CN210495940U - 流场均匀的尿素热解制氨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流场均匀的尿素热解制氨装置，包括依次连接的尿素溶液制备单元、尿素溶液计量分配单元和喷射器，其特征在于，尿素热解制氨装置还包括：由上至下依次连接设置的入口直管段、入口锥管段、装置直管段及出口锥管段，其中，热风入口位于入口直管段的下端，热风出口位于出口锥管段的下端；热风导流单元，热风导流单元设置于入口锥管段的上部；均流板，均流板设置于入口锥管段与装置直管段的连接处的内部；其中，包括至少一个喷射器，多个喷射器均匀设置于装置直管段的圆周上，与装置直管段活动连接。其优点在于：使烟气均匀分配到各个通道内，进一步使装置内流场均匀，避免尿素结晶堵塞。

Description

流场均匀的尿素热解制氨装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉烟气脱硝技术领域，更具体地，涉及一种流场均匀的尿素热解制氨装置。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，目前主要应用选择性催化还原技术(SCR)治理烟气NOx排放，即利用还原剂有选择性的与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的氮气(N₂)和水(H₂O)，达到脱硝的目的。脱硝系统的还原剂有液氨、氨水和尿素，由于尿素的安全性及运输方便等优点在脱硝中得到广泛的应用，尿素溶液通过热解装置制成氨气，送至SCR系统中催化剂上的氨气喷射格栅，利用氨气与烟气中的NOx反应，实现脱硝的目的。

通常的尿素热解制氨装置是内部空的或者在直段设置一些均流装置的容器，但是由于入口锥段的形状导致尿素热解装置内部流场特别不均匀，尤其直段的边壁流速与中心流速偏差较大，导致传统的热解装置运行一段时间后造成尾部结晶堵塞，使脱硝系统停运，环保不能达标排放，最终导致设备停运等一系列问题。

因此，有必要开发一种尿素热解制氨装置，使热解装置内部的流场更加均匀、尿素热解更完全，避免尾部结晶堵塞，制造简单、运行稳定，具有较高的经济性。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种流场均匀的尿素热解制氨装置，其能够通过在尿素热解制氨装置内设置热风导流单元和均流板，使烟气均匀分配到各个通道内，进一步使装置内流场均匀，避免尿素结晶堵塞。

了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种流场均匀的尿素热解制氨装置，包括依次连接的尿素溶液制备单元、尿素溶液计量分配单元和喷射器，所述尿素溶液制备单元、所述尿素溶液计量分配单元和所述喷射器通过连接管道连接，所述尿素热解制氨装置还包括：由上至下依次连接设置的入口直管段、入口锥管段、装置直管段及出口锥管段，其中，热风入口位于所述入口直管段的下端，热风出口位于所述出口锥管段的下端；

热风导流单元，所述热风导流单元设置于所述入口锥管段的上部；

均流板，所述均流板设置于所述入口锥管段与所述装置直管段的连接处的内部；

其中，所述尿素热解制氨装置包括至少一个所述喷射器，多个所述喷射器均匀设置于所述装置直管段的圆周上，所述喷射器可插拔地连接于所述装置直管段上。

优选地，所述均流板上均匀设有多个圆孔或多个方孔，所述均流板的厚度为10-150mm，所述均流板的外径与所述装置直管段的内径相匹配。

优选地，所述热风导流单元包括：

圆锥导流板，多个所述圆锥导流板沿轴向均匀设置于所述入口锥管段的内部。

优选地，所述热风导流单元包括：

圆柱导流板，所述圆柱导流板设置于所述入口锥管段的中心位置。

优选地，所述圆锥导流板的角度为50°—85°。

优选地，所述入口锥管段与所述装置直管段的夹角为50°—85°。

优选地，所述热风导流单元的垂直高度为200-1000mm。

优选地，所述装置直管段的长度为5-10m。

优选地，所述出口锥管段与所述装置直管段的夹角为50°—70°。

优选地，所述入口直管段的长度大于2m。

本实用新型的有益效果：

1)热风导流单元的设置，能够使烟气均匀分配到各个通道内，避免尿素热解制氨装置直段边壁流速小、中心流速高的问题；

2)通过均流板的设置使热风均匀向下流动，边壁流速和温度与中心流速和温度偏差较小，从而使内部流场更均；

3)保证装置直管段的长度，使尿素热解完全，避免尿素结晶堵塞的问题。

本实用新型的尿素热解制氨装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种流场均匀的尿素热解制氨装置的示意图。

