尿素水解氨气脱水系统及其方法技术方案

一种尿素水解氨气脱水系统及其方法，该尿素水解氨气脱水系统包括脱水冷凝器及产品汽入口管；所述脱水冷凝器具有冷媒腔、冷凝腔、冷媒入口管及介质出口管及冷凝盘管，该冷凝盘管具有管板及数根冷凝管，所述冷凝管具有与冷媒腔连通的入口端与出口端、位于冷凝腔内且未与冷凝腔贯通的管道，所述产品汽入口管直接凸伸入冷凝腔内，以将尿素溶液热解后的产品汽自产品汽入口管的氨气水分分离出水分含量较低的氨气或水(冷凝液)，降低含水分较高的氨气对设备的腐蚀性，且水可以进一步做循环利用，大大降低了制造成本，节约水资源。

【技术实现步骤摘要】
尿素水解氨气脱水系统及其方法
本专利技术涉及火力发电厂内的尿素水解系统，尤其涉及一种尿素溶液水解后的氨气脱水的尿素水解氨气脱水系统及其方法。
技术介绍
火力发电厂内经常用将尿素溶液分解成氨气，方便后续脱硝，达到环保要求，通常尿素溶液具有尿素水解系统或尿素催化水解系统两种工艺。在尿素水解反应工艺系统中50％的尿素溶液用蒸汽加热到130-170℃，使尿素与水发生水解反应，产生氨气。化学反应如下：(NH2)2CO+H2O→CO2↑+2NH3↑但尿素催化水解制氨工艺中将分析纯的磷酸二氢铵按照一定的比例和50％的尿素溶液混合，加热到135-160℃，加速尿素水解产生氨气。其中磷酸二氢铵在化学反应中起到催化剂的作用。化学反应如下：(NH2)2CO+3H2O→CO2↑+2NH4OH2NH4OH+2NH4H2PO4→2(NH4)2HPO4+2H2O2(NH4)2HPO4→2NH4H2PO4+2NH3↑尿素水解于催化水解的综合反应是一样的，产品中，气体组分自然也是一模一样的，其中质量组分比为NH3:CO2:H2O＝0.283：0.367：0.35。实际工程运行过程中，无论是尿素水解还是尿素催化水解，运行过程中都出现结晶和腐蚀的问题，结晶的产物多为缩二脲，聚磷酸氨(APP)等白色块状物，当反应器中的结晶物越来越多，不仅影响制备氨气的产量，同时对反应设备和管路元件，重要阀门仪表，具有一定的腐蚀性，不利于设备的长期运行。该结晶物表现性质为：无色透明，酒精灯点燃测试，500℃不燃烧不融化，常压沸水测试下，100℃几乎不溶解。反应器中的结晶物越来越多，不仅影响制备氨气的产量，同时对反应设备和管路元件，重要阀门仪表，具有一定的腐蚀性，不利于设备的长期运行。同时，根据电厂使用的尿素溶液浓度的不同，产品汽中含水量高达35％-48％，甚至更高，对除盐水是极大的浪费。若将这一部分水蒸气凝结回收回来，不仅可以解决产品汽带水结晶腐蚀管路、设备、仪表、的问题，延长设备、阀门、仪表的使用寿命，提纯氨气提高调节控制的可操作性，回收回来的除盐水，用于重新溶解尿素，对于尿素水解系统，可节约至少1/3的除盐水。所以，有必要设计一种新的尿素水解氨气脱水系统以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种低成本，进一步改善防腐蚀的尿素水解氨气脱水系统及其方法。为实现前述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种尿素水解氨气脱水系统，包括脱水冷凝器及产品汽入口管；所述脱水冷凝器具有冷媒腔、冷凝腔、冷媒入口管及介质出口管及冷凝盘管，该冷凝盘管具有管板及数根冷凝管，所述管板隔绝冷媒腔与冷凝腔的介质交换，所述冷凝管具有与冷媒腔连通的入口端与出口端、位于冷凝腔且未与冷凝腔贯通的管道，所述冷媒腔具有被分割成未连通的入口腔及出口腔，该入口腔分别与冷凝管的入口端及冷媒入口管连通，出口腔与冷凝管的出口端及介质出口管连通，所述产品汽入口管凸伸入冷凝腔内，该冷凝腔低端具有排液口及位于冷凝腔中间段的氨气排出口，该排液口以排放产品汽被冷凝后的冷凝液，所述氨气排出口排放冷凝后的氨气。本专利技术进一步改进措施有：所述产品汽入口管凸伸入冷凝腔内的部分具有多个通孔。本专利技术进一步改进措施有：所述产品汽入口管的末端呈封闭结构。本专利技术进一步改进措施有：所述脱水冷凝器的管道外侧裹附有吸附冷凝液的除丝网，该除丝网具有数个孔。