CN203017994U - 一种尿素溶液在线制备装置 - Google Patents

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刘怀平
贾中实
何美华
尹海滨
段学锋
周伟安
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Abstract

本实用新型提供一种尿素溶液在线制备装置，包括：微机系统、电缆、蒸汽罐、流量调节装置（一）、蒸汽进口、热水槽、变频泵（二）、流量调节装置（二）、管路、横式溶解喷枪、尿素进口、尿素计量加料装置、流量调节装置（三）、竖式溶解喷枪、溶解罐、隔板、温度检测仪、冷凝水出口、罐底喷射装置、保温装置、变频泵（一）、尿素溶液出口、液位检测仪。溶解罐中间设有隔板，将罐体分为上下两层；上层设有尿素进口，尿素计量加料装置安装在尿素进口上方；溶解罐的上层顶部安装有竖式溶解喷枪；溶解罐的上层右边安装着横式溶解喷枪；保温装置安装在溶解罐下层内部；下层底部安装着罐底喷射装置；温度检测仪和液位检测仪分别安装在溶解罐下层外壳的左、右两侧。

Description

一种尿素溶液在线制备装置
技术领域
本实用新型涉及烟气脱硝技术，具体涉及一种尿素溶液在线制备装置。
背景技术
目前，我国中小型燃煤锅炉或中小型水泥窑烟气脱硝主要选用选择性非催化还原(Selective non-Catalytic Reduction，SNCR)烟气脱硝技术，SNCR脱硝技术是把含有NHx基的还原剂喷入炉膛内温度为800-1100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的氮氧化物（NOx）进行化学反应生成N2和水。
尿素是目前广泛采用的还原剂之一，尿素是氨的理想来源，它是一种稳定、无毒的固体物料，对人和环境均无害。它可以被散装运输并长期储存，不需要运输和储存方面的特殊程序，它的使用不会对人员和周围社区产生不良影响。尿素制备还原剂工艺的原理是将尿素按一定比例溶解于水，形成固定浓度的尿素溶液，通过稀释系统稀释成约5%的尿素溶液喷入分解炉或锅炉内。在一定温度下发生热解反应，生成的气体中包含二氧化碳、水蒸汽和氨气。尿素溶液制备系统包括尿素溶解系统和尿素存储系统，从国内市场应用情况来看，溶解系统和储存系统独立运行的，即预先按用量提前溶解好一定量的尿素溶液，然后储存在储存系统中，当消耗到一定量的时候再重新溶解制备尿素溶液。这样做的缺点是需要人工关注储存系统中尿素溶液的量，以便负责制备溶液的部门及时协调仓库和人员，遇到如监控的失误、人员的不足或尿素库存量不足等突发情况来不及制备尿素溶液时，则可能会导致系统停运。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，针对目前尿素溶液制备系统不能连续工作的缺点，提供一种尿素溶液在线制备装置，实现在线制备尿素溶液，简化SNCR脱硝工艺流程，降低操作人员的工作强度，响应时间短、效率高，溶液制备和储存合二为一，缩小占地面积，并能提高系统的稳定性。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案包括：微机系统、电缆、蒸汽罐、流量调节装置（一）、蒸汽进口、热水槽、变频泵（二）、流量调节装置（二）、管路、横式溶解喷枪、尿素进口、尿素计量加料装置、流量调节装置（三）、竖式溶解喷枪、溶解罐、隔板、温度检测仪、冷凝水出口、罐底喷射装置、保温装置、变频泵（一）、尿素溶液出口、液位检测仪。
上述溶解罐中间设有隔板，将罐体分为上下两层；上层设有尿素进口，尿素计量加料装置安装在尿素进口上方；溶解罐的上层顶部安装有竖式溶解喷枪；溶解罐的上层右边安装着横式溶解喷枪；保温装置安装在溶解罐下层内部；下层底部安装着罐底喷射装置；温度检测仪和液位检测仪分别安装在溶解罐下层外壳的左、右两侧。
上述溶解罐中部设有蒸汽进口，底部两侧分别设有冷凝水出口和尿素溶液出口。
上述热水槽通过管路分别与流量调节装置（二）、变频泵（二）、流量调节装置（三）及冷凝水出口相连。
上述蒸汽罐通过管路分别与流量调节装置（一）及蒸汽进口相连。
上述隔板为一小块水平板和一大块斜板的焊接体，水平板正对着竖式溶解喷枪，尿素进口方向下面是斜板，水平板上开有小孔。
上述保温装置为蒸汽盘管，提供热蒸汽，保证尿素溶液的温度。
上述流量调节装置（一）、流量调节装置（二）、变频泵（二）、流量调节装置（三）、尿素计量加料装置、变频泵（一）、温度检测仪和液位检测仪均通过电缆与微机系统相连。
工作时，微机系统首先通过电缆给变频泵（二）启动信号，变频泵（二）将热水槽里的热水抽出，打入流量调节装置（二），通过管路送至横式溶解喷枪喷出；接着微机系统通过电缆给流量调节装置（三）和尿素计量加料装置启动信号，热水槽里的热水打入流量调节装置（三），通过管路送至竖式溶解喷枪喷出，经过尿素计量加料装置的尿素颗粒则从尿素进口进入溶解罐，由横式溶解喷枪喷出的雾化热水，进行一次溶解，溶解效率可以达到40%；初步溶解的尿素溶液，落到溶解罐中间隔板的斜板上，由于自身重力流到开有小孔的水平板部位时，由竖式溶解喷枪喷出的雾化热水进行二次溶解，溶解效率可以达到70%；当尿素溶液进入溶解罐下层达1/3时，微机系统通过电缆给变频泵（一）启动信号，变频泵（一）把溶解罐里的尿素溶液抽入泵，通过罐底喷射装置打入溶解罐，周围的尿素溶液便形成涡流，使一部分未来得及溶解的尿素颗粒进行第三次溶解，这样溶解罐中尿素溶液的溶解效率达到99%左右。当尿素溶液达2/3时，尿素溶液从尿素溶液出口直接进入脱硝系统，进行烟气脱硝。
