（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水解反應(yīng)系統(tǒng)，特別涉及一種脫硝用立式尿素復(fù)合催化水解反應(yīng)系統(tǒng)。

（二）

背景技術(shù)：

nox作為熱電、陶瓷玻璃、煉焦、水泥等行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中的有害氣體出現(xiàn)，對正常的大氣環(huán)境有較大的危害，它能直接引起酸雨、毒性霧霾。因此生產(chǎn)裝置中對煙氣氣體中的nox有較大限制，脫硝就顯得尤為重要。近年來，熱電、煉焦、水泥、陶瓷玻璃等行業(yè)使用的傳統(tǒng)脫除nox方式有sncr、scr等方法。這些方法都需要相應(yīng)的脫硝還原劑。

脫硝還原劑的選擇一般從其物理性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性和安全性方面綜合考慮，目前主要有液氨、氨水和尿素三種。由于液氨是危險化學(xué)品，隨著國家對安全的日益重視以及一系列相關(guān)限制措施的逐漸出臺，使得電廠使用液氨時在審批、工期、占地等諸多方面受到了越來越多的制約，投運后通過環(huán)保驗收的程序也較為繁瑣；而氨水因其氨含量低、體積大、運輸不便、運行成本高而受到應(yīng)用的局限。作為無危險的制氨原料，尿素具有與液氨相同的脫硝性能，又是廣泛應(yīng)用的綠色肥料，無毒無害、使用安全，因而沒有法規(guī)限制，并且便于運輸和儲存。

多年來，因使用不當(dāng)，由液氨造成的傷亡損失十分慘重?；痣姀S脫硝若采用液氨為原料，其使用量非常巨大，以一座中型火電廠為例，每天大約需要消耗液氨10噸。全國有數(shù)千座火電廠，如全部使用液氨，僅此一項相當(dāng)于每天有幾千臺10噸的液氨罐車奔跑于全國各地，用于運輸原料，安全隱患不容忽視。目前在國內(nèi)scr(selectivecatalyticreduction，選擇性催化還原法)脫硝采用尿素為還原劑已經(jīng)成為一種趨勢，并逐漸成為主流，尤其是在一些重點區(qū)域和離居民區(qū)較近的城市電廠，尿素分解制氨技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用。

針對這種現(xiàn)狀，國內(nèi)外先后發(fā)現(xiàn)并利用了尿素分解制氨的特性，用尿素分解或水解來代替液氨用作脫硝，但因技術(shù)不成熟、國外壟斷等原因，裝置投資很大，300-350kg/h產(chǎn)氨能力的尿素水解和尿素?zé)峤庠O(shè)備投資在3000-7000萬，自動化程度低，需要定期手動配置大量尿素溶液儲存起來供生產(chǎn)使用；電耗、水耗、蒸汽消耗較高，配置溶液過程中氨泄露較重，溶液配置室氨味很重，操作環(huán)境差；尿素分解設(shè)備與配液設(shè)備協(xié)調(diào)性差，不能很好的連鎖同時使用。

（三）

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種節(jié)能節(jié)水、投資小、操作簡單、安全可靠、自動化程度高的脫硝用立式尿素復(fù)合催化水解反應(yīng)系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種脫硝用立式尿素復(fù)合催化水解反應(yīng)系統(tǒng)，包括水解反應(yīng)器，其特征是：所述水解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有螺旋板換熱器，水解反應(yīng)器上部連接有尿素溶液輸入管道，水解反應(yīng)器底部連接有高溫循環(huán)液輸出管道，高溫循環(huán)液輸出管道與尿素溶液輸入管道通過混合器相連接，螺旋板換熱器下部通過冷凝水輸出管道與冷凝水閃蒸回收槽上部相連接，冷凝水閃蒸回收槽下部連接有伴熱用熱水管道，伴熱用熱水管道通過低溫?zé)崴艿琅c恒溫?zé)崴渲撇巯噙B接。

所述恒溫?zé)崴渲撇圻B接有脫鹽水輸入管道和配液用熱水輸出管道，脫鹽水輸入管道上設(shè)有低溫?zé)崴垡何豢刂崎y。

所述低溫?zé)崴艿郎显O(shè)有低溫?zé)崴疁囟日{(diào)節(jié)閥，伴熱用熱水管道上設(shè)有冷凝水閃蒸回收槽液位控制閥。

所述冷凝水閃蒸回收槽頂部連接有伴熱用蒸汽管道，伴熱用蒸汽管道上安裝有蒸汽壓力控制閥。

所述螺旋板換熱器上部連接有蒸汽輸入管道。

所述尿素溶液輸入管道上設(shè)有流量控制閥，高溫循環(huán)液輸出管道上設(shè)有循環(huán)泵。

所述水解反應(yīng)器頂部連接有產(chǎn)品氣輸出管道，產(chǎn)品氣輸出管道上設(shè)有產(chǎn)品氣壓力控制閥。

所述螺旋板換熱器底部設(shè)有放置固體催化劑的格柵托板。

所述螺旋板換熱器中部連接有液體催化劑加入口。

本發(fā)明的有益效果是：通過混合器對新鮮尿素溶液和循環(huán)泵來的高溫循環(huán)液混合調(diào)高了反應(yīng)器補(bǔ)入液的溫度，減少了補(bǔ)入液和設(shè)備內(nèi)部的溫差，防止了劇烈溫度變化對設(shè)備結(jié)構(gòu)帶來的損害，提高了設(shè)備的運行安全性；既能更好的利用冷凝水熱量，又能利用冷凝水來進(jìn)行配液，即節(jié)能又節(jié)水；裝置投資小，操作簡單，因配套設(shè)備數(shù)量少，操作相對傳統(tǒng)方法要簡單。