图2示出了图1的A向视图。

图3示出了图1的B-B相视图。

附图标记说明：

1、入口直管段；2、热风入口；3、圆柱导流板；4、圆锥导流板；5、入口锥管段；6、均流板；7、喷射器；8、装置直管段；9、出口锥管段； 10、热风出口；11、方孔；12、尿素溶液制备单元；13、连接管道；14、尿素溶液计量分配单元。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型提出了一种流场均匀的尿素热解制氨装置，包括依次连接的尿素溶液制备单元、尿素溶液计量分配单元和喷射器，尿素溶液制备单元、尿素溶液计量分配单元和喷射器通过连接管道连接，尿素热解制氨装置还包括：由上至下依次连接设置的入口直管段、入口锥管段、装置直管段及出口锥管段，其中，热风入口位于入口直管段的下端，热风出口位于出口锥管段的下端；

热风导流单元，热风导流单元设置于入口锥管段的上部；

均流板，均流板设置于入口锥管段与装置直管段的连接处的内部；

其中，尿素热解制氨装置包括至少一个喷射器，多个喷射器均匀设置于装置直管段的圆周上，喷射器可插拔地连接于装置直管段上。

其中，喷射器与装置直管段主要采用可插拔式连接，但并不仅限于插入式连接。

作为优选方案，均流板上均匀设有多个圆孔或多个方孔，均流板的厚度为10-150mm，均流板的外径与装置直管段的内径相匹配。

其中，均流板上的开孔率为30％-70％，当均流板上为圆孔时，圆孔的直径为10-100mm，当均流板上为方孔时，边长为10-100mm。

热风导流单元的设置，能够使烟气均匀分配到各个通道内，避免尿素热解制氨装置直段边壁流速小，中心流速高的问题，通过均流板的设置使热风均匀向下流动，边壁流速和温度与中心流速和温度偏差较小，从而使内部流场更均，尿素热解更完全。

作为优选方案，热风导流单元包括：

圆柱导流板，圆柱导流板设置于入口锥管段的中心位置；

圆锥导流板，多个圆锥导流板沿轴向均匀设置于入口锥管段的内部。

进一步地，圆柱导流板和圆锥导流板的个数为2-5个。

或者热风导流单元包括：

圆锥导流板，多个圆锥导流板沿轴向均匀设置于入口锥管段的内部。

进一步地，圆锥导流板的个数为2-5个。

具体地，热风导流单元可以是圆柱导流板和圆锥导流板的组合，也可以全部采用圆锥导流板。

进一步地，圆锥导流板的角度为50°—85°。

作为优选方案，热风导流单元的垂直高度为200-1000mm。

进一步地，入口锥管段与装置直管段的夹角为50°—85°。

其中，圆锥导流板的角度、入口锥管段与装置直管段的夹角两个角度可以相同也可以不同。

作为优选方案，装置直管段的长度为5-10m。

保证装置直管段的长度，使尿素热解完全，避免尿素结晶堵塞问题。

该长度的设置能够保证热风在装置直管段内停留3-15s，以便将尿素完全热解，避免尿素结晶造成的堵塞等问题。

进一步地，出口锥管段与装置直管段的夹角为50°—70°。

作为优选方案，入口直管段的长度大于2m。

该长度的设置能够保证进入尿素热解制氨装置的热风均匀流入。

400℃以上的热空气经入口直管段垂直均匀进入尿素热解制氨装置后，经过入口锥管段的圆锥导流板或圆锥导流板和圆柱导流板导流到装置直管段内，经装置直管段上的均流板后，使热风均匀分布在装置直管段内，而配置好的尿素溶液通过喷射器雾化喷入装置直管段内，在高温热风的作用下分解为氨气，具体化学反应为：CO(NH₂)₂+H₂O→2NH₃+CO₂，分解后的氨气经热风出口流出，进入喷氨格栅进行脱硝反应。