温度检测仪检测溶解罐里面尿素溶液的温度，当温度低于40℃时，微机系统会发出信号，开启流量调节装置（一），蒸汽罐通过管路将热蒸汽送至蒸汽进口，安装在溶解罐下层内部的蒸汽盘管便会发热升温，从而使尿素溶液的温度上升。当温度高于60℃时，微机系统会发出信号，关闭流量调节装置（一）。
由冷凝水出口流出的冷凝水直接流入热水槽，实现整个系统无废液外排。
液位检测仪检测溶解罐里面尿素溶液的液位，当尿素溶液进入溶解罐下层达1/3时，微机系统通过电缆给变频泵（一）启动信号，变频泵（一）把溶解罐里的尿素溶液抽入泵，通过罐底喷射装置打入溶解罐，当尿素溶液进入溶解罐下层达2/3时，尿素溶液从尿素溶液出口直接进入脱硝系统，进行烟气脱硝。
     本实用新型的有益效果是：简化了工艺流程，提高了效率；结构简单，设备占地空间小，投资成本低；实现了溶解、存储和使用一体化的功能。
附图说明：
图1是本实用新型工艺流程示意图；
图2是隔板的结构示意图。
图中：1为微机系统、2为电缆、3为蒸汽罐、4为流量调节装置（一）、5为蒸汽进口、6为热水槽、7为变频泵（二）、8为流量调节装置（二）、9为管路、10为横式溶解喷枪、11为尿素进口、12为尿素计量加料装置、13为流量调节装置（三）、14为竖式溶解喷枪、15为溶解罐、16为隔板、17为温度检测仪、18为冷凝水出口、19为罐底喷射装置、20为保温装置、21为变频泵（一）、22为尿素溶液出口、23为液位检测仪。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供一种尿素溶液在线制备装置，包括：微机系统1、电缆2、蒸汽罐3、流量调节装置（一）4、蒸汽进口5、热水槽6、变频泵（二）7、流量调节装置（二）8、管路9、横式溶解喷枪10、尿素进口11、尿素计量加料装置12、流量调节装置（三）13、竖式溶解喷枪14、溶解罐15、隔板16、温度检测仪17、冷凝水出口18、罐底喷射装置19、保温装置20、变频泵（一）21、尿素溶液出口22、液位检测仪23。
上述溶解罐15中间设有隔板16，将罐体分为上下两层；上层设有尿素进口11，尿素计量加料装置12安装在尿素进口11上方；溶解罐15的上层顶部安装有竖式溶解喷枪14；溶解罐15的上层右边安装着横式溶解喷枪10；保温装置20安装在溶解罐15下层内部；下层底部安装着罐底喷射装置19；温度检测仪17和液位检测仪23分别安装在溶解罐15下层外壳的左、右两侧。
上述溶解罐15中部设有蒸汽进口5，底部两侧分别设有冷凝水出口18和尿素溶液出口22。
上述热水槽6通过管路9分别与流量调节装置（二）8、变频泵（二）7、流量调节装置（三）13及冷凝水出口18相连。
上述蒸汽罐3通过管路9分别与流量调节装置（一）4及蒸汽进口5相连。
上述隔板16为一小块水平板和一大块斜板的焊接体，水平板正对着竖式溶解喷枪14，尿素进口11方向下面是斜板，水平板上开有小孔。
上述保温装置20为蒸汽盘管，提供热蒸汽，保证尿素溶液的温度。
上述流量调节装置（一）4、流量调节装置（二）8、变频泵（二）7、流量调节装置（三）13、尿素计量加料装置12、变频泵（一）21、温度检测仪17和液位检测仪23均通过电缆2与微机系统1相连。
工作时，微机系统1首先通过电缆2给变频泵（二）7启动信号，变频泵（二）7将热水槽6里的热水抽出，打入流量调节装置（二）8，通过管路9送至横式溶解喷枪10喷出；接着微机系统1通过电缆2给流量调节装置（三）13和尿素计量加料装置12启动信号，热水槽6里的热水打入流量调节装置（三）13，通过管路9送至竖式溶解喷枪14喷出，经过尿素计量加料装置12的尿素颗粒则从尿素进口11进入溶解罐15，由横式溶解喷枪10喷出的雾化热水，进行一次溶解，溶解效率可以达到40%；初步溶解的尿素溶液，落到溶解罐中间隔板16的斜板上，由于自身重力流到开有小孔的水平板部位时，由竖式溶解喷枪14喷出的雾化热水进行二次溶解，溶解效率可以达到70%；当尿素溶液进入溶解罐15下层达1/3时，微机系统1通过电缆2给变频泵（一）21启动信号，变频泵（一）21把溶解罐15里的尿素溶液抽入泵，通过罐底喷射装置19打入溶解罐15，周围的尿素溶液便形成涡流，使一部分未来得及溶解的尿素颗粒进行第三次溶解，这样溶解罐15中尿素溶液的溶解效率达到99%左右。当尿素溶液达2/3时，尿素溶液从尿素溶液出口22直接进入脱硝系统，进行烟气脱硝。
温度检测仪17检测溶解罐15里面尿素溶液的温度，当温度低于40℃时，微机系统1会发出信号，开启流量调节装置（一）4，蒸汽罐3通过管路将热蒸汽送至蒸汽进口5，安装在溶解罐15下层内部的蒸汽盘管便会发热升温，从而使尿素溶液的温度上升。当温度高于60℃时，微机系统1会发出信号，关闭流量调节装置（一）4。
由冷凝水出口18流出的冷凝水直接流入热水槽6，实现整个系统无废液外排。
液位检测仪23检测溶解罐15里面尿素溶液的液位，当尿素溶液进入溶解罐15下层达1/3时，微机系统1通过电缆2给变频泵（一）21启动信号，变频泵（一）21把溶解罐15里的尿素溶液抽入泵，通过罐底喷射装置19打入溶解罐15，当尿素溶液进入溶解罐15下层达2/3时，尿素溶液从尿素溶液出口22直接进入脱硝系统，进行烟气脱硝。

