CN220610288U - 一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统 - Google Patents

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蒋杰
姜涛
王奉岩
李伟
刘剑
刘龙
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Abstract

本实用新型涉及尿素水解工艺技术领域,尤其涉及一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统;其中,包括催化剂溶解加注箱、尿素催化水解反应器、疏水管、加注管、平衡阀和平衡管;所述催化剂溶解加注箱设置在所述尿素催化水解反应器的上端,且所述催化剂溶解加注箱与尿素催化水解反应器之间的高度差不小于一米;本实用新型涉及的尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,可在催化水解反应器正常带压运行时在线添加催化剂,系统采用高差设计通过重力作用实现催化剂溶液加注,结构简单,可靠性高,可确保尿素催化水解系统不间断平稳运行。

Description

一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统
技术领域
本实用新型涉及尿素水解工艺技术领域,尤其涉及一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统。
背景技术
早期电力行业SCR脱硝还原剂普遍采用液氨,根据安全法规的要求,液氨储罐在存储容积大于10m3情况下即属于重大危险源,随着国内安全要求形势的提高,国内很多电厂正积极开展液氨罐区重大危险源治理,将脱硝还原剂液氨改为尿素水解制氨工艺,彻底消除安全隐患。
尿素水解制氨工艺分普通水解和催化水解两种工艺,其中催化水解工艺由于其水解反应速度快、尿素利用率高、反应温度低、对系统腐蚀性小等优点,受到越来越多用户的青睐。尿素催化水解工艺和普通水解工艺的主要区别在于:催化水解工艺会在尿素水解反应器中添加一种催化剂,以促进尿素水解反应的速率。
通常尿素催化水解工艺会设置一套催化剂加注系统,因为尿素水解反应器在正常运行时会产生较高的工作压力,所以催化剂一般采用离线加注方式,即在尿素催化水解系统启动前,在催化剂溶解罐中将催化剂用除盐水在搅拌器的作用下溶解,再讲催化剂溶液用泵打入尿素催化水解反应器。这种催化剂加药方式存在一定的问题,例如当水解器内的催化剂随着系统排污流失,导致尿素水解速率下降,但是水解系统又不能停运时,会影响锅炉SCR脱硝系统的运行。
实用新型内容
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其中,包括催化剂溶解加注箱、尿素催化水解反应器、疏水管、加注管、平衡阀和平衡管;所述催化剂溶解加注箱设置在所述尿素催化水解反应器的上端,且所述催化剂溶解加注箱与尿素催化水解反应器之间的高度差不小于一米;
所述加注管上端与所述催化剂溶解加注箱连接,所述加注管的下端与尿素催化水解反应器连接;所述加注管上设置有加注阀;所述加注管的上端与催化剂溶解加注箱的底部连接,所述加注管下端与所述尿素催化水解反应器的水解液面以下的位置连接;
所述疏水管的上端与所述催化剂溶解加注箱连接,所述疏水管的下端与所述尿素催化水解反应器连接;所述疏水管的上端与所述催化剂溶解加注箱上催化剂溶解面以上的位置连接;
所述尿素催化水解反应器的一侧设置有蒸汽入口;
所述平衡管的上端与所述催化剂溶解加注箱连接,所述平衡管的下端与所述尿素催化水解反应器连接;所述平衡管上设置有所述平衡阀;所述平衡管上端与所述催化剂溶解加注箱的顶端连接,所述平衡管下端与所述尿素催化水解反应器的顶端连接。
优选的,所述催化剂溶解加注箱的底部为倒锥形结构或圆弧型结构。
优选的,所述催化剂溶解加注箱的下端设置有冲洗管所述冲洗管的下端连接有废水箱;所述冲洗管上设置有所述冲洗阀。
优选的,所述疏水管上设置有疏水阀和流量计。
优选的,所述疏水阀、加注阀、平衡阀和冲洗阀为手动阀或电动阀。
优选的,所述流量计为机械式流量计或电子式流量计。
优选的,当所述疏水阀、加注阀、平衡阀、冲洗阀采用手动阀,所述流量计采用机械式时,加注过程需人工操作。
优选的,当所述疏水阀、加注阀、平衡阀、冲洗阀采用电动阀,所述流量计采用电子式时,可通过控制器按照设定的开启顺序和时间间隔自动操作,实现自动加注。
优选的,所述加注管应倾斜向下设置,坡度不小于5%,所述加注管不得有折弯段、向上段或水平段。
有益效果:与现有技术相比,本实用新型涉及的尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,可在催化水解反应器正常带压运行时在线添加催化剂,系统采用高差设计通过重力作用实现催化剂溶液加注,结构简单,可靠性高,可确保尿素催化水解系统不间断平稳运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图中:1、催化剂溶解加注箱;2、尿素催化水解反应器;3、疏水管;4、疏水阀;5、流量计;6、加注阀;7、加注管;8、平衡阀;9、平衡管;10、冲洗阀;11、冲洗管;12、废水箱;13、蒸汽入口。
实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例
请参考说明书附图,本实用新型实施例中,一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,包括催化剂溶解加注箱1、尿素催化水解反应器2、疏水管3、疏水阀4、流量计5、加注阀6、加注管7、平衡阀8、平衡管9、冲洗阀10、冲洗管11和废水箱12。
所述尿素催化水解反应器2的一侧设置有蒸汽入口13,所述尿素催化水解反应器1在垂直高度上应高于所述尿素催化水解反应器2至少一米,所述催化剂溶解加注箱1底部和所述尿素催化水解反应器2水解液面下方之间通过加注管7连接,在加注管7上设置加注阀6,用于控制加注管7通断;加注阀6采用手动阀,也可以采用电动阀;所述加注管7所有管段应竖直或倾斜向下,坡度不小于5%,不得有折弯、向上或水平段,便于催化剂溶液流入所述尿素催化水解反应器2;
所述催化剂溶解加注箱1为倒锥形或圆弧底部,避免催化剂溶液残留。
所述催化剂溶解加注箱1催化剂溶液液面以上和所述尿素催化水解反应器2水解液面以上通过平衡管9连接,用于两个容器之间压力平衡;平衡管9上设置有平衡阀8,用于控制平衡管9通断,平衡阀8采用手动阀,也可以采用电动阀。
所述催化剂溶解加注箱1催化剂溶液液面以上引入一路疏水管3,用于催化剂溶解及催化剂溶解加注箱1冲洗,所述疏水管3上设置疏水阀4和流量计5,疏水阀4用于控制疏水管3通断,流量计5用于定量充注;疏水阀4采用手动阀,也可以采用电动阀。
所述催化剂溶解加注箱1底部通过一路冲洗管11连接至废水箱12,用于冲洗后废水排放;冲洗管11设置冲洗阀10,用于控制冲洗管通断;冲洗阀10采用手动阀,也可以采用电动阀。
工作原理:
启动前,所有阀门处于关闭状态。
所述尿素催化水解反应器2在每次排污后根据排污量向催化剂溶解加注箱1内添加50%排污量的催化剂,添加催化剂后将催化剂溶解加注箱1密封盖盖好;
打开疏水阀4,采用流量计5测量,通过疏水管3向催化剂溶解加注箱1内注入与催化剂等量的疏水,将催化剂溶解为浓度50%的催化剂溶液,然后关闭疏水阀4;
打开加注阀6,此时由于尿素催化水解反应器2内压力高于催化剂溶解加注箱1内压力,尿素催化水解反应器2内高压气体通过加注管7进入催化剂溶解加注箱1底部,在催化剂溶液中产生气泡,搅动催化剂溶液充分溶解;
待充气完毕,打开平衡阀8,在平衡管9和加注管7的连接下催化剂溶解加注箱1与尿素催化水解反应器2形成连通器,催化剂溶解加注箱1内催化剂溶液在重力作用下通过加注管7流入尿素催化水解反应器2;
待催化剂溶液加注完毕,关闭加注阀6和平衡阀8,再次打开疏水阀4,向催化剂溶解加注箱1充入一定量的疏水,对催化剂溶解加注箱1内的氨气进行吸收,待充分吸收后打开冲洗阀10,将废液通过冲洗管11排入废水箱12;排放完毕后关闭冲洗阀10;
本实用新型涉及的尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,可在催化水解反应器正常带压运行时在线添加催化剂,系统采用高差设计通过重力作用实现催化剂溶液加注,结构简单,可靠性高,可确保尿素催化水解系统不间断平稳运行。
以上的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本实用新型的保护范围,这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。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。