实施例1

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种流场均匀的尿素热解制氨装置的示意图。图2示出了图1的A向视图。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种场均匀的尿素热解制氨装置，包括依次连接的尿素溶液制备单元12、尿素溶液计量分配单元14和喷射器 7，尿素溶液制备单元12、尿素溶液计量分配单元14和喷射器7通过连接管道13连接，尿素热解制氨装置还包括：由上至下依次连接设置的入口直管段1、入口锥管段5、装置直管段8及出口锥管段9，其中，热风入口2 位于入口直管段1的下端，热风出口10位于出口锥管段9的下端；

热风导流单元，热风导流单元设置于入口锥管段5的上部；

均流板6，均流板6设置于入口锥管段5与装置直管段8的连接处的内部；

其中，尿素热解制氨装置包括至少一个喷射器7，多个喷射器7均匀设置于装置直管段8的圆周上，喷射器7可插拔地连接于装置直管段8。

进一步地，热风导流单元包括：

圆柱导流板3，圆柱导流板3设置于入口锥管段5的中心位置；

圆锥导流板4，多个圆锥导流板4沿轴向均匀设置于入口锥管段5的内部。

本实施例中，采用一个圆柱导流板3和两个圆锥导流板4组成热风导流单元，导流板的垂直高度为600mm，其中圆锥导流板4的角度为65°。

本实施例中，采用一个喷射器7，直接插入装置直管段内8，并能从装置直管段8上拔出。

图3示出了图1的B-B相视图。

如图3所示，本实施例中，均流板6上开孔率为50％，均流板6的厚度为80mm，均流板6上均匀设有多个方孔11，方孔11的边长为50mm。

具体地，本实施例中，入口锥管段5与装置直管段8的夹角为65°，装置直管段8的长度为8m，该长度的设置能够保证热风在装置直管段8内停留3-15s，以便将尿素完全热解，避免尿素结晶造成的堵塞等问题。

具体地，本实施例中，出口锥管段9与装置直管段8的夹角为50°，入口直管段1的长度为3m，该长度的设置能够保证进入尿素热解制氨装置的热风均匀流入。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (10)

1.一种流场均匀的尿素热解制氨装置，包括依次连接的尿素溶液制备单元、尿素溶液计量分配单元和喷射器，所述尿素溶液制备单元、所述尿素溶液计量分配单元和所述喷射器通过连接管道连接，其特征在于，所述尿素热解制氨装置还包括：由上至下依次连接设置的入口直管段、入口锥管段、装置直管段及出口锥管段，其中，热风入口位于所述入口直管段的下端，热风出口位于所述出口锥管段的下端；

热风导流单元，所述热风导流单元设置于所述入口锥管段的上部；

均流板，所述均流板设置于所述入口锥管段与所述装置直管段的连接处的内部；

其中，所述尿素热解制氨装置包括至少一个所述喷射器，多个所述喷射器均匀设置于所述装置直管段的圆周上，所述喷射器可插拔地连接于所述装置直管段上。

2.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述均流板上均匀设有多个圆孔或多个方孔，所述均流板的厚度为10-150mm，所述均流板的外径与所述装置直管段的内径相匹配。

3.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述热风导流单元包括：

圆锥导流板，多个所述圆锥导流板沿轴向均匀设置于所述入口锥管段的内部。

4.根据权利要求3所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述热风导流单元还包括：

圆柱导流板，所述圆柱导流板设置于所述入口锥管段的中心位置。

5.根据权利要求3或4所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述圆锥导流板的角度为50°—85°。

6.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述入口锥管段与所述装置直管段的夹角为50°—85°。

7.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述热风导流单元的垂直高度为200-1000mm。

8.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述装置直管段的长度为5-10m。

9.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述出口锥管段与所述装置直管段的夹角为50°—70°。

10.根据权利要求1所述的流场均匀的尿素热解制氨装置，其特征在于，所述入口直管段的长度大于2m。

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