一种尿素制氨产品气处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种尿素制氨产品气处理装置及方法，该装置包括：尿素水解器，尿素溶液在尿素水解器中反应生成产品气；干燥装置，用于干燥来自尿素水解器的产品气；加热装置，用于将来自干燥装置的干燥剂吸收的水分蒸发出来并返还至干燥装置；脱碳装置，用于对来自干燥装置的产品气进行脱碳；反应装置，用于向脱碳装置提供生石灰粉

【技术实现步骤摘要】
一种尿素制氨产品气处理装置及方法


[0001]本专利技术属于尿素制氨
，具体涉及一种尿素制氨产品气处理装置及方法
。

技术介绍

[0002]SCR
脱硝反应以氨气作还原剂，氨气可来源于液氨直接加热气化，也可通过氨水蒸发或者尿素分解间接制备
。
根据国家政策要求，脱硝还原剂必须由液氨改为尿素
。
尿素不属于危险品，便于运输和储存，受热分解即可制成氨气
。
尿素制氨主要有尿素热解及水解两种成熟技术
。
尿素水解制氨系统主要设备有尿素溶解罐
、
尿素溶解泵
、
尿素溶液储罐
、
尿素溶液输送泵及尿素水解反应器等，尿素颗粒加入到尿素溶解罐，用水将其溶解成质量分数约
40
％～
60
％的尿素溶液，通过尿素溶解泵输送到尿素溶液储罐，之后尿素溶液经尿素溶液输送泵进入尿素水解反应器，在尿素水解反应器中分解生成
NH3、H2O
和
CO2，尿素溶液水解产品气通过自身压力送至炉侧与稀释风混合后经氨喷射装置喷入
SCR
入口烟道内
。
与液氨不同的是，水解产品气需保持
140℃
以上的温度，以避免氨气与二氧化碳在低温下逆向反应，生成氨基甲酸盐，氨基甲酸盐会造成下游的喷氨支管等设备的堵塞，因此，水解产品气输送管道需采用蒸汽伴热保证全程温度不低于
140℃。
采用蒸汽伴热，一方面能耗较高，尤其在输送管道较长时，需消耗大量蒸汽；另一方面，局部伴热容易出现温度偏低造成产品气发生逆反应，影响系统安全运行
。
[0003]中国专利技术专利，公开号
CN113788484B
，公开了一种水解产品气的净化处理装置和方法，该方法采用两路并行处理脱水脱碳，一路用吸收剂进行脱水脱碳，另一路进行吸收剂解吸附恢复
。
但是该专利存在明显不足：
[0004]水解产品气需维持稳定压力，采用两路切换方式易造成管道内产品气压力的波动，严重影响供氨稳定性，切换的时点判别标准是处理后的产品气中出现
H2O
和
CO2，会造成产品中出现波段性的
H2O
和
CO2峰值，影响处理效果
。
且该专利还需额外增加能源消耗对吸收剂进行解吸附恢复吸收能力，解吸附过程中产生的废气含有少量氨，对环境有污染，不宜直接排放
。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种尿素制氨产品气处理装置及方法
。
[0006]为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种尿素制氨产品气处理装置，包括：
[0008]锅炉；
[0009]尿素水解器，尿素溶液在尿素水解器中反应生成产品气，产品气中包括
NH3、H2O
和
CO2；
[0010]干燥装置，与尿素水解器相连通，用于干燥来自尿素水解器的产品气；
[0011]加热装置，与干燥装置相连通，用于将来自干燥装置的干燥剂吸收的水分蒸发出
来并返还至干燥装置；
[0012]脱碳装置，与干燥装置相连通，用于对来自干燥装置的产品气进行脱碳；
[0013]反应装置，与脱碳装置相连通，用于向脱碳装置提供生石灰粉；
[0014]尿素溶液在尿素水解器中反应生成产品气，所述产品气进入干燥装置进行干燥，干燥后的产品气中包含
NH3和
CO2，再进入脱碳装置进行
CO2脱除，得到仅含有
NH3的产品气
。
[0015]进一步的，所述装置还包括生石灰粉储罐，所述生石灰粉储罐中储存有生石灰粉，所述生石灰粉储罐通过输送泵
c
与脱碳装置相连通，所述生石灰粉储罐与输送泵
e
与反应装置相连通
。
[0016]进一步的，所述干燥装置为密封的三分仓壳体结构，包括从上到下顺序设置的干燥剂仓
、
除湿干燥仓和待处理干燥剂仓，所述干燥剂仓与除湿干燥仓之间通过调节阀
b
相连通，所述除湿干燥仓与待处理干燥剂仓之间通过调节阀
c
相连通，所述干燥剂仓和待处理干燥剂仓分别与加热装置的底部和顶部相连通，干燥剂能够在干燥剂仓
、
除湿干燥仓
、
待处理干燥剂仓和加热装置之间流动
。
[0017]进一步的，所述干燥剂仓顶部设有调节阀
a
，底部设有料位计
a
和调节阀
b
，所述料位计
a
用于监测干燥剂仓中干燥剂的数量，所述调节阀
b
的开度大小可调节，用于控制干燥剂流入除湿干燥仓的流量；所述除湿干燥仓底部设有调节阀
c
，所述调节阀
b
与调节阀
c
的开度始终保持一致，确保除湿干燥仓中始终保持着一定存量的干燥剂，所述除湿干燥仓的排气口处设置有湿度传感器；所述待处理干燥剂仓顶部设有料位计
b
，所述待处理干燥剂仓底部设有调节阀
d。
[0018]进一步的，所述脱碳装置包括脱碳反应塔，所述脱碳反应塔顶部设有生石灰粉喷射装置，用于将生石灰粉均匀喷出至脱碳反应塔内，底部设有调节阀
e
，排气口处设置有
CO2传感器，所述脱碳反应塔底部依次通过调节阀
e、
输送泵
d
和调节阀
