【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于尿素水解，涉及一种立式固体催化剂水解尿素反应器。
技术介绍
1、为了改善日益严重的环境污染问题，从根本上烟气中减少氮氧化物排放，已经开发和应用了许多技术，火力发电主要采用的烟气脱硝技术分为选择性催化还原(scr)和选择性非催化还原(sncr)以及两种工艺结合的脱硝技术，我国主要采用scr烟气脱硝技术，基本原理是利用nh3将烟气中的nox还原，最终转化为对大气和人体无毒无害的氮气和水，为促进转化效率并降低反应温度，在烟道中安装专门的固体催化剂，使还原反应在催化剂表面进行。在发电厂脱硝系统中常用的还原剂有氨水、液氨和尿素。氨气是scr技术中直接参与反应的主要还原剂，在氨气制备方式中，采用液氨制氨气的技术工艺简洁且投资和运行成本都较低，是我国scr系统中还原剂制备的主流技术路线。
2、氨属于有毒的物质，在gb12268-2012规定中是编号为23003号的危险品，皮肤接触或吸入会导致皮肤或黏膜损伤，造成急慢性中毒，过量吸入可导致人身死亡。尿素制氨技术主要分为尿素热解制氨和尿素水解制氨两种途径，其中尿素水解制氨技术经济性更佳，已成为国内液氨改尿素工程的主要技术选择。火电厂尿素水解制氨是在一定温度和压力下，尿素与水反应生成氨气作为选择性催化还原法(scr)脱硝用还原剂。
3、尿素水解反应在不同压力、温度下可达到不同的化学平衡状态，尿素水解反应通常在150～300℃下进行。在常温、常压下，尿素水解的化学反应速度较慢，达到化学平衡状态需要10h以上的时间。尿素水解反应达到化学平衡状态所需时间较长，在发电厂
4、尿素催化水解与常规水解相比，降低了水解反应的活化能，提高了反应速率常数，其积极意义在于动态响应速度约为常规水解的9倍，大大缩短了启动时间，能够满足机组负荷快速变化时脱硝氨量需求；在正常运行时，可以降低水解器的运行压力和温度，有效减缓水解器及其附属管道和阀门的腐蚀；反应速度性，在外界氨量需求变化时很快达到新的化学平衡状态，水解器运行压力平稳，有效保证了脱硝喷氨阀前氨气混合物的压力稳定，提高脱硝喷氨的控制精度。
5、增加催化剂后，水解反应器的结构需要进行重新设计。如专利cn201510487560.9公开了一种双气室加热的尿素催化水解反应器及方法，包括反应室和排污室双气室，通过定期升高反应室的液位，将上层含污液体排入排污室，排污液体在排污室中进行二次分解后再排出。但是该专利存在催化剂与反应液接触不够充分的问题。专利cn115010148公开一种外置氨缓冲区的尿素催化水解反应器，虽然该专利技术提高了变负荷的响应能力，但显著增大了反应器的体积，同时氨缓冲区与反应区直接连接会降低系统运行的灵活性。
6、现有的主流水解反应器采用长筒型布局，缺点是占地大、升温慢，筒体内温度分布不均衡。尤其是占地大对于地处寸土寸金的长三角发达地区或一些位于市区的火电厂来说，无疑是一大难题。添加催化剂能够加快水解反应速率,但对传热过程影响较小。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种立式固体催化剂水解尿素反应器，该反应器具有传热效果好、灵活性较高以及催化剂与尿素接触充分的特点。
2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种立式固体催化剂水解尿素反应器，包括水解反应器罐体；所述水解反应器罐体内设置有挡板以及若干加热盘管，其中，所述挡板正对各加热盘管，且挡板上正对所述加热盘管的侧面上设置有若干固体催化剂填料层，各加热盘管自上到下依次分布，所述水解反应器罐体的顶部设置有尿素溶液进口，尿素溶液进口连通有进料分配器，进料分配器位于加热盘管的上方。
3、水解反应器罐体的底部设置有底部排污接口，所述水解反应器罐体的中部设置有中部排污接口。
4、水解反应器罐体的顶部开口处设置有除雾器。
5、所述水解反应器罐体的顶部设置有温度控制口。
6、所述水解反应器罐体内设置有水解反应器液位计。
7、所述加热盘管的端部设置有堵头，所述堵头上设置有加热介质进口以及加热介质冷凝液出口，其中，所述加热介质进口与所述加热盘管的入口相连通，所述加热介质冷凝液出口与所述加热盘管的出口相连通。
8、所述水解反应器罐体的底部设置有循环溶液排出口。
9、所述水解反应器罐体上设置有安全阀。
10、所述水解反应器罐体的顶部开口处设置有弧形钢板。
11、所述固体催化剂填料层的制备过程为：将网状骨架浸渍在催化剂悬浊液中并加热，浸渍完成后烘干，得到固体催化剂填料层。
12、本专利技术具有以下有益效果：
13、本专利技术所述的立式固体催化剂水解尿素反应器在具体操作时，所述水解反应器罐体内设置有挡板以及若干加热盘管，其中，所述挡板正对各加热盘管，且挡板上正对所述加热盘管的侧面上设置有若干固体催化剂填料层，通过加热盘管加热后的尿素直接进入到固体催化剂填料层所在区域，与固体催化剂接触，催化剂与尿素接触较为充分，同时各加热盘管自上到下依次分布，可以根据机组在不同负荷下精确控制所需要反应的尿素溶液的体积，以产生所需要的产品量，灵活性较高，另外，本专利技术中，进料分配器位于加热盘管的上方，使进入的尿素溶液均匀的与加热盘管换热升温，换热效果较好。