Claims (10)

1.一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:包括催化剂溶解加注箱(1)、尿素催化水解反应器(2)、疏水管(3)、加注管(7)、平衡阀(8)和平衡管(9);所述催化剂溶解加注箱(1)设置在所述尿素催化水解反应器(2)的上端,且所述催化剂溶解加注箱(1)与尿素催化水解反应器(2)之间的高度差不小于一米;
所述加注管(7)上端与所述催化剂溶解加注箱(1)连接,所述加注管(7)的下端与尿素催化水解反应器(2)连接;所述加注管(7)上设置有加注阀(6);所述加注管(7)的上端与催化剂溶解加注箱(1)的底部连接,所述加注管(7)下端与所述尿素催化水解反应器(2)的水解液面以下的位置连接;
所述疏水管(3)的上端与所述催化剂溶解加注箱(1)连接,所述疏水管(3)的下端与所述尿素催化水解反应器(2)连接;所述疏水管(3)的上端与所述催化剂溶解加注箱(1)上催化剂溶解面以上的位置连接;
所述尿素催化水解反应器(2)的一侧设置有蒸汽入口(13)。
2.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述平衡管(9)的上端与所述催化剂溶解加注箱(1)连接,所述平衡管(9)的下端与所述尿素催化水解反应器(2)连接;所述平衡管(9)上设置有所述平衡阀(8);所述平衡管(9)上端与所述催化剂溶解加注箱(1)的顶端连接,所述平衡管(9)下端与所述尿素催化水解反应器(2)的顶端连接。
3.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述催化剂溶解加注箱(1)的底部为倒锥形结构或圆弧型结构。
4.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述催化剂溶解加注箱(1)的下端设置有冲洗管(11);所述冲洗管的下端连接有废水箱(12);所述冲洗管(11)上设置有冲洗阀(10)。
5.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述疏水管(3)上设置有疏水阀(4)和流量计(5)。
6.根据权利要求5所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述流量计(5)为机械式流量计或电子式流量计。
7.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述加注管(7)应倾斜向下设置,坡度不小于5%。
8.根据权利要求7所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述加注管(7)不得有折弯段。
9.根据权利要求7所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述加注管(7)不得有向上段。
10.根据权利要求7所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统,其特征在于:所述加注管(7)不得有水平段。
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