CN112239219A - 尿素水解制氨设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尿素水解制氨设备，其包括反应釜、加热盘管和分离器；在反应釜内腔底部设有加热盘管；反应釜顶部设有分离器；分离器包括旋风分离管、出气管、进气管；旋风分离管竖直密封穿过反应釜顶部壳体；旋风分离管的顶部管口置于反应釜外，在反应釜外的旋风分离管管壁上设有出气管；在旋风分离管内设有孔板和上装式波形板分离器；在反应釜内的旋风分离管的管壁上设有进气管。优点在于：结构简单，使用方便，易于维护，与现有技术相比，利用气体和液体的密度不同，通过离心力分离和填料分离两种原理相结合的方式，使氨气产品气与所夹带的液滴分离，进而达到输出的物质为气体状态，减少后续管道、设备的电离腐蚀。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用尿素水解生成的氨气使火电厂燃煤烟气脱硝的水解反应器，具体涉及一种尿素水解制氨设备。
背景技术：
烟气脱硝，是指将高温燃烧后(包括燃煤锅炉、燃油燃气锅炉以及一些工业炉)烟气中所含的有害物质—NOX脱除的技术，包括SCR和SNCR两种主要技术流派，其中SCR是烟气脱硝的主流技术。所谓SCR技术，是指在锅炉的省煤器和空预器之间设置SCR反应器，在反应器内安装催化剂，在反应器之前的烟道截面内喷入还原剂(含氨气体)，还原剂与NOX在催化剂表面上发生反应脱除NOX。
SCR烟气脱硝所使用的还原剂从根本上来说是氨气，需要在现场设置一套能够持续生产氨气的装置。从原料上来看，氨气制备系统可以分为无水液氨系统、氨水系统和尿素系统。其中使用液氨蒸发制备氨气的系统最为常用，原因是其投资最便宜，运输、使用成本也最低，但液氨系统存在重大的安全隐患，特别是它的运输和存储过程，液氨泄漏带来的危害非常大，安全事故屡见不鲜；氨水系统的投资、运行以及运输成本都很高，比液氨安全一些，但仍有一定的安全隐患；尿素系统的投资及运行成本与液氨系统相比较高，但运输成本相当，并且尿素系统基本上没有安全隐患，是最安全的氨气制备技术。
目前商业化应用的有尿素水解工艺，水解由于采用电厂较为丰富的蒸汽作为热源，能耗较低。但目前的水解器存在气液夹杂输出情况，会造成输氨管线腐蚀严重，迫切需要一种能将气液进行良好分离的分离器。商业化的分离器的分离原理有重力沉降分离、折流分离、离心力分离、填料分离、丝网分离、超滤分离，都是单一分离，分离效果都欠佳。
发明内容：
针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种物料和能源的有效利用，实现气液高效分离，减少对后续管道、设备电离腐蚀的尿素水解制氨设备。
本发明由如下技术方案实施：尿素水解制氨设备，其包括反应釜、加热盘管和分离器，在所述反应釜内腔底部设有所述加热盘管；在所述反应釜侧壁上设有加液口；在所述反应釜底部设有排污口；所述反应釜顶部设有所述分离器；所述分离器包括旋风分离管、出气管、进气管；所述旋风分离管竖直密封穿过所述反应釜顶部壳体；所述旋风分离管的顶部管口置于所述反应釜外，在所述旋风分离管的顶部管口上设有封头；在所述反应釜外的所述旋风分离管管壁上设有所述出气管；在所述出气管下方的所述旋风分离管内由上到下依次设有孔板和上装式波形板分离器；所述旋风分离管的底部管口置于所述反应釜内，在所述反应釜内的所述旋风分离管的管壁上设有所述进气管，所述进气管与所述旋风分离管相切设置。
优选的，所述进气管置于所述加液口上方。
优选的，在所述进气管下方的所述旋风分离管的管壁上固定设有固定架；所述固定架与所述反应釜内壁固定连接。
本发明的优点：结构简单，使用方便，易于维护，与现有技术相比，利用气体和液体的密度不同，通过离心力分离和填料分离两种原理相结合的方式，使氨气产品气与所夹带的液滴分离，进而达到输出的物质为气体状态，减少后续管道、设备的电离腐蚀。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是分离器的结构示意图。
图3为图2的A部分局部放大示意图。