本专利技术进一步改进措施有：尿素水解氨气脱水系统设有固定于除丝网的引导板，该引导板将除丝网内的冷凝液引流至冷凝腔内。本专利技术进一步改进措施有：所述尿素水解氨气脱水系统包括控制系统，该控制系统具有温度调节系统，该温度调节系统具有与冷凝腔连接的温度变速器联锁及连接冷媒入口管的调节门。本专利技术进一步改进措施有：所述控制系统具有压力调节系统，该压力调节系统具有与冷凝腔连接的压力变速器联锁及连接产品汽入口管的氨气调节阀。本专利技术进一步改进措施有：所述尿素水解氨气脱水系统具有连接冷媒介质入口的调节旁路及位于调节旁路上的调节阀。本专利技术也可采用如下技术手段，一种尿素水解氨气脱水系统方法，提供尿素水解氨气脱水系统，其脱水方法具有：一：将冷媒入口管输入冷媒介质，该冷媒介质经过冷凝管后自介质出口管流出；二：于产品汽入口管内通入水解后的产品汽，该产品汽进入冷凝腔内，与冷凝管充分接触，且与冷凝管内的冷媒介质冷热交换，该产品汽降温被凝固分解成冷凝液和氨气，该氨气通过氨气排出口输入SCR反应器中，冷凝液沉积于冷凝腔低端，排出重复利用。本专利技术进一步改进措施有：所述产品汽入口管内的产品汽温度高于130℃，所述氨气排出口的氨气温度控制于100-106℃。本专利技术进一步改进措施有：所述冷凝腔内的压力控制在0.15—0.25Mpa内。本专利技术进一步改进措施有：所述产品汽的含液体量高于35％，所述氨气排出口的氨气含液体量低于16.9％。本专利技术进一步改进措施有：当冷媒入口管的流量大于所需流量时，通过调节旁路朝外排除。本专利技术进一步改进措施有：沉积于冷凝腔低端的冷凝液自排液口重新输入尿素溶解器中溶解尿素。本专利技术进一步改进措施有：所述冷媒介质为水或空气。本专利技术具有如下有益效果，通过尿素水解氨气脱水系统内设置脱水冷凝器，将尿素溶液热解后的氨气水分分离出水分含量氨气或冷凝后的冷凝液，降低含水分的氨气对设备的腐蚀性，且水可以进一步做循环利用，大大降低了制造成本，节约水资源。附图说明图1为本专利技术尿素水解氨气脱水系统及其方法的示意图；图2为本专利技术尿素水解氨气脱水系统的部分结构示意图；图3为图2所示的局部放大图。具体实施方式请参阅图1至图3所示，为本专利技术公开的一种尿素水解氨气脱水系统及其方法，在本实施方式中，方便叙述，将尿素普通水解方式或者催化水解方式统称为尿素水解，此后不在一一叙述。所述尿素水解氨气脱水系统包括脱水冷凝器1、产品汽入口管2、控制系统，该控制系统包括温度调节系统及压力调节系统。在本实施方式中，所述温度调节系统是将氨气温度控制于100-106℃，压力调节系统是将脱水冷凝器1内的压力控制在0.15-0.25Mpa内，可以使脱水凝结效果达到最佳状态，相对现有技术，可节约约1/3的除盐水，脱水是为了叙述方便，当然产品汽中可能还含少量的有其它物质，可以将产品汽分离后的物质称为冷凝液。所述脱水冷凝器1具有冷媒腔11、冷凝腔12、冷媒入口管13及介质出口管14及冷凝盘管。所述冷媒腔11具有被分割成未连通的入口腔110及出口腔111，该冷凝腔低端具有排液口3及位于冷凝腔中间段的氨气排出口4，该排液口3以排放产品汽被冷凝后的冷凝液，也可认为是水，所述氨气排出口4排放冷凝后的氨气，容后详述。在本实施方式中，所述冷媒介质为水或空气，所述脱水冷凝器具有连通冷媒入口管13的风机或泵，通过该风机或泵输送空气或水输入冷媒入口管13内。当然，所述冷凝液可能具有水及油等物质，且由于水与油的密度不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：包括脱水冷凝器及产品汽入口管；所述脱水冷凝器具有冷媒腔、冷凝腔、冷媒入口管及介质出口管及冷凝盘管，该冷凝盘管具有管板及数根冷凝管，所述管板隔绝冷媒腔与冷凝腔的介质交换，所述冷凝管具有与冷媒腔连通的入口端与出口端、位于冷凝腔内且未与冷凝腔贯通的管道，所述冷媒腔具有被分割成未连通的入口腔及出口腔，该入口腔分别与冷凝管的入口端及冷媒入口管连通，出口腔与冷凝管的出口端及介质出口管连通，所述产品汽入口管凸伸入冷凝腔内，该冷凝腔低端具有排液口及位于冷凝腔中间段的氨气排出口，该排液口以排放产品汽被冷凝后的冷凝液，所述氨气排出口排放冷凝后的氨气。/n

