一种应用于烟气脱硝的尿素水解器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，主要由卧式反应器筒体，设置于所述卧式反应器筒体内部的加热盘管管束和尿素溶液分配器以及设置在卧式反应器筒体外壁上的尿素溶液进口和产品气出口组成，所述加热盘管管束在截面上形成半圆形。所述尿素溶液分配器采用半圆形不锈钢钢管，所述尿素溶液分配器两侧沿钢管法线方向开2排孔。本实用新型专利技术采用半圆形加热盘管，加热面尽量布满整个液面，减小甚至消除局部沸腾，避免了液滴的产生，在降低设备成本的同时更加保证了脱硝系统运行的安全性。另外，本实用新型专利技术采用半圆形尿素溶液分配器，能够使尿素溶液更加均匀地在反应器中分布，加快了换热的速度及均匀性，提高了反应效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种尿素水解器，特别是涉及一种应用于烟气脱硝的尿素水解器。
技术介绍
化石燃料燃烧后产生大量的烟气NOx，目前， 烟气脱硝还原剂通常采用液氨(无水氨)、氨水和尿素。由于尿素属于普通化工产品，运输、储存不存在危险性，作为脱硝还原剂很多方面优于液氨和氨水。利用尿素水解装置产生氨气作为烟气脱硝还原剂的反应原理为尿素溶液在一定温度压力下发生水解反应，产生氨气、二氧化碳以及水蒸汽，反应方程式为nh2-co-nh2+h2o = 2NH3+C02。水解装置作为尿素水解系统中最关键的设备，其运行状况的好坏直接关系到整套系统的成败。现有水解装置内盘管为圆形布置，加热集中在盘管区域，导致整个液面加热不均匀，容易在中心区域局部沸腾，产生的蒸汽携带大量雾滴，混合气体在管道内流动过程温度降低会产生凝结水，氨气又会重新在水中溶解，从而影响脱硝效果，严重时会造成锅炉空预器的腐蚀。现有水解装置有的通过在水解器出口加除雾装置来避免液滴进入脱硝系统，但一方面增加了设备成本，另外较细的液滴也无法通过除雾装置去除。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述问题而提供一种结构设计合理、液面加热更加均匀、脱硝效果更好的应用于烟气脱硝的尿素水解器。本技术是通过以下技术方案实现的一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，主要由卧式反应器筒体，设置于所述卧式反应器筒体内部的加热盘管管束和尿素溶液分配器以及设置在卧式反应器筒体外壁上的尿素溶液进口和产品气出口组成，所述加热盘管管束在截面上形成半圆形。尿素溶液通过尿素溶液分配器进入反应器内，蒸汽经过盘管进入反应器，将热量传导给壳体内管道外的尿素溶液，在一定温度、压力范围内，经过一定反应时间，生成产品氨气、二氧化碳和水蒸汽。反应器加热蒸汽压力在0. SMPa I. SMPa之间，反应器运行压力0. 4MPa 0. 8MPa，运行温度 115°C 155°C。采用半圆形加热盘管管束，使加热更均匀，避免局部沸腾产生大量携带液滴，影响脱硝效果及加重空预器腐蚀。与常规反应器相比，省去了氨气出口的除雾器，节省了设备材料。作为本技术的进一步改进是，所述尿素溶液分配器采用半圆形不锈钢钢管，所述尿素溶液分配器两侧沿钢管法线方向开2排孔。尿素溶液分配器采用半圆形不锈钢钢管，在两侧沿钢管法线方向开2排孔，使进入反应器的尿素溶液分布更均匀，加快反应速度，同时半圆形分配器兼做导轨，使盘管抽出及安装更方便。作为本技术的进一步改进是，所述加热盘管为U形加热盘管。作为本技术的进一步改进是，所述加热盘管管道间距为管径的I. 5倍。作为本技术的进一步改进是，所述卧式反应器筒体通过封头加大径管与加热介质进出装置连接，所述加热介质进出装置的上侧和下侧分别设有加热蒸汽进口和冷凝水出口。作为本技术的进一步改进是，所述卧式反应器筒体的外壁上还设置有液位表接口、压力表接口、温度计接口、溢流口和排气口。作为本技术的进一步改进是，所述卧式反应器筒体的下侧还设有鞍座。本技术的有益效果是采用半圆形加热盘管管束，加热面尽量布满整个液面，减小甚至消除局部沸腾，避 免了液滴的产生，在降低设备成本的同时更加保证了脱硝系统运行的安全性。