反应釜1、加液口11、排污口12、安全阀13、加热盘管2、蒸汽进口21、蒸汽出口22、分离器3、旋风分离管31、出气管32、进气管33、固定板34、支耳35、方法兰36、封头4、孔板5、上装式波形板分离器6、固定架7、固定筒71、连接杆72、压力变送器8、雷达液位计9、温度传感器10。
具体实施方式：
实施例：如图1至3所示，尿素水解制氨设备，其包括反应釜1、加热盘管2和分离器3；在反应釜1内腔底部设有加热盘管2，加热盘管2的蒸汽进口21和蒸汽出口22置于反应釜1外侧；在反应釜1侧壁上设有加液口11；在反应釜1底部设有排污口12；反应釜1顶部设有分离器3和安全阀13；分离器3包括旋风分离管31、出气管32、进气管33；旋风分离管31竖直密封穿过反应釜1顶部壳体；旋风分离管31的顶部管口置于反应釜1外，在旋风分离管31的顶部管口上设有封头4；在反应釜1外的旋风分离管31管壁上设有出气管32；在出气管32下方的旋风分离管31内由上到下依次设有孔板5和上装式波形板分离器6；在孔板5边缘上方设有起到加固作用的固定板34，固定板34通过螺栓固定在旋风分离管31内，并压在孔板5上；在沿旋风分离管31内壁上、延圆周均匀水平固定设有支撑上装式波形板分离器6的支耳35，上装式波形板分离器6放置在支耳35上；旋风分离管31的底部管口置于反应釜1内，在反应釜1内的旋风分离管31的管壁上设有矩形的进气管33；矩形的进气管33与旋风分离管31相切设置，在矩形的进气管33外侧的管口上设有方法兰36；进气管33置于加液口11上方；在进气管33下方的旋风分离管31的管壁上固定设有固定架7，固定架7包括套装在旋风分离管31外侧的固定筒71，固定筒71通过螺栓与旋风分离管31固定连接，在固定筒71外壁上固定设有连接杆72，连接杆72与反应釜1内壁固定连接，固定架7起到排除旋风分离器下方摇摆的可能。
反应釜1壳体上至少含有两个压力变送器8、两个雷达液位计9、两个温度传感器10，实时对反应釜1内部的压力、液位、温度进行安全阀监控。
使用说明：第一步，通过加液口11将质量百分比40-60％的尿素溶液打入到反应釜1中，当液位达到反应釜1直径的一半时停止注入尿素溶液。
第二步，通过蒸汽进口21将160-180℃的饱和蒸汽注入到换热盘管2中进行换热，换热完的蒸汽通过蒸汽出口22排出。
第三步，当反应釜1内溶液温度加热到130-150℃时，开始有氨气生成。
第四步，生成的氨气产品气进入到旋风分离管31中，进行一次离心气液分离，一次离心气液分离后的氨气依次经过上装式波形板分离器6和孔板5进行二次填料气液分离，使氨气产品气与所夹带的液滴分离，进而达到输出的物质为气体状态，最终通过出气管32输出，减少对后续管道、设备的电离腐蚀。
因尿素中含有的杂质及反应过程中产生污染物，所以需要定时清理反应釜1中的固体、沉积物和其他污染物，使其保持到最小值，反应釜1需要定期进行底部排污，将排污液从排污口12排出。
Claims (3)
1.尿素水解制氨设备，其特征在于，其包括反应釜、加热盘管和分离器；在所述反应釜内腔底部设有所述加热盘管；在所述反应釜侧壁上设有加液口；在所述反应釜底部设有排污口；所述反应釜顶部设有所述分离器；所述分离器包括旋风分离管、出气管、进气管；所述旋风分离管竖直密封穿过所述反应釜顶部壳体；所述旋风分离管的顶部管口置于所述反应釜外，在所述旋风分离管的顶部管口上设有封头；在所述反应釜外的所述旋风分离管管壁上设有所述出气管；在所述出气管下方的所述旋风分离管内由上到下依次设有孔板和上装式波形板分离器；所述旋风分离管的底部管口置于所述反应釜内，在所述反应釜内的所述旋风分离管的管壁上设有所述进气管，所述进气管与所述旋风分离管相切设置。
2.根据权利要求1所述的尿素水解制氨设备，其特征在于，所述进气管置于所述加液口上方。
3.根据权利要求1或2任一所述的尿素水解制氨设备，其特征在于，在所述进气管下方的所述旋风分离管的管壁上固定设有固定架；所述固定架与所述反应釜内壁固定连接。
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