CN113697827A - 一种scr脱硝尿素水解制氨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，包括，尿素存储及溶解系统、尿素水解反应系统、尿素供给及计量系统、氨气分离系统，氨气分离系统与尿素水解反应系统之间通过连接管连通，尿素水解反应系统产生的混合蒸汽经所述连接管输送至所述氨气分离系统内，氨气分离系统可将混合蒸汽内的氨气分离并收集，氨气分离系统上设置有气压调节装置，气压调节装置用以调节输送至氨气分离系统内气体的气压。本发明可自动开启和闭合氨气分离系统，当尿素发生水解反应产生混合蒸汽时，氨气分离系统可自动对其进行氨气分离，当尿素水解完成后，氨气分离系统可自动关闭，避免了生产过程中需时刻对氨气分离系统人工开启的繁琐。

Description

一种SCR脱硝尿素水解制氨装置

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种SCR脱硝尿素水解制氨装置。

背景技术

火力发电厂锅炉燃烧产生大量的烟气，其中NOx含量高，根据2012年1月1日实施的《火力发电厂大气污染物排放标准》要求，所有化石燃料燃烧锅炉均必须设置脱硝装置，特别是大型锅炉。其使用的方法要为选择性催化还原法(SCR法)化学反应为：即SCR法使用大量氨(NH3)。制氨方法目前国内外主要根据区域、环境条件(含运输、储存)有三种方式，即氨水、液氨、尿素。氨水、液氨，氨水相对液氨较安全，但均属危险品。氨蒸汽与空气混合物的爆炸极根为15.7％-27.4％，达此浓度范围遇明火能燃烧爆炸。最近，国内出现的多起液氨泄漏爆炸事件给人民生命、财产带来了极大伤害和心理负担。且氨水、液氨运输、储存相对困难。尿素是一种无色或白色，无毒、无害的化学品，且易于运输、储存。因此，其作为制氨原料是目前逐渐扩大使用，并广受欢迎的。

根据尿素特性，尿素制氨工艺分为水解和热解两种方法。但是现有的尿素水解制氨系统中的氨气分离系统无法自动识别尿素水解反应系统中的尿素是否分解完成和开始分解，需人工开启与关闭，大大提高操作人员的劳动强度，当尿素分解完成后无法自动关闭，从而导致氨气分离系统长时间处于空转状态，这将导致大大降低氨气分离系统的使用寿命，且，尿素水解产生的混合蒸汽通过管道输送至氨气分离系统过程中，该过程由于无加热作业，导致混合蒸汽内的氨气与二氧化碳发生逆向反应，降低了企业生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

本发明提供了一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，包括，

尿素存储及溶解系统，所述尿素存储及溶解系统用以储存尿素，并将所储存的尿素加水进行溶解；

尿素水解反应系统，所述尿素水解反应系统可将尿素进行水解产生氨气、二氧化碳和水的混合蒸汽；

尿素供给及计量系统，所述尿素供给及计量系统用以定量将所述尿素存储及溶解系统内的尿素输送至所述尿素水解反应系统内；

氨气分离系统，所述氨气分离系统与所述尿素水解反应系统之间通过连接管连通，所述尿素水解反应系统产生的混合蒸汽经所述连接管输送至所述氨气分离系统内，所述氨气分离系统可将混合蒸汽内的氨气分离并收集，所述氨气分离系统上设置有气压调节装置，所述气压调节装置用以调节输送至所述氨气分离系统内气体的气压。

可选的，所述气压调节装置设置在所述氨气分离系统的上端，所述气压调节装置包括气压箱，所述气压箱的上端设置有进气口，所述连接管经所述进气口连通至所述气压箱内，所述气压箱内设置有出气管，所述出气管与所述氨气分离系统连通，所述连接管输送来的混合蒸汽经所述出气管输送至所述氨气分离系统内，所述气压箱的上下侧壁内均设置滑轨，所述滑轨之间设置有滑块，所述滑块可在上下所述滑轨之间左右滑动，下所述滑轨上设置有通孔，所述通孔与所述出气管相连通，所述滑块的侧壁与所述气压箱的内侧壁之间设置有限位装置，所述限位装置包括限位柱、限位支杆、弹簧，所述限位柱的一端垂直设置在所述气压箱的内侧壁上，所述限位支杆的一端可滑动设置在所述限位柱内，所述限位支杆的另一端设置在所述滑块上，所述弹簧的一端固定设置在所述限位柱上，所述弹簧的另一端设置在所述限位支杆上。