【技术特征摘要】
1.一种尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：包括脱水冷凝器及产品汽入口管；所述脱水冷凝器具有冷媒腔、冷凝腔、冷媒入口管及介质出口管及冷凝盘管，该冷凝盘管具有管板及数根冷凝管，所述管板隔绝冷媒腔与冷凝腔的介质交换，所述冷凝管具有与冷媒腔连通的入口端与出口端、位于冷凝腔内且未与冷凝腔贯通的管道，所述冷媒腔具有被分割成未连通的入口腔及出口腔，该入口腔分别与冷凝管的入口端及冷媒入口管连通，出口腔与冷凝管的出口端及介质出口管连通，所述产品汽入口管凸伸入冷凝腔内，该冷凝腔低端具有排液口及位于冷凝腔中间段的氨气排出口，该排液口以排放产品汽被冷凝后的冷凝液，所述氨气排出口排放冷凝后的氨气。


2.根据权利要求1所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述产品汽入口管凸伸入冷凝腔内的部分具有多个通孔。


3.根据权利要求2所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述产品汽入口管的末端呈封闭结构。


4.根据权利要求1所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述脱水冷凝器的管道外侧裹附有吸附冷凝液的除丝网，该除丝网具有数个孔。


5.根据权利要求4所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述脱水冷凝器设有固定于除丝网的引导板，该引导板将除丝网内的冷凝液引流至冷凝腔内。


6.根据权利要求1所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述尿素水解氨气脱水系统具有控制系统，该控制系统包括温度调节系统，该温度调节系统具有与冷凝腔连接的温度变速器联锁及连接冷媒入口管的调节门。


7.根据权利要求6所述的尿素水解氨气脱水系统，其特征在于：所述控制系统具有压力调节系统，该压力调节系统具有与冷凝腔连接的压力变速器联锁及连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红轩，陆华，刘炎军，赵杰昌，王文宇，刘艳龙，沈明，代海宁，
申请(专利权)人：昆山市三维换热器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32