一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，所述系统包括尿素溶液储罐(1)、A尿素溶液输送泵(2)、非均相水解反应器(3)和蒸汽管道(4)，所述的非均相水解反应器(3)采用列管式固定床反应器；所述尿素溶液储罐(1)通过A尿素溶液输送泵(2)和管路与非均相水解反应器(3)相连，蒸汽管道(4)与非均相水解反应器(3)相连。本实用新型专利技术的水解制氨系统结构简单，采用固定床列管式反应器，在固体催化剂的作用下尿素溶液水解生成氨气和二氧化碳，属于液

【技术实现步骤摘要】
一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统


[0001]本技术涉及烟气脱硝
，尤其涉及一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，属于大气污染控制


技术介绍

[0002]选择性催化还原(SCR)脱硝技术因效率较高，在国内外得到广泛应用。SCR脱硝技术常用的还原剂有液氨、氨水和尿素。液氨和氨水属于危险化学品，对运输、接卸都存在较大安全隐患，若发生泄漏将会对电厂的安全生产、周围居民及生态环境产生影响。而尿素是一种无毒性无害处的化学制品，它具有良好的性能指标和操作控制安全性，其化学性质稳定不会突然地发生爆炸，完全没有危险性。燃煤电厂将脱硝还原剂由液氨升级为尿素是势在必行的。
[0003]尿素制氨技术主要包括尿素热解制氨技术和尿素水解技术，尿素水解技术凭着能耗低，运行安全、稳定、可靠，在燃煤电厂烟气脱硝中得到越来越多的应用。尿素水解制氨技术一般分为普通尿素水解技术和尿素催化水解技术两种，尿素催化水解技术与普通尿素水解技术相比，其具有反应温度低、反应速度快、响应时间短等优点。但尿素催化水解技术目前普遍采用液体酸或碱作催化剂，该均相催化剂存在不易回收利用，需定期投入、运行费用高、对设备有腐蚀性等问题。
[0004]申请号为201510236369.7的专利申请公开了一种三相流态化尿素催化水解制氨设备及方法，其在水解制氨设备中发生三相流态化反应，参与反应的三相由固相催化剂、液相尿素溶液和气相蒸汽组成，该方法虽然可以解决催化剂回收的问题，但是仍然存在以下缺点： 1、采用三相流态化反应，蒸汽除了对反应器内的料液进行间接加热外，一路蒸汽还作为反应器的流化介质，从底部直接进入反应器，尿素溶液从顶部喷洒，会导致产生雾沫夹带现象，使得反应器内传质传热变差，化学反应发生时间长，使得系统对氨气需求信号的响应时间长；而且增加了蒸汽耗量，降低了尿素水解转化率同时增加了系统运行成本；2、采用活性炭作为催化剂的载体，活性炭本身不具有催化性能，使得其催化活性较一般，导致催化水解反应速率慢，造成系统对氨气需求信号响应时间长，且活性炭与活性组分之间不存在相互作用，使得活性组分易流失；3、三相流态化水解反应装置结构复杂，且三相流态化反应加剧了反应器内的扰动，易造成反应器振动，对底座要求高，导致制作安装成本高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，提供一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，水解反应器采用列管式固定床反应器，使得系统尿素水解转化率高，对氨气需求信号响应时间短，降低了系统能耗、投资成本和运行成本。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，包括：尿素配置系统、尿素非均相水解反应系统、残液排放及回收系统和疏水回收系统；所述的尿素非均相水解反应系统包括尿素溶液储罐、A尿素溶液输送
时，管壁面积过小，不利于管外的蒸汽与管内反应物之间的换热；当内管根数大于100时，会大大增加造价成本。而当内管根数为3～100时，从而可以增大管壁面积，有利于管外的蒸汽与管内反应物之间的换热，而且有效控制造价成本。
[0019]优选的，列管长为0.1～5m。所述的列管长度由催化剂填充量、内管根数和管内径共同决定，列管长度的设计还要考虑现场的实际情况，如占地面积和可设计高度等因素。通过将列管长设置为0.1～5m，综合其他因素，从而可以使得实际的催化反应效果更好。
[0020]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0021]1.本技术的SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，该系统包括尿素配置系统、尿素非均相水解反应系统、残液排放及回收系统和疏水回收系统；所述的尿素非均相水解反应系统包括尿素溶液储罐、A尿素溶液输送泵、非均相水解反应器和蒸汽管道，所述的非均相水解反应器采用列管式固定床反应器，在固体催化剂的作用下尿素溶液发生液
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固两相反应生成目标产物氨气。本技术中的反应器传热更快，化学反应速率快，尿素转化率高，使得系统对氨气需求信号的响应时间也更短，并且蒸汽使用量少，使得系统的运行成本更低；另外，本申请中的反应器使得催化剂机械损耗小，而且结构简单、制作成本低、可靠性高、废液排放量低，不仅可以实现固体催化剂的回收利用，还能降低系统能耗和投资运行成本。
[0022]2.本技术的SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，与现行尿素均相催化水解系统和普通尿素水解系统工艺流程契合度高，系统运行可靠性高，适用于现行的尿素水解系统的改造，改造成本低，而且可以提高系统响应性、降低系统运行成本和减少废液排放量。
附图说明
[0023]图1是本技术的一种实施例的系统示意图；
[0024]图2是本技术的一种实施例中的列管式固定床反应器的结构示意图；
[0025]图3为列管式反应器横截面；
[0026]图4为列管式反应器内置列管示意图；
[0027]图5为列管式反应器内置列管横截面示意图；
[0028]图6为喷淋装置中喷嘴的喷射方向与列管式固定床反应器的列管轴向的夹角示意图。
