低能耗尿素水解反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煙氣脫硝凈化領(lǐng)域，具體是一種低能耗尿素水解反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對電站煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，煙氣脫硝列入了“十二五”的發(fā)展規(guī)劃?；痣姀S煙氣脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒、選擇性非催化還原(SNCR)和選擇性催化還原(SCR)。由于我國煤質(zhì)復(fù)雜、煙氣中NOx含量高，因此具有較高脫硝效率的SCR技術(shù)在國內(nèi)得到了極大推廣。
[0003]SCR煙氣脫硝技術(shù)的還原劑可以選擇液氨、氨水和尿素。液氨價格便宜，運輸、運行成本低，但是屬于重大危險源，運輸、儲存都受到嚴(yán)格的管制；氨水中的氨濃度較低，運輸成本高，并且工業(yè)氨水中有較多的金屬離子，對催化劑的壽命有一定影響，因此在燃煤電站的SCR工程中應(yīng)用并不廣泛；尿素是一種無毒無害的固體顆粒，輸運、儲存安全便利，對環(huán)境無害，適用于脫硝工程，尤其是距離城市、居民區(qū)較近的燃煤電站。出于安全性和實用性的考慮，為了克服液氨運輸、卸料、儲存、運行、檢修等環(huán)節(jié)存在的安全隱患，適用于SCR煙氣脫硝的尿素制氨技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注。目前尿素制氨的技術(shù)主要有尿素?zé)峤夂湍蛩厮鈨煞N。相比熱解反應(yīng)，尿素水解過程比較徹底，無副產(chǎn)物產(chǎn)生，耗能小，只需要低品位的蒸汽即可滿足水解反應(yīng)的熱量需求，運行成本低。
[0004]目前，電廠煙氣脫硝系統(tǒng)采用的尿素水解反應(yīng)器一般采用U型盤管蒸汽間接加熱尿素溶液的方式，尿素溶液受熱分解產(chǎn)生氨氣和二氧化碳，最后從反應(yīng)器上部排出進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)。目前的水解器在實際運行中，水解器內(nèi)反應(yīng)完的貧尿素溶液直接排出，而排出的貧尿素溶液由于在反應(yīng)中受熱溫度較高，因此現(xiàn)有的尿素水解器能量損耗較大，貧尿素的余熱沒有回收利用。
[0005]因此，為解決以上問題，需要一種尿素水解反應(yīng)器，能夠利用反應(yīng)完排出的貧尿素溶液對進(jìn)入反應(yīng)器的富尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱，節(jié)約熱能損耗，縮短反應(yīng)器響應(yīng)時間。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能利用反應(yīng)完排出的貧尿素溶液對進(jìn)入反應(yīng)器的富尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱的低能耗尿素水解反應(yīng)器。
[0007]本實用新型的低能耗尿素水解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體、尿素溶液進(jìn)口、貧尿素溶液出口以及利用排出反應(yīng)器殼體的貧尿素溶液的熱量對將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體的尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱的余熱回收裝置；所述反應(yīng)器殼體內(nèi)固定設(shè)置有液位擋板且該液位擋板將反應(yīng)器殼體內(nèi)分隔為反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述尿素溶液進(jìn)口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)底部，貧尿素溶液出口設(shè)置于溢流區(qū)底部；所述余熱回收裝置包括連接尿素溶液進(jìn)口的進(jìn)料管、連接貧尿素溶液出口的出料管以及連接所述進(jìn)料管與出料管的換熱器；
[0008]進(jìn)一步，本實用新型的尿素水解反應(yīng)器還包括從所述反應(yīng)器殼體外伸入其內(nèi)部的蒸汽噴射管道，所述蒸汽噴射管道外端設(shè)有蒸汽進(jìn)口，蒸汽噴射管道位于反應(yīng)器殼體內(nèi)部的管段側(cè)壁設(shè)有蒸汽噴嘴；
[0009]進(jìn)一步，所述蒸汽噴射管道靠近反應(yīng)器殼體底部設(shè)置于反應(yīng)區(qū)內(nèi)，蒸汽噴嘴沿蒸汽噴射管長度方向均勻分布有多個且各蒸汽噴嘴出口朝向上方設(shè)置；
[0010]進(jìn)一步，所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有排污口 ；
[0011]進(jìn)一步，所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有液相溫度計；
