CN106902665A - 一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，在尿素溶解罐内底部环向敷设有蒸汽加热盘管，在尿素溶解罐内设置有尿素溶解自搅拌排管；尿素溶解自搅拌排管的入口与尿素溶解泵的出口相接；在尿素溶解罐顶部的尿素溶解自搅拌排管周边的尿素溶解罐上径向均布设置有多个尿素颗粒进料分布管，每一尿素颗粒进料分布管的出口下端可径向均布多个向下倾斜的进料分支管，每个进料分支管上均设置有垂直向下的切向开口槽。本系统可使尿素颗粒均匀进料，易于尿素的扩散；具备自搅拌功能，可取代尿素溶解机电搅拌器，简化工艺控制及减少故障点，有效降低投资和维护成本、运行安全可靠，可广泛应用于尿素溶液制备系统中。
Description
技术领域
本发明属于适用于大型电站锅炉、余热锅炉等环保烟气处理领域，涉及脱硝系统中还原剂尿素溶液的制备技术，尤其涉及一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统。
背景技术
为应对日益严苛的环保要求，降低NOx的排放，烟气脱硝技术应运而生。目前烟气脱硝方法主要通过低氮燃烧技术在源头控制NOx的生成，然后采用选择性催化还原法(SCR)或非选择性催化还原法(SNCR)使还原剂与烟气中的NOx反应，生成N2和H2O，从而降低NOx的排放浓度。脱硝系统中使用的还原剂主要为尿素、液氨和氨气，而尿素以其较高的安全可靠性得到越来越多的应用。
传统的尿素溶液制备工艺为：向尿素溶解罐中注入一定量的除盐水，通过蒸汽加热盘管或者电加热装置将除盐水加热至一定温度，然后开启尿素溶解罐机电搅拌器和尿素溶解泵，通过尿素料仓或者尿素槽车气力输送的方式经单个直管向尿素溶解罐中注入尿素颗粒；在搅拌器的不断搅动作用下，尿素溶液通过尿素溶解泵回流至尿素溶解罐管线上安装的密度计监测溶液的密度，最终配制成特定浓度的尿素溶液。
此工艺存在的问题为：1、在尿素溶解过程中需使用机电搅拌器，不仅增加了设备购置和箱体顶部加固带来的投资成本，而且增加了设备运行及日常维护带来的检修成本；2、搅拌器的搅拌作用仅在叶轮附近有较大的扰动力，离叶轮越远，搅拌作用越差；而且，搅拌器的存在使得工艺控制较为复杂，不利于控制及操作的优化，且搅拌器为单一设置，无备用，对系统的可靠运行增加了潜在的故障点；3、尿素颗粒为单一的直管进料，尿素颗粒分散不均，不利于尿素的溶解；4、每座尿素溶解罐常规设置两台尿素溶解泵，一运一备设置，传统工艺未充分利用现有设备，造成了浪费。
通过公开专利文献检索，发现如下两篇相关专利文献：
1、一种尿素反应釜的搅拌装置(CN203425808U)，包括驱动装置、搅拌轴和桨叶，所述驱动装置连接有搅拌轴，搅拌轴的另一端设有桨叶，所述桨叶为半圆弧形，所述桨叶上设有加强杆，所述加强杆固定在搅拌轴上，所述搅拌轴、桨叶和加强杆设有防腐层；实现结构简单，可以变换桨叶和加强杆的结构形状，有效的充分的进行搅拌，并且可以防止搅拌装置的腐蚀，增长其使用寿命。
2、一种尿素水溶液脱蜡反应器搅拌装置(CN201711105U)，它是由轴、叶片、刮板所组成，通过将叶片结构为菱形结构，均匀分布在轴上，叶片间距为菱形短对角线长度的8-12倍，菱形的长短对角线长度比为5∶2，其叶片短对角面与轴向成35°角；在菱形叶片的顶端设置有刮板，刮板与轴向平行，刮板的长度为叶片间距的1.5-3倍的方法，可以有效地克服老式产品存在的缺陷。
通过技术特征的对比，上述公开专利文献于本发明申请的发明目的及技术方案不相同，不会影响本发明申请的创造性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，实现无机电搅拌器的尿素溶解自动搅拌功能，同时兼有尿素颗粒均匀进料的特点，保证尿素溶解罐的正常工作。
本发明所实现目的的技术方案为：