可选的，所述连接管的侧壁上设置有加热装置，所述加热装置可对所述连接管加热，从而对所述连接管内的混合蒸汽进行加热，所述加热装置设置为两组，两组所述加热装置分别设置在所述连接管的上下侧壁上，所述加热装置包括加热箱，所述加热箱内上下侧壁设置有若干组挡板，若干组所述挡板将所述加热箱的内腔分割成若干个加热腔，挡板一方面可将加热箱的内腔分割成若干个加热腔，另一方面可防止彼此相邻的加热管之间发生烧毁，起到减缓热量的作用，所述加热腔内设置有底板、加热管，所述底板可拆卸设置在所述加热腔的上端内侧壁，底板可拆卸设置便于加热管的更换与维修，所述加热管设置在所述底板上，所述加热腔的上端一侧壁设置有进风管，外界的空气经所述进风管输送至所述加热腔内，所述加热管对其进行加热形成热空气，所述加热腔内设置有均气机构，所述均气机构位于所述加热管的下方，所述均气机构包括安装板，所述安装板内设置有通气槽，所述通气槽的横截面设置为圆锥结构，所述安装板的上端设置有通气孔，所述通气孔与所述通气槽连通，所述加热腔内的热气经所述通气孔输送至所述通气槽内，所述通气槽的底部设置有均风板，所述均分板内设置有均风槽，所述均风槽可将所述通气槽内的热气输送至所述连接管的表面，从而对所述连接管进行加热。

可选的，所述均风槽包括上均风槽、下均风槽，所述上均风槽倾斜设置在所述均风板的上部，所述下均风槽倾斜设置在所述均风板的下部，所述上均风槽的下端与所述下均风槽的上端连接。

可选的，所述上均风槽与所述下均风槽之间形成夹角，所述夹角设置为锐角。

可选的，所述进风管上设置有阀门，所述阀门设置为电磁阀。

可选的，所述氨气分离系统外设置有控制器，所述控制器与所述电磁阀电连接，所述出气管内设置有氨气检测器，所述控制器与所述氨气检测器电连接，所述控制器的输出端电连接有报警器，当所述氨气检测器识别不到所述出气管内有氨气流通，所述氨气检测器将该数据传输至所述控制器内，所述控制器控制所述报警器报警。

可选的，所述均风槽设置为若干组，若干组所述均风槽之间均匀间隔设置。

本发明有益效果

(1)本发明可自动开启和闭合氨气分离系统，当尿素发生水解反应产生混合蒸汽时，氨气分离系统可自动对其进行氨气分离，当尿素水解完成后，氨气分离系统可自动关闭，避免了生产过程中需时刻对氨气分离系统人工开启的繁琐，也避免了尿素水解完成后氨气分离系统空转的可能性，有效提高氨气分离系统的使用寿命，提高了企业的生产效率，降低了企业的生产成本。

(2)外界的空气经进风管输送至加热腔内，加热管对其进行加热形成热空气，加热腔内的热气经通气孔输送至通气槽内，均风槽可将通气槽内的热气输送至连接管的表面，从而对连接管进行加热，避免了氨气与二氧化碳在低温下逆向反应，生成氨基甲酸盐，有效提高氨气的生产效率，且，本发明通过设置均风机构，热气通过通气孔进入通气槽内，由于通气槽设置为锥形结构，热气先一步在通气槽内降低流动速率，进而提高热气的均匀性，热气进一步输送至均风槽内，由于上均风槽与下均风槽均倾斜设置，进一步降低热气的流动速率，从而使流动至连接管表面的热气更加均匀，提高连接管的受热均匀性，防止连接管受热不均，使连接管内局部的氨气与二氧化碳发生逆向反应。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明气压调节装置结构放大图。

