CN209143712U - 一种尿素水解制氨器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种尿素水解制氨器，包括筒体，筒体内包括加热区和蒸发区，加热区和蒸发区通过抽水装置连通；加热区的一端插入蒸汽加热器的加热管束，蒸汽加热器上设有蒸汽入口和冷凝水出口，加热管束的下方设有液体均布器，液体均布器与筒体外的尿素溶液入口相连通；蒸发区的内壁上设有保温层，蒸发区内设有加热管，蒸发区与筒体外的氨气出口相连通，氨气出口处设置稳压阀和除沫器。本实用新型所述的一种尿素水解制氨器，配合使用尿素作为生成氨气的原料，采用尿素水解制氨将大大提高脱硝系统的安全性，同时尿素水解的热源采用饱和蒸汽，在火电厂和工业企业易于获得且运行费用较低。
Description
技术领域
本实用新型属于脱硝领域，尤其是涉及一种尿素水解制氨器。
背景技术
目前在环保行业，烟气脱硝领域中主流技术是采用氨气作为还原剂，与氮氧化物发生化学反应，从而达到脱除氮氧化物的目的。氨气的取得往往是由液氨蒸发而来，由于液氨有毒有害、易燃易爆，目前国家将10t以上的液氨存储量界定为重大危险源，因此采用液氨蒸发获得氨气存在较大安全隐患。现在较常用的尿素热解制氨方式，利用高温将尿素溶液蒸发分解产生氨气，这种方法由于反应温度高、消耗能量大，增加了用电量从而增加了工厂的支出。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种尿素水解制氨器，配合使用尿素作为生成氨气的原料，采用尿素水解制氨将大大提高脱硝系统的安全性，同时尿素水解的热源采用饱和蒸汽，易于获得且运行费用较低。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种尿素水解制氨器，包括筒体，筒体内包括加热区和蒸发区，加热区和蒸发区通过抽水装置连通；加热区的一端插入蒸汽加热器的加热管束，蒸汽加热器上设有蒸汽入口和冷凝水出口，加热管束的下方设有液体均布器，液体均布器与筒体外的尿素溶液入口相连通；蒸发区的内壁上设有保温层，蒸发区内设有加热管，蒸发区与筒体外的氨气出口相连通，氨气出口处设置稳压阀和除沫器。
进一步的，加热区和蒸发区均设有液位计。
液位计用于测量加热区和蒸发区内尿素溶液的高度。
进一步的，加热管是U型加热管。
进一步的，加热区和蒸发区内均设有温度测量计。
温度测量计用于保证尿素溶液的温度在150-160℃内，保证尿素的分解速度。
进一步的，加热管的数量是两个。
进一步的，筒体外设有安全阀。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种尿素水解制氨器具有以下优势：
本实用新型所述的一种尿素水解制氨器，配合使用尿素作为生成氨气的原料，采用尿素水解制氨将大大提高脱硝系统的安全性，同时尿素水解的热源采用饱和蒸汽，易于获得且运行费用较低；
通过将筒体分为两个加热区和蒸发区，减少蒸汽加热器同时加热尿素溶液的体积，从而加快溶液温度的上升速度，让加热好的尿素溶液在蒸发区进行水解，同时加热区继续对新进入的尿素溶液进行加热，保证加热和水解的同时进行，极大地提高了生成氨气的效率。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的一种尿素水解制氨器结构示意图。
附图标记说明：
1-筒体；2-蒸汽入口；3-安全阀；4-除沫器；5-稳压阀；6-液位计；7-液体均布器；8-尿素溶液入口；9-冷凝水出口；10-蒸汽加热器；11-保温层；12-抽水装置；13-加热管；14-氨气出口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，一种尿素水解制氨器，包括筒体1，筒体1内包括加热区和蒸发区，加热区和蒸发区通过抽水装置12连通；加热区的一端插入蒸汽加热器10的加热管束，蒸汽加热器10上设有蒸汽入口2和冷凝水出口9，加热管束的下方设有液体均布器7，液体均布器7与筒体1外的尿素溶液入口8相连通；蒸发区的内壁上设有保温层11，蒸发区内设有加热管13，蒸发区与筒体1外的氨气出口14相连通，氨气出口14处设置稳压阀5和除沫器4。
如图1所示，加热区和蒸发区均设有液位计6。
液位计6用于测量加热区和蒸发区内尿素溶液的高度。
如图1所示，加热管13是U型加热管。
如图1所示，加热区和蒸发区内均设有温度测量计。
温度测量计用于保证尿素溶液的温度在150-160℃内，保证尿素的分解速度。
如图1所示，加热管13的数量是两个。
如图1所示，筒体1外设有安全阀3。
尿素是由合成氨工艺制成，尿素水解工艺其实就是合成氨工艺的逆反应，主要反应式如下：CO(NH2)2+H2O＝2NH3↑+CO2↑。这是一个吸热过程，需要不断地输入热量以使得反应向生成氨气的方向进行，通常采用1.0MPa的饱和蒸汽作为热源，当尿素溶液温度在60℃以下时，尿素水解缓慢；温度到100℃时尿素水解速度明显加快；温度在145℃以上时，水解速度剧增。通常将尿素溶液的反应温度控制在150-160℃，尿素溶液浓度一般控制在40-60％，通常采用50％溶液浓度。
将尿素溶液从尿素溶液入口8送入液体均布器7，尿素溶液在加热区经过蒸汽加热器10加热至150-160℃时，打开抽水装置12将加热好的尿素溶液抽入蒸发区，保温层11和低功率的加热管13维持尿素溶液的温度使尿素溶液顺利水解，生成的氨气从氨气出口14排出，在出口处的稳压阀5，能够调节筒体1内的工作压力，从而调节反应速度，筒体1内工作压力通常控制在0.5-0.6MPa的范围；当尿素溶液从加热区抽走后，继续向加热区加入尿素溶液从而提高生产氨气的效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (6)
1.一种尿素水解制氨器，其特征在于：包括筒体(1)，所述筒体(1)内包括加热区和蒸发区，所述加热区和所述蒸发区通过抽水装置(12)连通；所述加热区的一端插入蒸汽加热器(10)的加热管束，所述蒸汽加热器(10)上设有蒸汽入口(2)和冷凝水出口(9)，所述加热管束的下方设有液体均布器(7)，所述液体均布器(7)与所述筒体(1)外的尿素溶液入口(8)相连通；所述蒸发区的内壁上设有保温层(11)，所述蒸发区内设有加热管(13)，所述蒸发区与所述筒体(1)外的氨气出口(14)相连通，所述氨气出口(14)处设置稳压阀(5)和除沫器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨器，其特征在于：所述加热区和所述蒸发区均设有液位计(6)。
3.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨器，其特征在于：所述加热管(13)是U型加热管。
4.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨器，其特征在于：所述加热区和所述蒸发区内均设有温度测量计。
5.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨器，其特征在于：所述加热管(13)的数量是两个。
6.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨器，其特征在于：所述筒体(1)外设有安全阀(3)。
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| CN114505044A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-17 | 西安热工研究院有限公司 | 一种填料式的尿素催化水解系统及方法 |
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| CN114505044B (zh) * | 2022-02-23 | 2023-10-20 | 西安热工研究院有限公司 | 一种填料式的尿素催化水解系统及方法 |
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