一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，在尿素溶解罐内底部环向敷设有蒸汽加热盘管，在尿素溶解罐内设置有尿素溶解自搅拌排管，该尿素溶解自搅拌排管在尿素溶解罐内部分径向连通固装有单层或者多层的尿素溶解自搅拌支管，在每一尿素溶解自搅拌支管上均布设置有喷嘴；尿素溶解自搅拌排管的入口与尿素溶解泵的出口相接，其间的回流管线上设置有密度计及尿素溶液回流阀门；尿素溶解泵的入口与尿素溶解罐连通，在尿素溶解泵与尿素溶解罐连通的管路上还设置有溶解泵吸入口阀门，尿素溶解泵的出口通过储存罐阀门连通尿素溶液储存罐；在尿素溶解罐顶部的尿素溶解自搅拌排管周边的尿素溶解罐上径向均布设置有多个尿素颗粒进料分布管，每一尿素颗粒进料分布管的出口下端径向均布多个向下倾斜的进料分支管，每个进料分支管上均设置有垂直向下的切向开口槽。
而且，所述尿素溶解泵通过两条分支管路与尿素溶解罐相连，该两条分支管路上的尿素溶解泵均设置有溶解泵吸入口阀门。
而且，所述尿素溶解自搅拌支管设置的喷嘴与尿素溶解自搅拌支管呈向下的倾斜角度
而且，所述每个进料分支管上所设置的垂直向下的切向开口槽，该切向开口槽沿尿素颗粒流动方向，切向开口槽的尺寸成锥形逐渐增大。
而且，所述尿素溶解自搅拌排管设置在尿素溶解罐内的中轴部位。
本发明的优点和积极效果是：
1、本系统无需机电搅拌器，可充分利用现有设备提供动力的自搅拌装置，提高了脱硝系统的整体经济性，进一步优化及简化了工艺控制，使得系统运行的可靠稳定性增强。
2、本系统使尿素颗粒均匀进料，易于尿素的扩散；具备自搅拌功能，可取代尿素溶解机电搅拌器，由此简化了工艺控制及减少故障点，有效降低了投资和维护成本，运行安全可靠，可广泛应用于尿素溶液制备系统中。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为图1的A-A向截面剖视图；
图3为图1的尿素颗粒进料分布管支管开口示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能一次限定本发明的保护范围。
一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，该系统的结构是：
参见图1、2、3，在尿素溶解罐5内底部环向敷设有蒸汽加热盘管11，在尿素溶解罐内设置有尿素溶解自搅拌排管4，该尿素溶解自搅拌排管在尿素溶解罐内部分径向连通固装有单层或者多层的尿素溶解自搅拌支管12，在每一尿素溶解自搅拌支管上均布设置有倾斜向下的喷嘴13，喷嘴的规格根据实际流量选定，喷嘴的数量则由搅拌强度和尿素溶解罐尺寸确定。本实施例附图中，所述尿素溶解自搅拌支管为上下的两排，且每排尿素溶解自搅拌支管为径向均布的四根。
尿素溶解自搅拌排管的入口与尿素溶解泵9的出口相接，其间的回流管线上设置有密度计6及尿素溶液回流阀门7，尿素溶解泵的入口与尿素溶解罐连通，在尿素溶解泵与尿素溶解罐连通的管路上还设置有溶解泵吸入口阀门10，尿素溶解泵的出口通过储存罐阀门8连通尿素溶液储存罐。本实施例附图中，所述尿素溶解泵为两个，即尿素溶解泵通过两条分支管路与尿素溶解罐相连，该两条分支管路上的尿素溶解泵均设置有溶解泵吸入口阀门；(在具体项目中，大多数设两台尿素溶解泵，一运一备；个别的会设置一台，即无备用；或三台，一运两备，实施例中的两台应不能限定发明的内容)
在尿素溶解罐顶部的尿素溶解自搅拌排管周边的尿素溶解罐上径向均布设置有多个尿素颗粒进料分布管2，每一该尿素颗粒进料分布管的入口与外界的尿素料仓或气力输送槽车相连，每一尿素颗粒进料分布管的出口下端径向均布多个向下倾斜的进料分支管3，每个进料分支管上均设置有垂直向下的切向开口槽14，参见图3，该切向开口槽沿尿素颗粒流动方向，切向开口槽的尺寸成锥形逐渐增大，以使尿素颗粒的进料能够在进料分支管上分布均匀。
在尿素溶解罐上还安装有排风扇1及常规的温度及液位指示仪表。
较优的，所述尿素溶解自搅拌排管设置在尿素溶解罐内的中轴部位。
本发明中使用的阀门最好为电动阀门。
本发明的工作原理是：
在尿素溶解期间，开启尿素溶液回流阀门，关闭储存罐阀门，尿素溶解泵通过尿素溶解自搅拌排管回流至尿素溶解罐内；当尿素配制完成后，开启储存罐阀门，关闭尿素溶液回流阀门，尿素溶液输送至尿素溶液储存罐内。在尿素回流管线上可根据制备工艺需要安装密度计，以监测尿素溶液的密度。
