CN112340751A - 一种尿素热解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尿素热解系统，涉及锅炉烟气处理技术领域，包括进料机构、加热炉机构、预热机构以及压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路；所述进料机构管路连接所述压缩空气管路；所述预热机构管路连接所述湿热空气管路；所述加热炉机构包括可旋转的炉体以及加热器；所述进料机构、压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路均管道连通所述炉体的内腔；所述压缩空气管路能够将进料机构输送的尿素用压缩空气吹入所述炉体的内腔，所述氨气管路可输出炉体的内腔产生的氨气，所述湿热空气管路能够将湿空气加热并输入所述炉体的内腔，所述加热器可加热所述炉体。本发明系统结构设置合理，节省能源、操作方便、系统不易堵塞、占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉烟气处理技术领域，尤其是涉及一种尿素热解系统。
背景技术
随着国内的经济发展，燃煤电厂锅炉及工业窑炉等排放的烟气对大气环境的污染也日益严重，城市雾霾天气也急剧增多，受到全社会的广泛关注。为此，国家陆续制定了更加严格的燃煤电厂锅炉及工业窑炉烟气排放标准，目的是减弱此类企业烟气的排放对大气环境的影响。
为维持企业的正常生产，保证燃煤电厂锅炉及工业窑炉等排放的烟气中氮氧化物稳定达标，锅炉烟气脱硝技术SCR和SNCR在全国燃煤电厂及工业窑炉已全面普及。这些技术的广泛应用，大大减少了烟气中氮氧化物的排放，改善了周边的大气环境，为杜绝雾霾作出了极大贡献。
SCR和SNCR系统中，常用的还原剂通常有液氨、氨水和尿素。其中，液氨易燃易爆，受地域限制，安全应用条件要求苛刻，限制了它在工业中的大量应用；近年，为避免生产事故的发生，浓度大于10％氨水也列入了危险化学品的名单，安全应用条件也日益严格。虽然，浓度小于10％的氨水为一般化学品，但在实际应用中，尚存在使用量大，运输不便的问题。这样，SCR和SNCR系统选用还原剂时，尿素必然成为生产厂家的首选。
无论是液氨、氨水，还是尿素，都要转化成氨气才能为SCR和SNCR系统利用。
目前，由尿素制备氨气的技术主要是尿素溶液喷雾热解和尿素溶液汽提。汽提工艺要求操作压力高，系统笨重复杂，一般很少应用。目前，由尿素制备氨气常用的是尿素溶液喷雾热解工艺。
尿素溶液喷雾热解的过程主要是尿素溶解成溶液，然后进入热解炉进行喷雾热解。热解工艺涉及的设备主要为尿素溶液制备系统、尿素溶液输送系统、喷雾系统、热风加热系统、热解系统等。热解室要求温度高(热风温度要求600℃以上)，风量大，要求工艺条件较为苛刻，设计或操作不当，很容易造成系统结晶堵塞。鉴于此，本专利设备采用尿素颗粒直接热解工艺，摒弃了传统的先制备成溶液再进行热解的工艺路线，使得系统构成更简单、节省能源、操作方便、系统不会堵塞、占地面积大大减少。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种尿素热解系统，包括进料机构、加热炉机构、预热机构以及压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路；所述进料机构管路连接所述压缩空气管路；所述预热机构管路连接所述湿热空气管路；所述加热炉机构包括可旋转的炉体以及加热器；所述进料机构、压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路均管道连通所述炉体的内腔；所述压缩空气管路能够将进料机构输送的尿素用压缩空气吹入所述炉体的内腔，所述氨气管路可输出炉体的内腔产生的氨气，所述湿热空气管路能够将湿空气加热并输入所述炉体的内腔，所述加热器可加热所述炉体。
优选的，所述进料机构包括进料仓与螺旋输送机，所述进料仓的出口连接所述螺旋输送机的进料口，所述螺旋输送机的出料口与所述压缩空气管路之间设置有压缩空气进料阀。
优选的，所述压缩空气管路上设置有压缩空气储罐。
优选的，所述预热机构包括烟气预热器和电加热器。
优选的，所述氨气管路上设置有并联的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有第一风机，所述第二支路上设置有第二风机。
优选的，还包括雾化器，所述雾化器连接所述预热机构。
优选的，所述加热器为电磁加热器，设置在所述炉体的下方。
优选的，所述加热器的下方设置有散热风扇。
本发明系统结构设置合理，采用尿素颗粒直接热解工艺，摒弃了传统的先制备成溶液再进行热解的工艺路线，使得系统构成更简单、节省能源、操作方便、系统不易堵塞、占地面积小。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为加热炉机构左视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种尿素热解系统，由进料机构1、加热炉机构2、预热机构3以及压缩空气管路4、氨气管路5和湿热空气管路6组成。
