專利名稱：一種尿素固體干式熱解制氨氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種尿素固體干式熱解制氨氣的裝置，屬于燃煤煙氣中氮氧化物 (NOx)處理裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行脫除NOx的技術(shù)中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效 率最高，發(fā)展最為成熟的脫硝技術(shù)。SCR技術(shù)中還原劑NH3的來源主要有三種液氨、氨水和 尿素。液氨和氨水屬于危險(xiǎn)品，在存儲(chǔ)及運(yùn)輸過程中均有嚴(yán)格的法律法規(guī)要求。相對(duì)而言， 尿素是無毒、無害的化學(xué)品，易于運(yùn)輸和保存，不需要特別的安全措施。尿素制取氨的方法主要采用熱解法。尿素在溫度高于150°C時(shí)不穩(wěn)定，會(huì)分解成 NH3和HNC0，而HNCO與水反應(yīng)生成NH3和CO2,反應(yīng)式如下CO (NH2) 2 — NH3+HNC0(1)HNC0+H20 — NH3+C02(2)現(xiàn)有的熱解制氨工藝，主要采用40% 60%的尿素溶液，經(jīng)過特殊的噴嘴霧化后 噴入熱解室，與經(jīng)由稀釋風(fēng)機(jī)和電加熱器輸送過來的高溫空氣混合熱解，生成NH3、H2O和 CO2,分解產(chǎn)物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)?，F(xiàn)有裝置存在的問題是(1)尿素的溶解和溶液儲(chǔ)存都需要配備相應(yīng)裝置以及輔助設(shè)備，而且需要額外消 耗蒸汽，工藝復(fù)雜，占地面積大；(2)尿素溶液容易結(jié)晶，必須對(duì)所有相關(guān)的容器和管道進(jìn)行伴熱，將溫度保持在相 應(yīng)結(jié)晶溫度之上，而且尿素溶液存在一定的腐蝕性，對(duì)設(shè)備和管道的材質(zhì)有較高要求；(3)熱解過程中除了尿素分解耗能，溶液中水的蒸發(fā)也需要大量的能量，為滿足這 些能耗需求，高溫空氣溫度一般控制在600°C以上，電加熱器的材質(zhì)需要耐高溫的合金鋼， 成本大幅提高；(4)用于溶解尿素的水，有著嚴(yán)格的要求，必須是純水(冷凝水，去鹽水)；如不用 純水，必須使用相應(yīng)添加劑穩(wěn)定才行，因?yàn)椴患儍舻乃畷?huì)引起脫硝催化劑堵塞以及硫/金 屬毒害等，從而縮短催化劑壽命，提高還原劑消耗量，增加投資成本；而且生成的熱解氣含 有多余的水汽，對(duì)脫硝效率有一定的抑制作用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能、高效的尿素固 體干式熱解制NH3的裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種尿素固體干式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲(chǔ)罐、計(jì)量加料裝置、熱解爐、 高溫風(fēng)機(jī)、電加熱器及配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，尿素固體儲(chǔ)罐通過計(jì)量加料裝 置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計(jì)以及高溫風(fēng)機(jī)；熱解爐內(nèi)設(shè)有電加熱器， 配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。[0014]本實(shí)用新型的有益效果是(1)用于尿素固體干式熱解制氨氣工藝，省去了尿素溶解和溶液儲(chǔ)存設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡 化，占地面積??；(2)管道少，避免尿素?zé)峤膺^程帶來管道腐蝕問題；(3)加熱的能量由配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)提供，節(jié)能高效；

圖1是本實(shí)用新型尿素固體干式熱解制NH3的裝置示意圖。附圖1中主要標(biāo)記的說明如下1.尿素固體儲(chǔ)罐，2.計(jì)量加料裝置，3.熱解爐， 4.流量計(jì)，5.高溫風(fēng)機(jī)，6.配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，7.電加熱器，8.噴氨格柵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型尿素固體干式熱解制NH3的裝置示意圖，參照?qǐng)D1所示，一種尿 素固體干式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲(chǔ)罐1、計(jì)量加料裝置2、熱解爐3、高溫風(fēng)機(jī)5、 電加熱器7及配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)6。