CN210057895U - 一种旋流耦合尿素热解装置 - Google Patents

Abstract

一种旋流耦合尿素热解装置，属于SCR尿素热解脱硝装置技术领域，解决尿素热解过程中的还原剂及压缩空气调节计量、热解炉内还原剂均匀喷射、热解气高效混合技术问题，解决方案为：压缩空气储罐与调节计量单元连通，尿素溶液储罐与尿素溶液输送泵连通，尿素溶液输送泵与调节计量单元的连通，调节计量单元与尿素溶液储罐之间设置有循环回路管道；在热解炉的顶部烟气入口处设置有喷射单元，喷射单元的入口通过管道与调节计量单元连通，在热解炉的底部烟气出口处设置旋流混合器。本实用新型通过改进优化喷射单元、增设旋流混合器，提高了热解效率以及混合程度，提高了热解混合能力及热解后氨气烟气混合气的均匀性，缩短热解所需要的行程。

Description

一种旋流耦合尿素热解装置

技术领域

本实用新型属于SCR尿素热解脱硝装置技术领域，具体涉及的是一种旋流耦合尿素热解装置。

背景技术

从人类环保节能、可持续发展的角度出发，要求控制火电厂氮氧化物的排放，在满足超低排放的条件下，当前燃煤机组脱硝大多数采用SCR脱硝技术。其中，还原剂主要采用尿素或者液氨，采用液氨作为还原剂主要通过加热减压气化得到纯氨气，氨气与空气或者烟气进行混合得到氨空混合气(或者氨气烟气混合气)；采用尿素作为还原剂主要通过热解法或水解法得到氨空混合气，优势主要是安全性和稳定性，其中尿素热解法投资小，系统简便。因此使得SCR尿素热解法成为当前大部分电厂采取的脱硝方法，整个SCR尿素热接法脱硝系统包括尿素溶解罐系统，尿素溶液储罐系统，计量分配模块系统，尿素溶液热解炉系统，SCR反应器系统，伴热系统，水冲洗系统和加热蒸气及疏水回收系统。

目前电厂锅炉现有的尿素热解装置，大部分都是采用高温空气或者烟气作为热量源，通过在锅炉尾部烟道合适位置布置高温烟气旁路烟道，旁路烟道合适位置布置若干只喷氨格栅，利用高温烟气将喷氨格栅所喷射的尿素水溶液雾化并迅速分解为氨气，氨气作为还原剂进入烟道与烟气混合后进入SCR反应器进行反应，并在催化剂的作用下将氮氧化物还原为无污染的氮气和水，进而达到脱硝的作用，现有的尿素热解炉一般高达十多米。

随着经济的发展和科技的创新，人们对还原剂消耗量，脱除效率，以及装置的经济适越来越重视，尿素炉内喷射技术在简化热解系统、减少电耗以及热量消耗的情况下仍有改进空间。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的：为了解决尿素热解过程中的还原剂消耗量、脱除效率以及尿素炉内喷射的技术问题，本实用新型提供一种旋流耦合尿素热解装置。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种旋流耦合尿素热解装置，它包括压缩空气储罐、尿素溶液储罐、调节计量单元、尿素溶液输送泵、热解炉和旋流混合器，其中：

所述压缩空气储罐的出液口通过管道与调节计量单元的空气入口连通，尿素溶液储罐的出液口通过管道与尿素溶液输送泵的液体入口连通，尿素溶液输送泵的出液口通过管道与调节计量单元的尿素溶液入口连通，调节计量单元的尿素溶液入口与尿素溶液储罐的尿素溶液入口之间设置有循环回路管道，循环回路管道与尿素溶液储罐的循环入口连通；

所述热解炉沿竖直方向设置，热烟气从热解炉的顶部烟气入口进入，从热解炉的底部烟气出口排出；在热解炉的顶部烟气入口处设置有喷射单元，喷射单元包括在热解炉烟气入口横截面上均匀布置的2～6支喷枪，喷射单元的入口通过管道与调节计量单元连通；在热解炉的底部烟气出口处设置旋流混合器，所述旋流混合器包括若干沿圆周方向均匀布置的导流片。

进一步地，所述喷射单元与旋流混合器之间的距离为2.5～5米。

进一步地，所述导流片的形状为风扇叶片，风扇叶片设置为弧面。

进一步地，所述导流片的材质为310不锈钢或316L不锈钢。

进一步地，所述喷射单元中的喷枪为双流体喷枪。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种旋流耦合尿素热解装置，

1、本热解装置通过改进优化喷射单元，改善热解炉空间利用情况，提高了热解效率以及混合程度。

2、本热解装置通过增设旋流混合器，降低热解炉内温度场分布不均的程度，提高了热解混合能力及热解后氨气烟气混合气的均匀性，缩短热解所需要的行程；

3、可以缩短热解炉长度，降低尿素热解炉的制造成本。

4、尿素热解系统采用热烟气作为热源，与尿素水解法相比，运行成本更低；

5、有独立的调节计量单元，可以实现对尿素溶液的精确控制，实现还原剂节省。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2喷射单元的俯视结构示意图；