另外，本技术采用半圆形尿素溶液分配器，在尿素溶液分配器两侧各开一排孔，进入反应器的尿素溶液沿导轨半圆的法线喷射出去，与反应器内溶液混合，能够更加均匀地在反应器中分布，加快了换热的速度及均匀性，提高了反应效率。附图说明图I为本技术一种应用于烟气脱硝的尿素水解器的结构示意图；图2为本技术中加热盘管布置示意图；图3为本技术中尿素溶液分配器的结构示意图。图中1-加热介质进出装置，2-封头加大径管，3-卧式反应器筒体，4-反应器封头，5-产品气出口，6-尿素溶液进口，7-液位表接口，8-压力表接口，9-排空口，10-溢流口，11-温度计接口，12-产品气体，13-尿素溶液，14-尿素溶液分配器，101-加热蒸汽进口，102-冷凝水出口，301-加热盘管，302-鞍座。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明如图I和图2所示，本技术是一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，主要由卧式反应器筒体3，设置于所述卧式反应器筒体3内部的加热盘管301管束和尿素溶液分配器14以及设置在卧式反应器筒体3外壁上的尿素溶液进口 6和产品气出口 5组成，加热盘管301管束在截面上形成半圆形，加热盘管301为U形加热盘管，加热盘管301管道间距为管径的I. 5倍。加热盘管301端头与卧式反应器筒体3之间采用法兰连接。采用半圆形的加热盘管301管束，使加热更均匀，避免局部沸腾产生大量携带液滴，影响脱硝效果及加重空预器腐蚀。与常规反应器相比，省去了氨气出口的除雾器，节省了设备材料。如图2和图3所示，尿素溶液分配器14采用半圆形不锈钢钢管，尿素溶液分配器14两侧沿钢管法线方向开2排孔。使进入反应器的尿素溶液分布更均匀，加快反应速度，同时半圆形不锈钢钢管兼做加热盘管301的导轨，使加热盘管301抽出及安装更方便。尿素溶液13通过尿素溶液分配器进入反应器内，蒸汽经过加热盘管301进入反应器，将热量传导给卧式反应器筒体3内的加热盘管301外的尿素溶液，在一定温度、压力范围内，经过一定反应时间，生成产品气体12 :氨气、二氧化碳和水蒸汽。反应器加热蒸汽压力在0. 8MPa I. 8MPa之间，反应器运行压カ0. 4MPa 0. 8MPa，运行温度115°C 155°C。卧式反应器筒体3通过封头加大径管2与加热介质进出装置I连接，加热介质进出装置I的上侧和下侧分别设有加热蒸汽进ロ 101和冷凝水出ロ 102。卧式反应器筒体3远离加热介质进出装置I的一端设有反应器封头4，卧式反应器筒体3的外壁上还设置有液位表接ロ 7、压カ表接ロ 8、温度计接ロ 11、溢流ロ 10和排气ロ 9。卧式反应器筒体3的下侧还设有鞍座302。根据氨气需求量、蒸汽參数、尿素溶液浓度、反应时间等參数计算出反应器容积、换热面积，在结构优化的基础上确定卧式反应器筒体3外形、加热盘管301数量。反应器正常液位比卧式反应器筒体3中心线低50mm，溢流ロ 10设置在卧式反应器筒体3中心线标高处，加热盘管301底部低于液面50 100mm。本技术在现有常规水解装置基础上简化了结构，优化了关键部件的设计，避免了 常规水解装置存在的问题，保证了水解装置的运行效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，由卧式反应器筒体，设置于所述卧式反应器筒体内部的加热盘管管束和尿素溶液分配器以及设置在卧式反应器筒体外壁上的尿素溶液进口和产品气出口组成，其特征在于所述加热盘管管束在截面上形成半圆形。2.根据权利要求I所述的一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，其特征在于所述尿素溶液分配器采用半圆形不锈钢钢管，所述尿素溶液分配器两侧沿钢管法线方向开2排孔。3.根据权利要求I所述的一种应用于烟气脱硝的尿素水解器，其特征在于所述加热盘管为U形加热盘管。4.根据权利要求I或2所述的一种应用于烟气脱硝的尿素水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，彭期耀，
申请(专利权)人：成都融科能源环境工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：