CN110127723A - 一种防止尾部结晶的尿素热解反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，包括依次设置的反应器进口段、反应器本体和反应器出口段，反应器进口段与反应器本体之间设有一变径段，反应器本体上部从上至下依次设置有整流装置和管栅，尿素溶液喷枪从外部伸入到反应器本体内部，且尿素溶液喷枪设置在管栅的下方，稀释风管道连接有两根稀释风支管，两根稀释风支管分别接入到反应器本体下部，稀释风支管靠近反应器本体处均设有除盐水喷嘴和支路阀门。本发明通过设置整流装置、管栅和稀释风支管增加热解反应器截面上的稀释风速度场和温度场的均匀分布，提高反应器下部的反应温度，有利于尿素的完全分解，避免因反应温度不足而在尾部产生结晶。
Description
技术领域
本发明涉及尿素热解反应领域，尤其是一种防止尾部结晶的尿素热解反应器。
背景技术
尿素的分解主要在热解反应器中进行，热解反应器是一个内部全空的容器，热空气从入口段进入，尿素经过一个提供完全分配的喷射器注入到热空气中反应。目前，尿素热解技术已经成功应用到国内几十台发电机组的脱硝系统中。然而在实际运行中，结晶却成了几乎每一套热解装置都会遇到的问题。如山西电厂尿素热解装置出现的严重结晶，大量的结晶附着在热解室内壁，严重的影响了整个热解系统的正常运转，一方面热空气在热解室内无法均匀流动，阻碍了温度的分布，使热解室无法达到满足尿素分解所需的温度条件；另一方面大量的结晶占用了热解室内的空间，使尿素溶液在完全分解之前就沾附到结晶物上，形成新的结晶层，无法继续分解。恶性循环之下，整个热解室都可能会完全堵塞，从而引起严重事故。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，通过设置整流装置、管栅和稀释风支管增加热解反应器截面上的稀释风速度场和温度场的均匀分布，提高反应器下部的反应温度，有利于尿素的完全分解，避免因反应温度不足而在尾部产生结晶。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，包括反应器进口段、反应器本体和反应器出口段，反应器进口段和反应器出口段分别设置在反应器本体的顶端和底端；所述反应器进口段远离反应器本体的一端连接稀释风管道，反应器进口段与反应器本体之间设有一变径段，所述变径段与反应器进口段连接处的直径小于变径段与反应器本体连接处的直径；反应器本体上部从上至下依次设置有整流装置和管栅，且整流装置与管栅之间紧密连接；若干个尿素溶液喷枪从外部伸入到反应器本体内部，且尿素溶液喷枪设置在管栅的下方；所述稀释风管道连接有两根稀释风支管，两根稀释风支管分别接入到反应器本体下部，且两根稀释风支管之间有高度差，稀释风支管靠近反应器本体处均设有除盐水喷嘴和支路阀门，且支路阀门位于除盐水喷嘴与反应器本体之间。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，整流装置由若干行耐高温钢板整流片组成，其中，奇数行的耐高温钢板整流片与偶数行的耐高温钢板整流片方向相反，每个方向的耐高温钢板整流片数量均为n，每片耐高温钢板整流片与水平方向的锐角夹角均为θ，同一行中相邻耐高温钢板整流片之间的水平距离为L，每片耐高温钢板整流片的宽度为m，整流装置的总高度为H。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，耐高温钢板整流片的宽度m与反应器本体的直径之比值为1/6～1/10，耐高温钢板整流片与水平方向夹角θ为45°～60°，相邻耐高温钢板整流片之间的水平距离L为60mm～150mm，整流装置的高度H为200mm～500mm。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，管栅包括两横排上下错位布置的圆管。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，两根稀释风支管均在反应器本体距底部1/3处至反应器本体底部之间接入到反应器本体内。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，变径段、整流装置、管栅为同心设置，且其中心线沿反应器本体的轴线方向。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，整流装置、管栅与反应器本体的内壁至少部分相连。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，反应器本体内还设置有压力检测器，所述压力检测器与支路阀门连接。
进一步的，本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器，两根稀释风支管在反应器本体的两侧对称接入。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器通过在上部设置整流装置和管栅，有效增加热解反应器截面上的稀释风速度场和温度场的均匀分布，有利于尿素的完全分解；
2、本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器通过设置稀释风支管并接入反应器下部，将稀释风直接引入反应器下部，提高热解反应器的下部反应温度，提高尿素的分解，有效避免因反应温度不足而在尾部产生结晶；
3、本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器通过上部整流和下部提高反应温度，提高了热解反应效率，保证了尿素热解反应器的可靠性。
附图说明
图1是本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器的结构示意图；
图2是本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器的整流装置结构示意图；
图3是本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器的整流装置A-A截面示意图；
图4是本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器的整流装置B-B截面示意图；
图5是本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器的管栅结构示意图。
