入尿素热解炉，则影响热解效果，尿素将直接沉积在热解炉底部尾管造成堵塞；3）热解炉及其出口管道的保温设计或施工不到位，致使混合气管道温度低于尿素分解产物的逆反应温度，在管道产生尿素结晶导致管路堵塞。由于其具体的设备结构导致在该处加装尿素热解装置的安装、检修、维护非常不便，而采用设备底部伴热带增温等措施由于热解炉采用金属结构因此热传导快，在加热过程中难达到尿素分解温度导致热量消耗大很效果差。因此有必要开发出一种安装、检修方便、热利用率高的尿素分解装置保证脱硝系统的长期可靠稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备结构简单、换热效率高、便于检修和维护、可以自控运行的用于烟气脱硝尿素热解炉的底部尾管尿素分解装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置包括电热分解装置和自动控制装置，电热分解装置包括下部法兰、上部法兰和筒体，下部法兰和上部法兰分别位于筒体的两端，筒体中部安装有电热管；自动控制装置是一个位于筒体的接线盒，接线盒面板上设有电热管接线柱和设备接地保护接线柱，电热管的一端与电热管接线柱连接。

电热管外部设有散热翅片，内部设有热电阻丝，热电阻丝四周填充有氧化镁粉。

电热管与筒体连接处，筒体外部的电热管的外侧设有电热管连接内罗柱，电热管与电热管连接内罗柱之间设有石棉盘根，石棉盘根两端设有陶瓷垫圈；电热管接线柱的尾部与热电阻丝连接，电热管接线柱与电热管连接处的间隙设有耐高温密封材料，连接处的电热管外侧设有压紧螺母，压紧螺母与电热管连接内罗柱的端部连接。

电热管的直径为6mm～12mm，散热翅片高度为管径的60%～100%，散热翅片的间距为2.5mm～3.5mm。

电热管及散热翅片的材质为耐尿素腐蚀的316L不锈钢厚壁钢管制造，为提高抗腐蚀能力，在加工过程中需要进行高温渗氮处理。

电热管的个数为大于等于三个，电热管的控制温度范围为170℃～190℃，高于尿素的分解温度161℃，以保证尿素不在热解炉底部尾管结晶沉积。为了降低能耗也可以间断运行，根据热风管道的风速信号进行控制，当结晶比较严重造成热风管路变窄风速增大或热风流量下降时开启电热分解装置，将热解炉尾部的尿素结晶分解。

电热管与筒体采用插接或其他分体式连接。

电热分解装置通过上下法兰与热解炉底部尾管和热风管路相连，从中部引出的电热管向上布置于热解炉底部尾管位置，电热管向上翻折到底部尾管处形成盘管，电热管与热解炉底部尾管器壁之间的间距为10mm～15mm。

本发明的积极效果如下：

本发明中的尿素分解装置采用了分体化设计，便于电热管的安装、维护和检修。将大功率电热管直接安装于容易沉积结晶部位与传统的电热带保温方式相比能源利用率高，尿素分解效果好。可以通过温度或流量（流速）信号自动加热降低了人工成本。电热管与主题采用插接，及填料密封，便于设备本体的检修与维护，石棉填料的采用也降低了电热管与筒体之间的热传导，提高了电热效率。

附图说明

图1是本发明的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置的主视图。

图2是本发明的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置的俯视图。

图3是本发明的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置的主视图的剖面图。

图4是本发明的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置的俯视图的剖面图。

图5是是电热管与筒体之间的插接结构示意图。

图6是尿素结晶热解装置的示意图。

1下部法兰、2上部法兰、3筒体、4电热管、5散热翅片、6接线盒、7电热管接线柱、8设备接地保护接线柱、9电阻丝、10、氧化镁粉、11电热管连接内罗柱、12石棉盘根、13陶瓷垫圈、14耐高温密封材料、15压紧螺母、16尿素热解炉、17本发明的尿素积垢消除装置。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例参见图1-6所示，这种用于烟气脱硝的尿素热解炉底部尾管的尿素分解装置，包括电加热本体部分和电气控制部分组成。在实际的运行过程中，尿素溶液在热解炉内雾化后在350℃～600℃的条件下分解，混有氨气、热空气和可能未分解的尿素通过热解炉底部尾管，尿素热解装置进入热风管道经过喷氨格栅进入催化剂层进行选择性催化还原脱硝反应。尿素分解装置可以根据热解炉底部的热电阻的测温信号来控制分解装置继电器的开合达到控制温度和分解尿素的目的。也可以根据热粉管道内热风的流量或（风速）控制分解装置间歇运行，当底部尾管沉积的尿素较多时，此时热风管道的流量会下降或者热风的流速会增加，在这种条件下接通分解装置的电源进行加热，加热一段时间后流量增大或风速降低时通过测量信号控制继电器断开电源。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，包括电热分解装置和自动控制装置，其特征在于：电热分解装置包括下部法兰（1）、上部法兰（2）和筒体（3），下部法兰（1）和上部法兰（2）分别位于筒体（3）的两端，筒体（3）中部安装有电热管（4）；自动控制装置是一个位于筒体（3）的接线盒（6），接线盒（6）面板上设有电热管接线柱（7）和设备接地保护接线柱（8），电热管（4）的一端与电热管接线柱（7）连接。

2.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：所述的电热管（4）外部设有散热翅片（5），内部设有热电阻丝（9），热电阻丝四周填充有氧化镁粉（10）。

3.如权利要求2所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：电热管（4）与筒体（3）连接处，筒体（3）外部的电热管（4）的外侧设有电热管连接内罗柱（11），电热管（4）与电热管连接内罗柱（11）之间设有石棉盘根（12），石棉盘根（12）两端设有陶瓷垫圈（13）；电热管接线柱（7）的尾部与热电阻丝（9）连接，电热管接线柱（7）与电热管（4）连接处的间隙设有耐高温密封材料（14），连接处的电热管（4）外侧设有压紧螺母（15），压紧螺母（15）与电热管连接内罗柱（11）的端部连接。

4.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：所述电热管（4）的直径为6mm～12mm，散热翅片（5）高度为管径的60%～100%，散热翅片（5）的间距为2.5mm～3.5mm。

5.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：电热管（4）及散热翅片（5）的材质为耐尿素腐蚀的316L不锈钢厚壁钢管制造，并且在加工过程中需要进行高温渗氮处理。

6.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：电热管（4）的个数为大于等于三个，电热管（4）的控制温度范围为170℃～190℃。

7.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：电热管（4）与筒体（3）采用插接或其他分体式连接。

8.如权利要求1所述的用于烟气脱硝尿素热解炉底部尾管的尿素积垢消除装置，其特征在于：电热分解装置通过上下法兰与热解炉底部尾管和热风管路相连，从中部引出的电热管（4）向上布置于热解炉底部尾管位置，电热管（4）向上翻折到底部尾管处形成盘管，电热管（4）与热解炉底部尾管器壁之间的间距为10mm～15mm。