[0012]進(jìn)一步，所述反應(yīng)器殼體靠近溢流區(qū)一側(cè)設(shè)有人孔。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型的低能耗尿素水解反應(yīng)器，可將需要水解的尿素溶液通過尿素溶液進(jìn)口灌入反應(yīng)器殼體內(nèi)，并對尿素溶液進(jìn)行加熱，最終使尿素溶液受熱水解，水解后排出的具有較高溫度的貧尿素溶液通過余熱回收裝置將貧尿素溶液攜帶的熱能傳遞給將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體內(nèi)富尿素溶液，相比現(xiàn)有尿素水解反應(yīng)器而言，本實用新型的尿素水解反應(yīng)器，富尿素溶液在進(jìn)入反應(yīng)器前將收到反應(yīng)完成的貧尿素溶液的余熱，因此，本尿素水解反應(yīng)器加熱效率較高，反應(yīng)器響應(yīng)時間短，同時又能節(jié)約能量損耗，實用新型的低能耗尿素水解反應(yīng)器的蒸汽耗量與產(chǎn)氨量的比值為2.8-3.5kg/kg，傳統(tǒng)的間接加熱式尿素水解系統(tǒng)的蒸汽耗量與產(chǎn)氨量的比值約為4.0-4.2kg/kg，因此，本水解反應(yīng)器節(jié)能效果顯著。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述:
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例的低能耗尿素水解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體1、尿素溶液進(jìn)口 6、貧尿素溶液出口 8以及利用排出反應(yīng)器殼體I的貧尿素溶液的熱量對將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體I的尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱的余熱回收裝置，余熱回收裝置可以采用現(xiàn)有一切能夠?qū)崿F(xiàn)液體之間進(jìn)行熱量交換的設(shè)備實現(xiàn)，利用本實施例的尿素水解反應(yīng)器進(jìn)行尿素水解時，可將需要水解的尿素溶液通過尿素溶液進(jìn)口 6灌入反應(yīng)器殼體I內(nèi)，并對尿素溶液進(jìn)行加熱，最終使尿素溶液受熱水解，水解后排出的具有較高溫度的貧尿素溶液通過余熱回收裝置將貧尿素溶液攜帶的熱能傳遞給將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體I內(nèi)富尿素溶液，相比現(xiàn)有尿素水解反應(yīng)器而言，本實用新型的尿素水解反應(yīng)器，富尿素溶液在進(jìn)入反應(yīng)器前將受到反應(yīng)完成的貧尿素溶液的余熱，因此，本尿素水解反應(yīng)器加熱效率較高，反應(yīng)器響應(yīng)時間短，同時又能節(jié)約能量損耗。
[0017]本實施例的低能耗尿素水解反應(yīng)器還包括從所述反應(yīng)器殼體I外伸入其內(nèi)部的蒸汽噴射管道3，所述蒸汽噴射管道3外端設(shè)有蒸汽進(jìn)口 2，蒸汽噴射管道3位于反應(yīng)器殼體I內(nèi)部的管段側(cè)壁設(shè)有蒸汽噴嘴4，反應(yīng)器殼體I頂部設(shè)有產(chǎn)品氣出口 13，反應(yīng)器殼體I可為臥式圓筒結(jié)構(gòu)并通過反應(yīng)器支座支撐，蒸汽噴射管道3可設(shè)置多個并鋪設(shè)于反應(yīng)器殼體I內(nèi)腔底部，相比現(xiàn)有采用釜式再沸器對尿素進(jìn)行水解而言，本實施例的低能耗尿素水解反應(yīng)器，蒸汽直接通入尿素溶液內(nèi)與其進(jìn)行熱交換，因此，本尿素水解反應(yīng)器加熱效率較高；其次，蒸汽對尿素溶液進(jìn)行加熱的同時對尿素溶液起到擾動、攪拌的作用，有助于尿素水解反應(yīng)的進(jìn)行；另一方面，采用現(xiàn)有設(shè)備對尿素溶液進(jìn)行水解過程中，需要不斷補充除鹽水，而本實用新型的尿素水解反應(yīng)器，通入尿素溶液中的蒸汽冷凝后形成水分，因此，無需再向尿素溶液內(nèi)補充除鹽水。
[0018]本實施例中，所述反應(yīng)器殼體I內(nèi)固定設(shè)置有液位擋板14且該液位擋板14將反應(yīng)器殼體I內(nèi)分隔為反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述尿素溶液進(jìn)口 6設(shè)置于反應(yīng)區(qū)底部，貧尿素溶液出口 8設(shè)置于溢流區(qū)底部，在水解反應(yīng)過程中，蒸汽和富尿素溶液是不斷通入反應(yīng)器殼體I的反應(yīng)區(qū)內(nèi)，因此反應(yīng)過程中反應(yīng)區(qū)內(nèi)液位會逐漸升高，反應(yīng)過的貧尿素溶液會不斷的從反應(yīng)區(qū)越過液位擋板14溢流入溢流區(qū)內(nèi)，因此液位擋板14可保證尿素溶液維持在正常液位，而溢流區(qū)可用于收集反應(yīng)完成的貧尿素溶液。
[0019]本實施例中，所述余熱回收裝置包括連接尿素溶液進(jìn)口 6的進(jìn)料管10、連接貧尿素溶液出口 8的出料管9以及連接所述進(jìn)料管10與出料管9的換熱器11，換熱器11是現(xiàn)有的在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，換熱器11連接時，將出料管9連接于換液器熱流體入口與反應(yīng)器殼體I的貧尿素溶液出口 8之間，而進(jìn)料管10連接于換液器冷流體入口與反應(yīng)器殼體I的尿素溶液進(jìn)口 6之間。