Claims (4)

1.一种尿素溶液在线制备装置，包括溶解罐、热水槽、尿素进口，其特征在于：还包括微机系统、电缆、蒸汽罐、流量调节装置（一）、蒸汽进口、变频泵（二）、流量调节装置（二）、管路、横式溶解喷枪、尿素计量加料装置、流量调节装置（三）、竖式溶解喷枪、温度检测仪、冷凝水出口、罐底喷射装置、保温装置、变频泵（一）、尿素溶液出口、液位检测仪；尿素计量加料装置安装在尿素进口上方；溶解罐的上层顶部安装有竖式溶解喷枪；溶解罐的上层右边安装着横式溶解喷枪；保温装置安装在溶解罐下层内部；下层底部安装着罐底喷射装置；温度检测仪和液位检测仪分别安装在溶解罐下层外壳的左、右两侧。
2.根据权利要求1所述一种尿素溶液在线制备装置，其特征在于：所述流量调节装置（一）、流量调节装置（二）、变频泵（二）、流量调节装置（三）、尿素计量加料装置、变频泵（一）、温度检测仪和液位检测仪均通过电缆与微机系统相连。
3.根据权利要求1所述一种尿素溶液在线制备装置，其特征在于：所述溶解罐中间设有隔板，将罐体分为上下两层。
4.根据权利要求1或3所述任一种尿素溶液在线制备装置，其特征在于：所述隔板为一小块水平板和一大块斜板的焊接体，水平板正对着竖式溶解喷枪，尿素进口方向下面是斜板，水平板上开有小孔。
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