h
与反应装置相连通，所述脱碳反应塔顶部通过生石灰粉喷射装置
、
输送泵
c
与生石灰粉储罐相连通，所述生石灰粉储罐中储存有生石灰粉
。
[0019]进一步的，所述加热装置底部依次通过调节阀
g、
输送泵
b
和调节阀
a
连通干燥剂仓，所述加热装置顶部通过依次调节阀
f、
输送泵
a
和调节阀
d
连通待处理干燥剂仓
。
[0020]进一步的，所述加热装置包括加热蒸发塔，所述加热蒸发塔顶部设有调节阀
f
，底部设有调节阀
g
，内部设有加热盘管，所述加热盘管内的气体与加热装置内的气体是互相隔绝的，所述加热盘管的进气接自空预器入口烟道，排气接自空预器出口烟道，空预器入口烟气压力比空预器出口烟气压力高1～
2kPa
，烟气温度
300
～
400℃
，所述加热蒸发塔内温度始终高于
100℃。
[0021]进一步的，所述加热蒸发塔与压缩空气储罐相连通，通过压缩空气储罐向加热蒸发塔通入压缩空气，利用压缩空气将蒸发的水分带走，排气接到空预器出口烟道<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，包括：锅炉；尿素水解器，尿素溶液在尿素水解器中反应生成产品气，产品气中包括
NH3、H2O
和
CO2；干燥装置，与尿素水解器相连通，用于干燥来自尿素水解器的产品气；加热装置，与干燥装置相连通，用于将来自干燥装置的干燥剂吸收的水分蒸发出来并返还至干燥装置；脱碳装置，与干燥装置相连通，用于对来自干燥装置的产品气进行脱碳；反应装置，与脱碳装置相连通，用于向脱碳装置提供生石灰粉；尿素溶液在尿素水解器中反应生成产品气，所述产品气进入干燥装置进行干燥，干燥后的产品气中包含
NH3和
CO2，再进入脱碳装置进行
CO2脱除，得到仅含有
NH3的产品气
。2.
根据权利要求1所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，还包括生石灰粉储罐，所述生石灰粉储罐中储存有生石灰粉，所述生石灰粉储罐通过输送泵
c
与脱碳装置相连通，所述生石灰粉储罐与输送泵
e
与反应装置相连通
。3.
根据权利要求1所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述干燥装置为密封的三分仓壳体结构，包括从上到下顺序设置的干燥剂仓
、
除湿干燥仓和待处理干燥剂仓，所述干燥剂仓与除湿干燥仓之间通过调节阀
b
相连通，所述除湿干燥仓与待处理干燥剂仓之间通过调节阀
c
相连通，所述干燥剂仓和待处理干燥剂仓分别与加热装置的底部和顶部相连通，干燥剂能够在干燥剂仓
、
除湿干燥仓
、
待处理干燥剂仓和加热装置之间流动
。4.
根据权利要求3所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述干燥剂仓顶部设有调节阀
a
，底部设有料位计
a
和调节阀
b
，所述料位计
a
用于监测干燥剂仓中干燥剂的数量，所述调节阀
b
的开度大小可调节，用于控制干燥剂流入除湿干燥仓的流量；所述除湿干燥仓底部设有调节阀
c
，所述调节阀
b
与调节阀
c
的开度始终保持一致，确保除湿干燥仓中始终保持着一定存量的干燥剂，所述除湿干燥仓的排气口处设置有湿度传感器；所述待处理干燥剂仓顶部设有料位计
b
，所述待处理干燥剂仓底部设有调节阀
d。5.
根据权利要求1所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述脱碳装置包括脱碳反应塔，所述脱碳反应塔顶部设有生石灰粉喷射装置，用于将生石灰粉均匀喷出至脱碳反应塔内，底部设有调节阀
e
，排气口处设置有
CO2传感器，所述脱碳反应塔底部依次通过调节阀
e、
输送泵
d
和调节阀
h
与反应装置相连通，所述脱碳反应塔顶部通过生石灰粉喷射装置
、
输送泵
c
与生石灰粉储罐相连通，所述生石灰粉储罐中储存有生石灰粉
。6.
根据权利要求1或3所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述加热装置底部依次通过调节阀
g、
输送泵
b
和调节阀
a
连通干燥剂仓，所述加热装置顶部通过依次调节阀
f、
输送泵
a
和调节阀
d
连通待处理干燥剂仓
。7.
根据权利要求1所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述加热装置包括加热蒸发塔，所述加热蒸发塔顶部设有调节阀
f
，底部设有调节阀
g
，内部设有加热盘管，所述加热盘管内的气体与加热装置内的气体是互相隔绝的，所述加热盘管的进气接自空预器入口烟道，排气接自空预器出口烟道，空预器入口烟气压力比空预器出口烟气压力高1～
2kPa
，烟气温度
300
～
400℃
，所述加热蒸发塔内温度始终高于
100℃。8.
根据权利要求7所述的一种尿素制氨产品气处理装置，其特征在于，所述加热蒸发塔与压缩空气储罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建阳，何金亮，熊林涛，梁俊杰，朱德力，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：