[0020]本實施例中，所述蒸汽噴射管道3靠近反應(yīng)器殼體I底部設(shè)置于反應(yīng)區(qū)內(nèi)，蒸汽噴嘴4沿蒸汽噴射管長度方向均勻分布有多個且各蒸汽噴嘴4出口朝向上方設(shè)置，這種蒸汽噴嘴4的設(shè)置方式能夠保證蒸汽對尿素溶液的加熱較為均勻，同時又能達(dá)到對尿素溶液充分?jǐn)嚢璧淖饔谩?br>[0021]本實施例中，所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有排污口 5，當(dāng)尿素溶液反應(yīng)完畢，不再向反應(yīng)器殼體I內(nèi)補充富尿素溶液且反應(yīng)器殼體I內(nèi)不再產(chǎn)生氨氣時，可通該排污口 5將反應(yīng)區(qū)內(nèi)的貧尿素溶液排出。
[0022]本實施例中，所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有液相溫度計7，溫度對尿素的水解速度影響較大，每增加10°C反應(yīng)速度增加1.4-1.5倍，因此，對溶液反應(yīng)過程中的溫度極為重要，而液相溫度計7可實時采集溶液的溫度數(shù)值，以供作業(yè)人員監(jiān)測。
[0023]本實施例中，所述反應(yīng)器殼體I靠近溢流區(qū)一側(cè)設(shè)有人孔12，人孔12可供檢修人員進(jìn)入反應(yīng)器殼體I內(nèi)進(jìn)行設(shè)備檢修，另外，將人孔12設(shè)置于溢流區(qū)一側(cè)，可避免人孔12密封不嚴(yán)時導(dǎo)致反應(yīng)區(qū)內(nèi)溶液通過人孔12滲出。
[0024]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:包括反應(yīng)器殼體、尿素溶液進(jìn)口、貧尿素溶液出口以及利用排出反應(yīng)器殼體的貧尿素溶液的熱量對將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體的尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱的余熱回收裝置；所述反應(yīng)器殼體內(nèi)固定設(shè)置有液位擋板且該液位擋板將反應(yīng)器殼體內(nèi)分隔為反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述尿素溶液進(jìn)口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)底部，貧尿素溶液出口設(shè)置于溢流區(qū)底部；所述余熱回收裝置包括連接尿素溶液進(jìn)口的進(jìn)料管、連接貧尿素溶液出口的出料管以及連接所述進(jìn)料管與出料管的換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:還包括從所述反應(yīng)器殼體外伸入其內(nèi)部的蒸汽噴射管道，所述蒸汽噴射管道外端設(shè)有蒸汽進(jìn)口，蒸汽噴射管道位于反應(yīng)器殼體內(nèi)部的管段側(cè)壁設(shè)有蒸汽噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:所述蒸汽噴射管道靠近反應(yīng)器殼體底部設(shè)置于反應(yīng)區(qū)內(nèi)，所述蒸汽噴嘴沿蒸汽噴射管長度方向均勻分布有多個且各蒸汽噴嘴出口朝向上方設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有排污口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)區(qū)底部還設(shè)有液相溫度計。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低能耗尿素水解反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器殼體靠近溢流區(qū)一側(cè)設(shè)有人孔。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低能耗尿素水解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體、尿素溶液進(jìn)口、貧尿素溶液出口以及利用排出反應(yīng)器殼體的貧尿素溶液的熱量對將要進(jìn)入反應(yīng)器殼體的尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱的余熱回收裝置；所述反應(yīng)器殼體內(nèi)固定設(shè)置有液位擋板且該液位擋板將反應(yīng)器殼體內(nèi)分隔為反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū),所述尿素溶液進(jìn)口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)底部,貧尿素溶液出口設(shè)置于溢流區(qū)底部；所述余熱回收裝置包括連接尿素溶液進(jìn)口的進(jìn)料管、連接貧尿素溶液出口的出料管以及連接所述進(jìn)料管與出料管的換熱器。本實用新型的尿素水解反應(yīng)器能夠利用反應(yīng)完排出的貧尿素溶液對進(jìn)入反應(yīng)器的富尿素溶液進(jìn)行預(yù)熱，節(jié)約熱能損耗，縮短反應(yīng)器響應(yīng)時間。
【IPC分類】B01D53-56, C01C1-08
【公開號】CN204369579
【申請?zhí)枴緾N201420696584
【發(fā)明人】屈曉凡, 趙偉俊, 李紫龍, 聶華
【申請人】中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年11月19日