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1.一种立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，包括水解反应器罐体(18)；所述水解反应器罐体(18)内设置有挡板(11)以及若干加热盘管(6)，其中，所述挡板(11)正对各加热盘管(6)，且挡板(11)上正对所述加热盘管(6)的侧面上设置有若干固体催化剂填料层(14)，各加热盘管(6)自上到下依次分布，所述水解反应器罐体(18)的顶部设置有尿素溶液进口(2)，尿素溶液进口(2)连通有进料分配器，进料分配器位于加热盘管(6)的上方。
2.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，水解反应器罐体(18)的底部设置有底部排污接口(16)，所述水解反应器罐体(18)的中部设置有中部排污接口(12)。
3.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，水解反应器罐体(18)的顶部开口处设置有除雾器(10)。
4.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解反应器罐体(18)的顶部设置有温度控制口(1)。
5.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解
6.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述加热盘管(6)的端部设置有堵头(4)，所述堵头(4)上设置有加热介质进口(3)以及加热介质冷凝液出口(5)，其中，所述加热介质进口(3)与所述加热盘管(6)的入口相连通，所述加热介质冷凝液出口(5)与所述加热盘管(6)的出口相连通。
7.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解反应器罐体(18)的底部设置有循环溶液排出口(15)。
8.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解反应器罐体(18)上设置有安全阀(13)。
9.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解反应器罐体(18)的顶部开口处设置有弧形钢板(9)。
10.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述固体催化剂填料层(14)的制备过程为：将网状骨架浸渍在催化剂悬浊液中并加热，浸渍完成后烘干，得到固体催化剂填料层(14)。
...【技术特征摘要】
1.一种立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，包括水解反应器罐体(18)；所述水解反应器罐体(18)内设置有挡板(11)以及若干加热盘管(6)，其中，所述挡板(11)正对各加热盘管(6)，且挡板(11)上正对所述加热盘管(6)的侧面上设置有若干固体催化剂填料层(14)，各加热盘管(6)自上到下依次分布，所述水解反应器罐体(18)的顶部设置有尿素溶液进口(2)，尿素溶液进口(2)连通有进料分配器，进料分配器位于加热盘管(6)的上方。
2.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，水解反应器罐体(18)的底部设置有底部排污接口(16)，所述水解反应器罐体(18)的中部设置有中部排污接口(12)。
3.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，水解反应器罐体(18)的顶部开口处设置有除雾器(10)。
4.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述水解反应器罐体(18)的顶部设置有温度控制口(1)。
5.根据权利要求1所述的立式固体催化剂水解尿素反应器，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王泽瑄，牛国平，牛拥军，雷鸣，常瀚宸，余福胜，姚皓，安振，贾林权，范江，周梦伟，唐永利，李泽宁，燕志刚，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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