本发明采用上述制备装置进行尿素溶液制备的具体工艺为：
⑴打开厂区除盐水阀门，向尿素溶解罐内注入一定量的除盐水，打开蒸汽加热盘管阀门，将除盐水加热至70℃以上，然后将蒸汽阀门自动联锁，控制溶液的温度不低于50℃。
⑵关闭尿素溶液至尿素溶液储存罐的阀门，开启尿素溶解泵及出口至尿素溶解自搅拌排管的阀门，保持尿素溶解泵通过尿素溶解自搅拌排管回流至尿素溶解罐的管路畅通。
⑶回流管路中如安装有密度计，则需开启密度计前后的阀门，关闭其旁路阀门；开启排风扇，防止尿素溶解罐在尿素制备过程中形成过高正压。
⑷通过尿素料仓或气力输送槽车向尿素溶解罐内注入尿素颗粒，尿素颗粒经尿素颗粒进料分布管均匀的分布进料，避免单一直管进料过于集中不易分散的不足；在尿素颗粒加入过程中，尿素溶解泵不断吸入位于尿素溶解罐底部的温度较高、密度较低的溶液，经尿素溶解自搅拌排管回流至上层温度较低、尿素密度较高的区域，尿素溶液经尿素溶解自搅拌排管上的喷嘴喷射而出，由于每层喷嘴均为倾斜向下布置，由喷嘴流出的溶液具有较大的斜向冲击力，在每层喷嘴的协同作用下，尿素溶液沿冲击力方向做环向运动，加快了尿素溶液的掺混和扰动，提高了尿素溶解的速度，同时，多层均布的自搅拌排管能使尿素溶液充分的掺混，更易形成密度均一的溶液。
⑸通过回流管线上的密度计或其他测量装置，实时观察尿素溶液的密度或组成，当配置完成特定浓度或组分的尿素溶液后，开启尿素溶液至尿素溶液储存罐的阀门，关闭尿素溶解泵的回流阀门，将尿素溶液输送至尿素溶液储存罐备用。
⑹依次关闭加热蒸汽阀门、尿素溶解泵及排风扇，冲洗尿素溶液管线，此时，尿素溶液制备完成。
本发明中所使用的设备，如无特殊说明，均为本领域内的常用设备，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域内的常规方法。
Claims (5)
1.一种脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，其特征在于：在尿素溶解罐内底部环向敷设有蒸汽加热盘管，在尿素溶解罐内设置有尿素溶解自搅拌排管，该尿素溶解自搅拌排管在尿素溶解罐内部分径向连通固装有单层或者多层的尿素溶解自搅拌支管，在每一尿素溶解自搅拌支管上均布设置有喷嘴；尿素溶解自搅拌排管的入口与尿素溶解泵的出口相接，其间的回流管线上设置有密度计及尿素溶液回流阀门；尿素溶解泵的入口与尿素溶解罐连通，在尿素溶解泵与尿素溶解罐连通的管路上还设置有溶解泵吸入口阀门，尿素溶解泵的出口通过储存罐阀门连通尿素溶液储存罐；在尿素溶解罐顶部的尿素溶解自搅拌排管周边的尿素溶解罐上径向均布设置有多个尿素颗粒进料分布管，每一尿素颗粒进料分布管的出口下端径向均布多个向下倾斜的进料分支管，每个进料分支管上均设置有垂直向下的切向开口槽。
2.根据权利要求1所述的脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，其特征在于：所述尿素溶解泵通过两条分支管路与尿素溶解罐相连，该两条分支管路上的尿素溶解泵均设置有溶解泵吸入口阀门。
3.根据权利要求1所述的脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，其特征在于：所述尿素溶解自搅拌支管设置的喷嘴与尿素溶解自搅拌支管呈向下的倾斜角度。
4.根据权利要求1所述的脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，其特征在于：所述每个进料分支管上所设置的垂直向下的切向开口槽，该切向开口槽沿尿素颗粒流动方向，切向开口槽的尺寸成锥形逐渐增大。
5.根据权利要求1至4任一项所述的脱硝系统还原剂尿素溶液制备的自搅拌系统，其特征在于：所述尿素溶解自搅拌排管设置在尿素溶解罐内的中轴部位。
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