图3为本发明连接管上侧壁加热装置结构剖视图。

图4为本发明控制器工作原理图。

附图标记说明：1-尿素存储及溶解系统，2-尿素水解反应系统，3-尿素供给及计量系统，4-氨气分离系统，5-连接管，6-气压箱，7-进气口，8-出气管，9-滑轨，10-滑块，11-通孔，12-限位柱，13-限位支杆，14-弹簧，15-加热装置，16-加热箱，17-挡板，18-加热腔，19-底板，20-加热管，21-进风管，22-安装板，23-通气槽，24-均风板，25-上均风槽，26-下均风槽，27-电磁阀，28-控制器，29-氨气检测器，30-报警器。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-图4所示，本发明提供了一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，包括，

尿素存储及溶解系统1，所述尿素存储及溶解系统1用以储存尿素，并将所储存的尿素加水进行溶解；

尿素水解反应系统2，所述尿素水解反应系统2可将尿素进行水解产生氨气、二氧化碳和水的混合蒸汽；

尿素供给及计量系统3，所述尿素供给及计量系统3用以定量将所述尿素存储及溶解系统1内的尿素输送至所述尿素水解反应系统2内；

氨气分离系统4，所述氨气分离系统4与所述尿素水解反应系统2之间通过连接管5连通，所述尿素水解反应系统2产生的混合蒸汽经所述连接管5输送至所述氨气分离系统4内，所述氨气分离系统4可将混合蒸汽内的氨气分离并收集，所述氨气分离系统4上设置有气压调节装置，所述气压调节装置用以调节输送至所述氨气分离系统4内气体的气压，

所述气压调节装置设置在所述氨气分离系统4的上端，所述气压调节装置包括气压箱6，所述气压箱6的上端设置有进气口7，所述连接管5经所述进气口7连通至所述气压箱6内，所述气压箱6内设置有出气管8，所述出气管8与所述氨气分离系统4连通，所述连接管5输送来的混合蒸汽经所述出气管8输送至所述氨气分离系统4内，所述气压箱6的上下侧壁内均设置滑轨9，所述滑轨9之间设置有滑块10，所述滑块10可在上下所述滑轨9之间左右滑动，下所述滑轨9上设置有通孔11，所述通孔11与所述出气管8相连通，所述滑块10的侧壁与所述气压箱6的内侧壁之间设置有限位装置，所述限位装置包括限位柱12、限位支杆13、弹簧14，所述限位柱12的一端垂直设置在所述气压箱6的内侧壁上，所述限位支杆13的一端可滑动设置在所述限位柱12内，所述限位支杆13的另一端设置在所述滑块10上，所述弹簧14的一端固定设置在所述限位柱12上，所述弹簧14的另一端设置在所述限位支杆13上，

尿素水解反应系统2产生的混合蒸汽经连接管5先一步输送至气压箱6内，由于混合蒸汽的持续输入，导致气压箱6内的气压逐渐增大，气压推动滑块10向右滑动，滑块10在向右滑动的过程中带动限位支杆13挤压限位柱12内的弹簧14，限位装置使滑块10稳定滑动，滑动持续滑动的过程中逐步打开出气管8，当出气管8与气压箱6相连通时，气压箱6内的混合蒸汽通过出气管8输送至氨气分离系统4，从而起到开启氨气分离系统4，氨气分离系统4对混合蒸汽进行氨气分离并收集，在本实施例中，所述氨气分离系统4采用加压机，加压机可对混合蒸汽内的氨气高压液化成氨水，从而实现氨气的分离与收集，

当尿素水解反应系统2内的尿素反应完全时，导致通入气压箱6内的混合蒸汽的量逐渐减少，此时，气压箱6内的气压逐步减小，一方面滑块10右侧的压强大于左侧的压强，带滑块10向左滑动，另一方面由于弹簧14的形变进一步带动滑块10向左滑动，滑动持续向左滑动的过程中逐步关闭出气管8，从而起到闭合氨气分离系统4；