附图标记含义：1：反应器本体，2：反应器进口段，3：变径段，4：整流装置，5：管栅，6：尿素溶液喷枪，7：稀释风支管，8：除盐水喷嘴，9：支路阀门，10：反应器出口段，11：稀释风管道，12：耐高温钢板整流片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，包括反应器进口段2、反应器本体1和反应器出口段10，反应器进口段2和反应器出口段10分别设置在反应器本体1的顶端和底端；所述反应器进口段2远离反应器本体1的一端连接稀释风管道11，反应器进口段2与反应器本体1之间设有一变径段3，所述变径段3与反应器进口段2连接处的直径小于变径段3与反应器本体1连接处的直径；
反应器本体1上部从上至下依次设置有整流装置4和管栅5，且整流装置4与管栅5之间紧密连接；若干个尿素溶液喷枪6从外部伸入到反应器本体1内部，且尿素溶液喷枪6设置在管栅5的下方；所述稀释风管道11连接有两根稀释风支管7，两根稀释风支管7分别接入到反应器本体1下部，且两根稀释风支管7之间有高度差，稀释风支管7靠近反应器本体1处均设有除盐水喷嘴8和支路阀门9，且支路阀门9位于除盐水喷嘴8与反应器本体1之间。
实施例1
一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，如图1所示，包括反应器进口段2、反应器本体1和反应器出口段10，反应器进口段2和反应器出口段10分别设置在反应器本体1的顶端和底端。
所述反应器进口段2远离反应器本体1的一端连接稀释风管道11，反应器进口段2与反应器本体1之间设有一变径段3，所述变径段3与反应器进口段2连接处的直径小于变径段3与反应器本体1连接处的直径。
反应器本体1上部从上至下依次设置有整流装置4和管栅5，且整流装置4与管栅5之间紧密连接。其中，如图2、图3、图4所示，整流装置4由若干行耐高温钢板整流片12组成，其中，奇数行的耐高温钢板整流片12与偶数行的耐高温钢板整流片12方向相反，每个方向的耐高温钢板整流片12数量均为n，每片耐高温钢板整流片12与水平方向的锐角夹角均为θ，θ为45°～60°；同一行中相邻耐高温钢板整流片12之间的水平距离为L，L为60mm～150mm；每片耐高温钢板整流片12的宽度为m，宽度m与反应器本体1的直径之比值为1/6～1/10；整流装置4的总高度为H，H为200mm～500mm。，如图5所示，管栅5包括两横排上下错位布置的圆管。同时，变径段3、整流装置4、管栅5为同心设置，且其中心线沿反应器本体1的轴线方向。整流装置4、管栅5与反应器本体1的内壁至少部分相连。
若干个尿素溶液喷枪6从外部伸入到反应器本体1内部，且尿素溶液喷枪6设置在管栅5的下方。
所述稀释风管道11连接有两根稀释风支管7，两根稀释风支管7均在反应器本体1距底部1/3处至反应器本体1底部之间接入到反应器本体1内，且两根稀释风支管7在反应器本体1的两侧对称接入，两根稀释风支管7之间有高度差。稀释风支管7靠近反应器本体1处均设有除盐水喷嘴8和支路阀门9，且支路阀门9位于除盐水喷嘴8与反应器本体1之间。
反应器本体1内还设置有压力检测器，所述压力检测器与支路阀门9连接。
本发明的防止尾部结晶的尿素热解反应器通过上部的整流装置和管栅，可以增加热解反应器截面上的稀释风速度场和温度场的均匀分布，有利于尿素的完全分解；同时在稀释风管道上设置稀释风支管，分别接入尿素热解反应器的下部，将稀释风直接引入反应器下部，从而提高热解反应器下部的反应温度，增加尿素热解反应器下部尿素的分解，有效避免因反应温度不足而在尾部产生结晶。综上所述，通过上部的整流和下部的提高反应温度，很大程度上提高了尿素热解反应器的可靠性。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，包括反应器进口段(2)、反应器本体(1)和反应器出口段(10)，反应器进口段(2)和反应器出口段(10)分别设置在反应器本体(1)的顶端和底端；所述反应器进口段(2)远离反应器本体(1)的一端连接稀释风管道(11)，反应器进口段(2)与反应器本体(1)之间设有一变径段(3)，所述变径段(3)与反应器进口段(2)连接处的直径小于变径段(3)与反应器本体(1)连接处的直径；
反应器本体(1)上部从上至下依次设置有整流装置(4)和管栅(5)，且整流装置(4)与管栅(5)之间紧密连接；若干个尿素溶液喷枪(6)从外部伸入到反应器本体(1)内部，且尿素溶液喷枪(6)设置在管栅(5)的下方；所述稀释风管道(11)连接有两根稀释风支管(7)，两根稀释风支管(7)分别接入到反应器本体(1)下部，且两根稀释风支管(7)之间有高度差，稀释风支管(7)靠近反应器本体(1)处均设有除盐水喷嘴(8)和支路阀门(9)，且支路阀门(9)位于除盐水喷嘴(8)与反应器本体(1)之间。
2.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，整流装置(4)由若干行耐高温钢板整流片(12)组成，其中，奇数行的耐高温钢板整流片(12)与偶数行的耐高温钢板整流片(12)方向相反，每个方向的耐高温钢板整流片(12)数量均为n，每片耐高温钢板整流片(12)与水平方向的锐角夹角均为θ，同一行中相邻耐高温钢板整流片(12)之间的水平距离为L，每片耐高温钢板整流片(12)的宽度为m，整流装置(4)的总高度为H。
3.根据权利要求2所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，耐高温钢板整流片(12)的宽度m与反应器本体(1)的直径之比值为1/6～1/10，耐高温钢板整流片(12)与水平方向夹角θ为45°～60°，相邻耐高温钢板整流片(12)之间的水平距离L为60mm～150mm，整流装置(4)的高度H为200mm～500mm。
4.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，管栅(5)包括两横排上下错位布置的圆管。
5.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，两根稀释风支管(7)均在反应器本体(1)距底部1/3处至反应器本体(1)底部之间接入到反应器本体(1)内。
6.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，变径段(3)、整流装置(4)、管栅(5)为同心设置，且其中心线沿反应器本体(1)的轴线方向。
7.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，整流装置(4)、管栅(5)与反应器本体(1)的内壁至少部分相连。
8.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，反应器本体(1)内还设置有压力检测器，所述压力检测器与支路阀门(9)连接。
9.根据权利要求1所述的防止尾部结晶的尿素热解反应器，其特征在于，两根稀释风支管(7)在反应器本体(1)的两侧对称接入。
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