其中进料机构1管路连接压缩空气管路4；预热机构3管路连接湿热空气管路6；加热炉机构2包括可旋转的炉体21以及加热器22；进料机构1、压缩空气管路4、氨气管路5和湿热空气管路6均管道连通炉体21的内腔；压缩空气管路4能够将进料机构1输送的尿素用压缩空气吹入炉体21的内腔，氨气管路5可输出炉体21的内腔产生的氨气，湿热空气管路6能够将湿空气加热并输入炉体21的内腔，加热器22可加热炉体21。加热器22为电磁加热器，设置在炉体21的下方。加热器22的下方设置有散热风扇29。
进料机构1包括进料仓11与计量式的螺旋输送机12，进料仓11的出口连接螺旋输送机12的进料口，螺旋输送机12的出料口与压缩空气管路4之间设置有压缩空气进料阀13，压缩空气进料阀13的两端分别为进气口和出气口，中间为倾斜设置的尿素进料管，尿素由螺旋输送机12的出料口由尿素进料管进入再由压缩空气吹入炉体21内。压缩空气管路4上设置有压缩空气储罐7。
预热机构包括烟气预热器31和电加热器32。利用工厂的高温窑炉烟气，由烟气预热器31对雾化器9产生的湿空气进行换热升温，再有电加热器32进行辅助加热，将湿热空气控制在一个稳定的温度区间。
氨气管路5上设置有并联的第一支路5a和第二支路5b，第一支路上设置有第一风机51，第二支路上设置有第二风机52。可根据氨气产量对其进行稀释调节。调节后经催化器8催化后将氨气喷出处理净化窑炉烟气，在出气端设置有氨气浓度检测仪81。
如图2所示，加热炉机构2的炉体21为可旋转式，两端设置炉颈23，其中一端的炉颈23设置开孔，另一端封堵。炉颈23上设置有齿圈，齿圈下方设置有与其啮合的齿轮组28，齿轮组28包括至少一个主动轮和若干从动轮，由电机驱动主动轮转动从而带动炉体21旋转。设置有开孔的一端炉颈23上设置有堵头24，堵头24上设置有压缩空气入口25、氨气出口26已经湿热空气入口27，分别连接压缩空气管路4、氨气管路5和湿热空气管路6。堵头24与炉颈23可相对旋转，即当炉体21旋转时，堵头24并不随之旋转。
本系统有以下优点：
1、系统配置简单，易于管理和操作。
2、节能降耗。同尿素溶液喷雾热解相比，不需要同时汽化大量的水份，故能耗可大大降低。
3、系统高度集成，占地面积小。同尿素溶液喷雾热解相比，省却了尿素溶液制备系统、尿素溶液储存系统、尿素溶液输送系统，占地面积大大减少。
4、不存在系统的堵塞。系统内的固体物料的输送采用的是螺旋输送和气力输送，故无堵塞。
5、系统操作温度280℃，低于尿素溶液喷雾热解系统(操作温度600℃以上)；系统操作压力为-1～6KPa，而目前的尿素溶液水解系统操作压力为2.2MPa；这样，系统操作难度大大降低，系统更安全可靠。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，对于一些本领域普通技术人员所熟知的技术内容，此处不再赘述，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种尿素热解系统，其特征在于，包括进料机构、加热炉机构、预热机构以及压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路；所述进料机构管路连接所述压缩空气管路；所述预热机构管路连接所述湿热空气管路；所述加热炉机构包括可旋转的炉体以及加热器；所述进料机构、压缩空气管路、氨气管路和湿热空气管路均管道连通所述炉体的内腔；所述压缩空气管路能够将进料机构输送的尿素用压缩空气吹入所述炉体的内腔，所述氨气管路可输出炉体的内腔产生的氨气，所述湿热空气管路能够将湿空气加热并输入所述炉体的内腔，所述加热器可加热所述炉体。
2.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，所述进料机构包括进料仓与螺旋输送机，所述进料仓的出口连接所述螺旋输送机的进料口，所述螺旋输送机的出料口与所述压缩空气管路之间设置有压缩空气进料阀。
3.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，所述压缩空气管路上设置有压缩空气储罐。
4.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，所述预热机构包括烟气预热器和电加热器。
5.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，所述氨气管路上设置有并联的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有第一风机，所述第二支路上设置有第二风机。
6.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，还包括雾化器，所述雾化器连接所述预热机构。
7.根据权利要求1所述的尿素热解系统，其特征在于，所述加热器为电磁加热器，设置在所述炉体的下方。
8.根据权利要求1-7任一项所述的尿素热解系统，其特征在于，所述加热器的下方设置有散热风扇。
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