CN202542882U - 一种用于尿素溶液制氨气的热解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于尿素溶液制氨气的热解装置，包括气体入口、反应室和气体出口，所述气体入口设置于所述反应室的上部，所述气体出口设置于所述反应室的下部，所述反应室内部设置有喷射器，所述气体入口与所述反应室之间设有反应室顶部变径段，所述反应室顶部变径段上侧的左右端分别设有照明装置和观察窗，所述气体入口末端与所述反应室顶部变径段间设有可调气流分配装置，所述反应室与所述气体出口间设有反应室底部变径段，所述喷射器的外部端连接用于调节喷射器位置的行走装置，所述喷射器与所述反应室连接处设有密封装置。提供了一种气流分配均匀、体积小、可调节、可外部观察、生产成本低的用于尿素溶液制氨的热解装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于尿素溶液制氨气的热解装置，特别是一种气流分配均匀、体积小、可调节、可外部观察、生产成本低的用于尿素溶液制氨气的热解装置。
背景技术
随着目前电厂脱硫的强制执行，氮氧化物（NOX）成为继SO2之后主要的大气污染物之一。目前电厂主要采用选择性催化还原技术（SCR）治理烟气NOX排放，即利用还原剂通过催化剂的作用有选择地与烟气中的NOX反应，生成无毒无污染的氮气（N2）和水（H2O）,达到脱硝环保的目的。SCR脱硝系统常用的还原剂有液氮、氨水及尿素，选择尿素作为还原剂，具有安全性高、占地面积小、环评容易通过、易于运输和储存等优点，在脱硝领域得到了越来越广泛的应用。这项技术的原理是，尿素溶液以足够小的液滴形式被喷射到热解装置的反应室内，与由气体入口进入反应室的高温气体混合，尿素液滴吸收足够的热量分解出氨气，分解出的氨气由所述热解装置的气体出口流出，在后续的处理设备中，氨气首先被稀释，稀释后的氨气送到SCR系统中催化剂上部的氨气喷射格栅（AIG），在催化剂的作用下氨气与烟气中的NOX反应，实现脱硝。
目前为了节省能源，通常热解装置采用的热解气源选用锅炉的一次风，由于锅炉的一次风量随锅炉负荷的变化非常大，这样就造成进入反应室内部流场经常发生变化，因此与设计工况不符，实际运行中存在流场不均、热解不完全的可能。而采用气流可调分配装置，可以适应锅炉不同工况的流场分布，从而保证热空气到达喷射器位置时，平面速度尽量均匀，气流与尿素溶液混合充分。
通常的尿素热解装置是一个内部全空的容器，热空气从反应器上部进入时流速较快，且呈中间流速快四周慢的情况。通常是通过增加反应室的高度，即增加气体入口与喷射器喷射平面的距离和热空气与尿素溶液混合反应段的距离，以此增加气流的停留时间来实现，传统热解装置入口设置为文丘里结构，需要较长的稳定段，包括入口减缩、喉部、出口渐扩，长度要求较高，由于受现场的空间限制，这种方法对于大型反应器在实际工程中的设计布置较难实现，而且热解装置的反应室由不锈钢制成，大体积的热解装置制造成本较高。另外通常的尿素热解装置入口热风量调节设计是固定不变的，不能适应现场由于锅炉负荷的变化造成的入口风量变化，从而影响反应室内部的流场分布，存在一定的风险。
通常布置在反应室上的尿素喷射器的位置是固定不变的，随着反应室内部的流场发生变化，有可能发生如下问题：
1.喷射器喷射的尿素溶液与反应室内壁发生接触，从而造成尿素热解不完全，产生尿素结晶现象。
2.同一标高不同位置的喷射器喷射的尿素溶液，存在较大的“重叠区”，使小液滴互相接合，凝结成大液滴，从而造成尿素热解不完全，产生尿素结晶现象。
采用喷射器行走装置后，通过观察实际喷射器在反应室内的喷射情况，进行喷射器的位置调节，从而达到最佳的喷射位置，实现最佳热解效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中尿素溶液制氨气的热解装置气流分配不佳、不可调、不可观察、体积大的问题，提供一种气流分配均匀、体积小、可调节、可外部观察、生产成本低的用于尿素溶液制氨气的热解装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于尿素溶液制氨气的热解装置，包括气体入口、反应室和气体出口，所述气体入口设置于所述反应室的上部，所述气体出口设置于所述反应室的下部，所述反应室内部配置有喷射器。所述气体入口与所述反应室之间安装有反应室顶部变径段，所述反应室顶部变径段由所述气体入口到所述反应室上部方向截面积逐渐增大，用于从气体入口截面到反应室截面的平滑过渡。所述反应室顶部变径段的上侧右端固定安装有观察窗，所述观察窗具有观察镜片隔离功能，使得在不启用观察窗时，观察窗的隔离片能够将观察窗的玻璃镜片与反应室内部环境隔离开，避免镜片的高温腐蚀。所述反应室顶部变径段的上侧左端固定安装有照明装置，所述气体入口末端与所述反应室顶部变径段之间安装有可调气流分配装置。所述反应室与所述气体出口之间安装有反应室底部变径段，所述反应室底部变径段由所述反应室下部到所述气体出口方向到截面积逐渐减小，用于从反应室截面到气体出口截面的平滑过渡。所述喷射器的外部端连接用于调节喷射器位置的行走装置，所述行走装置能够通过控制所述喷射器在所述反应室内的水平位置来调整喷射点位置。所述喷射器与所述反应室连接处设置密封装置。