其中，尿素固體儲(chǔ)罐1通過計(jì)量加料裝置2 安裝至熱解爐3 ；熱解爐的底部依次連接流量計(jì)4以及高溫風(fēng)機(jī)5 ；熱解爐內(nèi)設(shè)有電加熱器 7，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)6與電加熱器7連接；熱解爐出口與噴氨格柵8相連。所述熱解爐3采用合金鋼材制備，中部設(shè)有膨脹節(jié)，可降低鋼材受熱應(yīng)力的影響。 根據(jù)高溫氣體流量和停留時(shí)間，設(shè)計(jì)熱解爐體積。尿素固體熱解所需能量主要由高溫氣體 提供，熱解爐出口氣體溫度在300 400°C區(qū)間；如果檢測到熱解氣低于300°C，電加熱器與 配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)組成的加熱系統(tǒng)補(bǔ)充供熱，使尿素充分受熱分解成氣體，這 樣可有效去除氣流中夾帶的尿素固體，防止尿素固體沉積在SCR催化劑上，提高其純度。實(shí)施例下面結(jié)合某50MW工程煙氣脫硝項(xiàng)目對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)該項(xiàng)目煙氣量為211600Nm3/h，煙溫320°C，水汽含量為9%，脫硝 效率48 %，氨逃逸率3ppm，尿素氮含量46 %。(1)尿素固體儲(chǔ)罐1中的尿素固體由計(jì)量加料裝置2輸送到熱解爐3內(nèi)。尿素的 加料量根據(jù)脫硝機(jī)組負(fù)荷信號(hào)以及來自煙氣NOx分析儀或者CEM系統(tǒng)的反饋實(shí)時(shí)控制。計(jì) 算公式為G=---^-kg/h, ( I )其中K為ΝΗ3/Ν0χ摩爾比；Q為煙氣量，Nm3/h ；Cno為煙氣中實(shí)測NO體積含量，μ L/ L ； η為尿素氮含量，％。實(shí)時(shí)測到NO的含量為200 μ L/L，則實(shí)時(shí)加入熱解爐3的尿素量 為 29kg/h。(2)從省煤器出口引出總煙氣量約0. 3%的煙氣作為高溫氣體，由高溫風(fēng)機(jī)5輸 送，流量計(jì)4計(jì)量后從熱解爐3底部進(jìn)入熱解爐。高溫氣體在熱解爐往上流動(dòng)，對(duì)從熱解爐 下部噴入的尿素固體產(chǎn)生向上的作用力，尿素在氣流中呈“沸騰”狀態(tài)，氣固兩相充分混合。 在熱解爐下部區(qū)域，尿素固體約停留2秒，吸收高溫氣體熱量，分解生成異氰酸和氨氣，異氰酸與氣體中的水汽進(jìn)一步反應(yīng)生成NH3和C02。(3)電加熱器7安裝在熱解爐3內(nèi)，功率為40kw，由配備800kwh儲(chǔ)能系統(tǒng)的60kw 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)供電。高溫氣體與尿素交換熱量后，溫度下降，沿著熱解爐上升過程中吸 收電加熱器7提供的熱量，氣體溫度升到350°C ；整個(gè)熱解過程為5 25秒。(4)從熱解爐出口排出含3. 4%氨濃度的熱解氣被導(dǎo)入脫硝反應(yīng)器中的噴氨格 柵，用于選擇性催化還原燃煤煙氣中的NOx。(5)實(shí)施例一與現(xiàn)有技術(shù)的工藝指標(biāo)比較如下
權(quán)利要求一種尿素固體干式熱解制NH3的裝置，其特征在于包括尿素固體儲(chǔ)罐、計(jì)量加料裝置、熱解爐、高溫風(fēng)機(jī)、電加熱器及配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，尿素固體儲(chǔ)罐通過計(jì)量加料裝置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計(jì)以及高溫風(fēng)機(jī)；熱解爐內(nèi)設(shè)有電加熱器，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種尿素固體干式熱解制NH3的裝置，包括尿素固體儲(chǔ)罐、計(jì)量加料裝置、熱解爐、高溫風(fēng)機(jī)、電加熱器及配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，尿素固體儲(chǔ)罐通過計(jì)量加料裝置安裝至熱解爐；熱解爐的底部依次連接流量計(jì)以及高溫風(fēng)機(jī)；熱解爐內(nèi)設(shè)有電加熱器，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)與電加熱器連接；熱解爐出口與噴氨格柵相連。本實(shí)用新型省去了尿素溶解與溶液儲(chǔ)存裝置，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低；熱解能量由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供，節(jié)能高效。
文檔編號(hào)C01C1/08GK201751387SQ201020240478
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者盧作基, 徐曉亮, 黃麗娜 申請(qǐng)人:中環(huán)(中國)工程有限公司