图3为旋流混合器结构示意图。

图中，1为压缩空气储罐，2为尿素溶液储罐，3为调节计量单元，4为尿素溶液输送泵，5为喷射单元，6为热解炉，7为旋流混合器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至图3所示的一种旋流耦合尿素热解装置，它包括压缩空气储罐1、尿素溶液储罐2、调节计量单元3、尿素溶液输送泵4、热解炉6和旋流混合器7，其中：

所述压缩空气储罐1的出液口通过管道与调节计量单元3的空气入口连通，尿素溶液储罐2的出液口通过管道与尿素溶液输送泵4的液体入口连通，尿素溶液输送泵4的出液口通过管道与调节计量单元3的尿素溶液入口连通，调节计量单元3的尿素溶液入口与尿素溶液储罐2的尿素溶液入口之间设置有循环回路管道，循环回路管道与尿素溶液储罐2的循环入口连通；

所述热解炉6沿竖直方向设置，热烟气从热解炉6的顶部烟气入口进入，从热解炉6的底部烟气出口排出；在热解炉6的顶部烟气入口处设置有喷射单元5，喷射单元5包括在热解炉烟气入口横截面上均匀布置的2～6支喷枪，喷射单元5的入口通过管道与调节计量单元3连通；在热解炉6的底部烟气出口处设置旋流混合器7，所述旋流混合器7包括若干沿圆周方向均匀布置的导流片。

进一步地，所述喷射单元5与旋流混合器7之间的距离为2.5～5米。

进一步地，所述导流片的形状为风扇叶片，风扇叶片设置为弧面。

进一步地，所述导流片的材质为310不锈钢或316L不锈钢。

进一步地，所述喷射单元5中的喷枪为双流体喷枪。

图中，1为压缩空气储罐，2为尿素溶液储罐，3为调节计量单元，4为尿素溶液输送泵，5为喷射单元，6为热解炉，7为旋流混合器。

本实用新型的使用过程如下：

热解开始时，启动尿素溶液输送泵4，将压缩空气储罐1中的空气和尿素溶液储罐2中的溶液同时传送至调节计量单元3中，在调节计量单元3中定量调节空气与尿素溶液的混合比例，尿素溶液输送泵4泵送的多余的尿素溶液由循环回路管道回流至尿素溶液储罐2中；混合好的空气与尿素溶液由喷射单元5喷出，空气、尿素溶液和热烟气在热解炉6中发生热解反应，旋流混合器7旋转，降低热解炉6内温度场分布不均的程度，提高了热解混合能力及热解后氨气烟气混合气的均匀性，缩短热解所需要的行程，氨气烟气混合气由热解炉6的底部烟气出口排出，热解炉6的底部烟气出口与下一工段还原剂喷射均布装置入口连接。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种旋流耦合尿素热解装置，它包括压缩空气储罐(1)、尿素溶液储罐(2)、调节计量单元(3)、尿素溶液输送泵(4)、热解炉(6)和旋流混合器(7)，其特征在于：

所述压缩空气储罐(1)的出液口通过管道与调节计量单元(3)的空气入口连通，尿素溶液储罐(2)的出液口通过管道与尿素溶液输送泵(4)的液体入口连通，尿素溶液输送泵(4)的出液口通过管道与调节计量单元(3)的尿素溶液入口连通，调节计量单元(3)的尿素溶液入口与尿素溶液储罐(2)的尿素溶液入口之间设置有循环回路管道，循环回路管道与尿素溶液储罐(2)的循环入口连通；

所述热解炉(6)沿竖直方向设置，热烟气从热解炉(6)的顶部烟气入口进入，从热解炉(6)的底部烟气出口排出；在热解炉(6)的顶部烟气入口处设置有喷射单元(5)，喷射单元(5)包括在热解炉烟气入口横截面上均匀布置的2～6支喷枪，喷射单元(5)的入口通过管道与调节计量单元(3)连通；在热解炉(6)的底部烟气出口处设置旋流混合器(7)，所述旋流混合器(7)包括若干沿圆周方向均匀布置的导流片。

2.根据权利要求1所述的一种旋流耦合尿素热解装置，其特征在于：所述喷射单元(5)与旋流混合器(7)之间的距离为2.5～5米。

3.根据权利要求1所述的一种旋流耦合尿素热解装置，其特征在于：所述导流片的形状为风扇叶片，风扇叶片设置为弧面。

4.根据权利要求3所述的一种旋流耦合尿素热解装置，其特征在于：所述导流片的材质为310不锈钢或316L不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种旋流耦合尿素热解装置，其特征在于：所述喷射单元(5)中的喷枪为双流体喷枪。

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