本发明可自动开启和闭合氨气分离系统4，当尿素发生水解反应产生混合蒸汽时，氨气分离系统4可自动对其进行氨气分离，当尿素水解完成后，氨气分离系统4可自动关闭，避免了生产过程中需时刻对氨气分离系统4人工开启的繁琐，也避免了尿素水解完成后氨气分离系统4空转的可能性，有效提高氨气分离系统4的使用寿命，提高了企业的生产效率，降低了企业的生产成本；

所述连接管5的侧壁上设置有加热装置15，所述加热装置15可对所述连接管5加热，从而对所述连接管5内的混合蒸汽进行加热，所述加热装置15设置为两组，两组所述加热装置15分别设置在所述连接管5的上下侧壁上，所述加热装置15包括加热箱16，所述加热箱16内上下侧壁设置有若干组挡板17，若干组所述挡板17将所述加热箱16的内腔分割成若干个加热腔18，挡板17一方面可将加热箱16的内腔分割成若干个加热腔18，另一方面可提高加热均匀性，使加热排出的气体温度一致，所述加热腔18内设置有底板19、加热管20，所述底板可拆卸设置在所述加热腔18的上端内侧壁，底板19可拆卸设置便于加热管20的更换与维修，所述加热管20设置在所述底板19上，所述加热腔18的上端一侧壁设置有进风管21，外界的空气经所述进风管21输送至所述加热腔18内，所述加热管20对其进行加热形成热空气，所述加热腔18内设置有均气机构，所述均气机构位于所述加热管20的下方，所述均气机构包括安装板22，所述安装板22内设置有通气槽23，所述通气槽23的横截面设置为圆锥结构，所述安装板22的上端设置有通气孔，所述通气孔与所述通气槽23连通，所述加热腔18内的热气经所述通气孔输送至所述通气槽23内，所述通气槽23的底部设置有均风板24，所述均分板内设置有均风槽，所述均风槽可将所述通气槽23内的热气输送至所述连接管5的表面，从而对所述连接管5进行加热，所述均风槽包括上均风槽25、下均风槽26，所述上均风槽25倾斜设置在所述均风板24的上部，所述下均风槽26倾斜设置在所述均风板24的下部，所述上均风槽25的下端与所述下均风槽26的上端连接，所述上均风槽25与所述下均风槽26之间形成夹角，所述夹角设置为锐角，所述均风槽设置为若干组，若干组所述均风槽之间均匀间隔设置，

外界的空气经进风管21输送至加热腔18内，加热管20对其进行加热形成热空气，加热腔18内的热气经通气孔输送至通气槽23内，均风槽可将通气槽23内的热气输送至连接管5的表面，从而对连接管5进行加热，避免了氨气与二氧化碳在低温下逆向反应，生成氨基甲酸盐，有效提高氨气的生产效率，且，本发明通过设置均风机构，热气通过通气孔进入通气槽23内，由于通气槽23设置为锥形结构，热气先一步在通气槽23内降低流动速率，进而提高热气的均匀性，热气进一步输送至均风槽内，由于上均风槽25与下均风槽26均倾斜设置，进一步降低热气的流动速率，从而使流动至连接管5表面的热气更加均匀，提高连接管5的受热均匀性，防止连接管5受热不均，使连接管5内局部的氨气与二氧化碳发生逆向反应；

所述进风管21上设置有阀门，所述阀门设置为电磁阀27，所述氨气分离系统4外设置有控制器28，所述控制器28与所述电磁阀27电连接，所述出气管8内设置有氨气检测器29，所述控制器28与所述氨气检测器29电连接，所述控制器28的输出端电连接有报警器30，当所述氨气检测器29识别不到所述出气管8内有氨气流通，所述氨气检测器29将该数据传输至所述控制器28内，所述控制器28控制所述报警器30报警，报警器30可提醒操作人员补充尿素或停止生产，避免生产线空转损坏设备。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，包括，