（四）附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1水解反應(yīng)器，2螺旋板換熱器，3尿素溶液輸入管道，4高溫循環(huán)液輸出管道，5混合器，6冷凝水輸出管道，7冷凝水閃蒸回收槽，8伴熱用熱水管道，9低溫?zé)崴艿溃?0恒溫?zé)崴渲撇郏?1脫鹽水輸入管道，12配液用熱水輸出管道，13低溫?zé)崴垡何豢刂崎y，14低溫?zé)崴疁囟日{(diào)節(jié)閥，15冷凝水閃蒸回收槽液位控制閥，16伴熱用蒸汽管道，17蒸汽壓力控制閥，18蒸汽輸入管道，19流量控制閥，20循環(huán)泵，21產(chǎn)品氣輸出管道，22產(chǎn)品氣壓力控制閥，23格柵托板，24液體催化劑加入口。

（五）具體實施方式

附圖為本發(fā)明的一種具體實施例。該實施例包括水解反應(yīng)器1，水解反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有螺旋板換熱器2，水解反應(yīng)器1上部連接有尿素溶液輸入管道3，水解反應(yīng)器1底部連接有高溫循環(huán)液輸出管道4，高溫循環(huán)液輸出管道4與尿素溶液輸入管道3通過混合器5相連接，螺旋板換熱器2下部通過冷凝水輸出管道6與冷凝水閃蒸回收槽7上部相連接，冷凝水閃蒸回收槽7下部連接有伴熱用熱水管道8，伴熱用熱水管道8通過低溫?zé)崴艿?與恒溫?zé)崴渲撇?0相連接。恒溫?zé)崴渲撇?0連接有脫鹽水輸入管道11和配液用熱水輸出管道12，脫鹽水輸入管道11上設(shè)有低溫?zé)崴垡何豢刂崎y13。低溫?zé)崴艿?上設(shè)有低溫?zé)崴疁囟日{(diào)節(jié)閥14，伴熱用熱水管道8上設(shè)有冷凝水閃蒸回收槽液位控制閥15。冷凝水閃蒸回收槽7頂部連接有伴熱用蒸汽管道16，伴熱用蒸汽管道16上安裝有蒸汽壓力控制閥17。螺旋板換熱器2上部連接有蒸汽輸入管道18。尿素溶液輸入管道3上設(shè)有流量控制閥19，高溫循環(huán)液輸出管道4上設(shè)有循環(huán)泵20。水解反應(yīng)器1頂部連接有產(chǎn)品氣輸出管道21，產(chǎn)品氣輸出管道21上設(shè)有產(chǎn)品氣壓力控制閥22。螺旋板換熱器2底部設(shè)有放置固體催化劑的格柵托板23。螺旋板換熱器2中部連接有液體催化劑加入口24。

采用本發(fā)明的一種脫硝用立式尿素復(fù)合催化水解反應(yīng)系統(tǒng)，新鮮尿素溶液通過混合器5與循環(huán)泵20來的高溫循環(huán)液混合調(diào)高了反應(yīng)器補(bǔ)入液的溫度后補(bǔ)入水解反應(yīng)器1，水解反應(yīng)器1的產(chǎn)品氣通過產(chǎn)品氣壓力控制閥22，穩(wěn)定在水解反應(yīng)需要的壓力下，水解和蒸發(fā)溫度也被穩(wěn)定。利用螺旋板換熱器2的特點，尿素溶液上進(jìn)下出，蒸汽側(cè)上進(jìn)，冷凝水側(cè)下出，有比較好的加熱線性特性，加熱量也不同，產(chǎn)品氣產(chǎn)量也不同。同時催化劑的加入，加速了尿素的分解，減少了尿素聚合的風(fēng)險。

冷凝水回收利用：高溫冷凝水進(jìn)冷凝水閃蒸回收槽7，通過蒸汽壓力控制閥17控制閃蒸壓力，控制槽內(nèi)水溫正好可以用于產(chǎn)品氣伴熱的溫度。同時部分冷凝水通過低溫?zé)崴疁囟日{(diào)節(jié)閥14和冷凝水閃蒸回收槽液位控制閥15用來與脫鹽水混合調(diào)溫，在恒溫?zé)崴渲撇?0配制出尿素溶液所用合適溫度的熱水。

流量控制閥19保證了本系統(tǒng)生產(chǎn)能力隨時可控，產(chǎn)品氣壓力控制閥22保持系統(tǒng)溫度和壓力，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定。