[0029]附图标记：1
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尿素溶液储罐，2
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A尿素溶液输送泵，3
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非均相水解反应器，4
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蒸汽管道，5
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尿素溶解罐，6
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除盐水泵，7
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B尿素溶液输送泵，8
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残液存储罐，9
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残液循环泵，10
‑ꢀ
疏水箱，11
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疏水泵，12
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除雾装置，13
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填装催化剂列管，14
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球形催化剂颗粒，15
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集成氨气缓冲空间，16
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喷淋装置；a
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除盐水；b
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尿素颗粒；c
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水蒸汽；d
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A尿素溶液；e
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B尿素溶液；f
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冷凝水；g
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水蒸汽；h
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产品气；i
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残液；j
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冷凝水。
[0030]为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并
不受下面公开的具体实施例的限制。
具体实施方式
[0032]实施例1：
[0033]一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统。如图1
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图5所示，一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，包括：尿素配置系统、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，其特征在于，包括：尿素配置系统、尿素非均相水解反应系统、残液排放及回收系统和疏水回收系统；所述的尿素非均相水解反应系统包括尿素溶液储罐(1)、A尿素溶液输送泵(2)、非均相水解反应器(3)和蒸汽管道(4)，所述的非均相水解反应器(3)采用列管式固定床反应器；所述尿素溶液储罐(1)通过A尿素溶液输送泵(2)和管路与非均相水解反应器(3)相连，蒸汽管道(4)与非均相水解反应器(3)相连；尿素溶液储罐(1)与尿素配置系统通过管路相连；非均相水解反应器(3)分别与残液排放及回收系统和疏水回收系统相连，残液排放及回收系统与尿素配置系统相连。2.根据权利要求1所述的SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，其特征在于，所述的尿素配置系统包括：尿素溶解罐(5)、除盐水泵(6)和B尿素溶液输送泵(7)，所述的除盐水泵(6)与尿素溶解罐(5)相连；尿素溶解罐(5)通过B尿素溶液输送泵(7)和管路与尿素溶液储罐(1)相连；所述的疏水回收系统包括：疏水箱(10)和疏水泵(11)，所述的疏水泵(11)与疏水箱(10)连接，疏水箱(10)通过管路与非均相水解反应器(3)相连。3.根据权利要求1所述的SCR脱硝尿素非均相催化水解制氨的系统，其特征在于，所述的残液排放及回收系统包括：残液存储罐(8)和残液循环泵(9)，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小夫，孙路长，汪洋，张锡乾，王凯亮，王争荣，耿宣，
申请(专利权)人：中国华电科工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：