尿素存储及溶解系统，所述尿素存储及溶解系统用以储存尿素，并将所储存的尿素加水进行溶解；

尿素水解反应系统，所述尿素水解反应系统可将尿素进行水解产生氨气、二氧化碳和水的混合蒸汽；

尿素供给及计量系统，所述尿素供给及计量系统用以定量将所述尿素存储及溶解系统内的尿素输送至所述尿素水解反应系统内；

氨气分离系统，所述氨气分离系统与所述尿素水解反应系统之间通过连接管连通，所述尿素水解反应系统产生的混合蒸汽经所述连接管输送至所述氨气分离系统内，所述氨气分离系统可将混合蒸汽内的氨气分离并收集，所述氨气分离系统上设置有气压调节装置，所述气压调节装置用以调节输送至所述氨气分离系统内气体的气压。

2.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述气压调节装置设置在所述氨气分离系统的上端，所述气压调节装置包括气压箱，所述气压箱的上端设置有进气口，所述连接管经所述进气口连通至所述气压箱内，所述气压箱内设置有出气管，所述出气管与所述氨气分离系统连通，所述连接管输送来的混合蒸汽经所述出气管输送至所述氨气分离系统内，所述气压箱的上下侧壁内均设置滑轨，所述滑轨之间设置有滑块，所述滑块可在上下所述滑轨之间左右滑动，下所述滑轨上设置有通孔，所述通孔与所述出气管相连通，所述滑块的侧壁与所述气压箱的内侧壁之间设置有限位装置，所述限位装置包括限位柱、限位支杆、弹簧，所述限位柱的一端垂直设置在所述气压箱的内侧壁上，所述限位支杆的一端可滑动设置在所述限位柱内，所述限位支杆的另一端设置在所述滑块上，所述弹簧的一端固定设置在所述限位柱上，所述弹簧的另一端设置在所述限位支杆上。

3.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述连接管的侧壁上设置有加热装置，所述加热装置可对所述连接管加热，从而对所述连接管内的混合蒸汽进行加热，所述加热装置设置为两组，两组所述加热装置分别设置在所述连接管的上下侧壁上，所述加热装置包括加热箱，所述加热箱内上下侧壁设置有若干组挡板，若干组所述挡板将所述加热箱的内腔分割成若干个加热腔，所述加热腔内设置有底板、加热管，所述底板可拆卸设置在所述加热腔的上端内侧壁，所述加热管设置在所述底板上，所述加热腔的上端一侧壁设置有进风管，外界的空气经所述进风管输送至所述加热腔内，所述加热管对其进行加热形成热空气，所述加热腔内设置有均气机构，所述均气机构位于所述加热管的下方，所述均气机构包括安装板，所述安装板内设置有通气槽，所述通气槽的横截面设置为圆锥结构，所述安装板的上端设置有通气孔，所述通气孔与所述通气槽连通，所述加热腔内的热气经所述通气孔输送至所述通气槽内，所述通气槽的底部设置有均风板，所述均分板内设置有均风槽，所述均风槽可将所述通气槽内的热气输送至所述连接管的表面，从而对所述连接管进行加热。

4.根据权利要求3所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述均风槽包括上均风槽、下均风槽，所述上均风槽倾斜设置在所述均风板的上部，所述下均风槽倾斜设置在所述均风板的下部，所述上均风槽的下端与所述下均风槽的上端连接。

5.根据权利要求4所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述上均风槽与所述下均风槽之间形成夹角，所述夹角设置为锐角。

6.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述进风管上设置有阀门，所述阀门设置为电磁阀。

7.根据权利要求6所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述氨气分离系统外设置有控制器，所述控制器与所述电磁阀电连接，所述出气管内设置有氨气检测器，所述控制器与所述氨气检测器电连接，所述控制器的输出端电连接有报警器，当所述氨气检测器识别不到所述出气管内有氨气流通，所述氨气检测器将该数据传输至所述控制器内，所述控制器控制所述报警器报警。

8.根据权利要求3所述的一种SCR脱硝尿素水解制氨装置，其特征在于，

所述均风槽设置为若干组，若干组所述均风槽之间均匀间隔设置。

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