本实用新型的有益效果是所述用于尿素溶液制氨气的热解装置能够实现热解气流分配均匀，热解气流入射角度可调；设置了反应室观察装置和照明装置，可观察反应室内实际工况；实现了喷射器头水平位置可调，可通过调整喷射器位置实现最佳的热解效果；在相同的热解能力下减小了热解装置尺寸，避免了尿素热解不完全的问题。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述气流可调分配装置具有角度可调的百叶型叶片。
采用上述进一步方案的有益效果是可以通过叶片角度调整控制气流流场的变化，实现最佳热解效果。
进一步，所述密封装置采用气密封结构。
采用上述进一步方案的有益效果是充分利用了高压空气逆向补偿所述反应室内的微正压环境。
附图说明
图1为本实用新型所述用于尿素溶液制氨气的热解装置的结构图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、气体入口，2、反应室，3、气体出口，4、反应室顶部变径段，5、反应室底部变径段，6、气流可调分配装置，7、喷射器，8、行走装置，9、密封装置，10、观察窗，11、照明装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型所述用于尿素溶液制氨气的热解装置的结构图，包括气体入口1、反应室2和气体出口3，所述气体入口1设置于所述反应室2的上部，所述气体出口3设置于所述反应室2的下部，所述反应室2内部配置有喷射器7。所述气体入口1与所述反应室2之间安装有反应室顶部变径段4，所述反应室顶部变径段4由所述气体入口1到所述反应室2上部方向截面积逐渐增大，用于从气体入口1截面到反应室2截面的平滑过渡。所述反应室顶部变径段4的上侧右端固定安装有观察窗10，所述观察窗具有观察镜片隔离功能，使得在不启用观察窗时，观察窗的隔离片能够将观察窗的玻璃镜片与反应室内部环境隔离开，避免镜片的高温腐蚀。所述反应室顶部变径段4的上侧左端固定安装有照明装置11，所述气体入口1末端与所述反应室顶部变径段4之间安装有可调气流分配装置6，且所述气流可调分配装置6具有角度可调的百叶型叶片。所述反应室2与气体出口3之间安装有反应室底部变径段5，所述反应室底部变径段5由所述反应室2下部到所述气体出口3方向到截面积逐渐减小，用于从反应室2截面到气体出口3截面的平滑过渡。所述喷射器7的外部端连接用于调节喷射器位置的行走装置8，所述行走装置8能够通过控制所述喷射器7在所述反应室2内的水平位置来调整喷射点位置。所述喷射器7与所述反应室2连接处设置密封装置9，且所述密封装置9采用气密封结构。
所述用于尿素溶液制氨气的热解装置的工作过程为：
尿素溶液由喷射器7以足够小的液滴形式被喷射到热解装置的反应室2内。同时，高温气体由气体入口1通过气流可调分配装置6均匀地进入到反应室2内部。在所述反应室2内部足够小的尿素液滴与高温气体充分混合，尿素液滴吸收足够的热量分解出氨气，分解出的氨气通过所述热解装置的气体出口3流出热解装置。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于尿素溶液制氨气的热解装置，包括气体入口（1）、反应室（2）和气体出口（3），所述气体入口（1）设置于所述反应室（2）的上部，所述气体出口(3)设置于所述反应室(2)的下部，所述反应室（2）的内部配置有喷射器（7），其特征在于：
所述气体入口（1）与所述反应室（2）之间安装有反应室顶部变径段（4），所述反应室顶部变径段（4）的上侧右端固定安装有观察窗（10），所述反应室顶部变径段（4）的上侧左端固定安装有照明装置（11），所述气体入口（1）末端与所述反应室顶部变径段（4）之间安装有可调气流分配装置（6）；
所述反应室（2）与所述气体出口（3）之间安装有反应室底部变径段（5），所述喷射器（7）的外部端连接用于调节喷射器位置的行走装置（8），所述喷射器（7）与所述反应室（2）连接处设置有密封装置（9）。
2.根据权利要求1所述的用于尿素溶液制氨气的热解装置，其特征在于：所述气流可调分配装置（6）具有角度可调的百叶型叶片。
3.根据权利要求1所述的用于尿素溶液制氨气的热解装置，其特征在于：所述密封装置（9）采用气密封结构。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104003417A (zh) * | 2013-04-19 | 2014-08-27 | 中国大唐集团环境技术有限公司 | 一种逆流式尿素热解制氨装置及方法 |
| CN110065954A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-07-30 | 湖南省约伯能源科技有限公司 | 氨气发生装置 |
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