一種尿素催化水解裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種尿素催化水解裝置，包括：給料泵、尿素水解反應(yīng)器，所述尿素水解反應(yīng)器插設(shè)有蒸汽盤(pán)管，所述蒸汽盤(pán)管外側(cè)上方連接有蒸汽進(jìn)口管道及冷卻水出口管道，下方連接有蒸汽出口管道及冷卻水進(jìn)口管道，所述給料泵與尿素水解反應(yīng)器的連接管道上設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)。所述尿素水解反應(yīng)器上還連接有沖洗水管道。本實(shí)用新型的有益效果在于：增加了氨氣泄露防護(hù)系統(tǒng)、壓力、溫度、液位高低自動(dòng)控制系統(tǒng)，安全性也很高，因此本實(shí)用新型提供的尿素催化水解裝置具有較高的優(yōu)越性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種尿素催化水解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大氣污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種尿素催化水解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煙氣脫硝，是指將高溫燃燒后(包括燃煤鍋爐、燃油燃?xì)忮仩t以及一些工業(yè)爐)煙氣中所含的有害物質(zhì)一NOX脫除的技術(shù)，包括SCR和SNCR兩種主要技術(shù)流派，其中SCR是煙氣脫硝的主流技術(shù)。所謂SCR技術(shù)，是指在鍋爐的省煤器和空預(yù)器之間設(shè)置SCR反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)安裝催化劑，在反應(yīng)器之前的煙道截面內(nèi)噴入還原劑(含氨氣體)，還原劑與NOx在催化劑表面上發(fā)生反應(yīng)脫除N0X。
[0003]SCR煙氣脫硝所使用的還原劑從根本上來(lái)說(shuō)是氨氣，需要在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一套能夠持續(xù)生產(chǎn)氨氣的裝置。從原料上來(lái)看，氨氣制備系統(tǒng)可以分為無(wú)水液氨系統(tǒng)、氨水系統(tǒng)和尿素系統(tǒng)。其中使用液氨蒸發(fā)制備氨氣的系統(tǒng)最為常用，原因是其投資最便宜，運(yùn)輸、使用成本也最低，但液氨系統(tǒng)存在重大的安全隱患，特別是它的運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程，液氨泄漏帶來(lái)的危害非常大，安全事故屢見(jiàn)不鮮；氨水系統(tǒng)的投資、運(yùn)行以及運(yùn)輸成本都很高，比液氨安全一些，但仍有一定的安全隱患。
[0004]尿素系統(tǒng)的投資及運(yùn)行成本與液氨系統(tǒng)相比較高，但運(yùn)輸成本相當(dāng)，并且尿素系統(tǒng)基本上沒(méi)有安全隱患，是最安全的氨氣制備技術(shù)。目前商業(yè)化應(yīng)用的尿素制氨工藝技術(shù)主要有尿素水解和尿素?zé)峤?，其中尿素水解又包括了普通水?AOD、U2A、國(guó)內(nèi)化工行業(yè)水解)和美國(guó)Chemithon的催化水解(SafeDeNOx)，尿素?zé)峤鈩t主要是美國(guó)燃料公司(Fueltech)所提供的 NOxOUTULTRA 技術(shù)。
[0005]熱解的反應(yīng)速度最快且最安全，現(xiàn)場(chǎng)幾乎沒(méi)有儲(chǔ)氨的容器，但其能耗和運(yùn)行費(fèi)用很高，所以較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，業(yè)績(jī)較多，但在油價(jià)高企的今天，雖有應(yīng)用，單用戶的運(yùn)行成本壓力很大。和熱解相比，水解由于采用電廠較為豐富的蒸汽作為熱源，能耗較低。但A0D、U2A等國(guó)外水解技術(shù)，反應(yīng)較慢需要龐大的反應(yīng)器和緩沖裝置，其投資和能耗較高。
[0006]催化水解的反應(yīng)速度也較快，起停迅速，能耗較低，但是該技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)還不是很成熟，在國(guó)內(nèi)尚無(wú)應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種尿素催化水解裝置，不僅能夠滿足國(guó)內(nèi)大規(guī)模安裝的SCR脫硝裝置所需要的安全穩(wěn)定氨氣來(lái)源，還能節(jié)約大量的能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的和諧統(tǒng)一。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種尿素催化水解裝置，包括:給料泵、尿素水解反應(yīng)器，所述尿素水解反應(yīng)器插設(shè)有蒸汽盤(pán)管，所述蒸汽盤(pán)管外側(cè)上方連接有蒸汽進(jìn)口管道及冷卻水出口管道，下方連接有蒸汽出口管道及冷卻水進(jìn)口管道。
[0010]進(jìn)一步地，所述給料泵與尿素水解反應(yīng)器的連接管道上設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)。[0011]進(jìn)一步地，所述尿素水解反應(yīng)器上還連接有沖洗水管道。
[0012]進(jìn)一步地，所述蒸汽進(jìn)口管道及冷卻水出口管道相連通，所述蒸汽出口管道及冷卻水進(jìn)口管道相連通。
[0013]進(jìn)一步地，所述蒸汽進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)、溫度調(diào)節(jié)閥及現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)。
[0014]進(jìn)一步地，所述蒸汽出口管道上設(shè)有疏水器。能夠使蒸汽冷凝放出冷凝熱被尿素溶液吸收，最大限度的節(jié)約蒸汽。
[0015]進(jìn)一步地，所述冷卻水進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)和溫度計(jì)，用以指示冷卻水的溫度
與流量。
[0016]進(jìn)一步地，所述尿素水解反應(yīng)器還開(kāi)設(shè)氨氣出口。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:增加了氨氣泄露防護(hù)系統(tǒng)、壓力、溫度、液位高低自動(dòng)控制系統(tǒng)，安全性也很高。因此本實(shí)用新型提供的尿素催化水解裝置具有較高的優(yōu)越性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型尿素催化水解裝置圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1與不加催化劑尿素水解反應(yīng)生成氨氣濃度曲線對(duì)比圖。
[0020]其中:1 一給料泵；2—尿素水解反應(yīng)器；3—蒸汽盤(pán)管；4一氨氣出口 ；5—疏水器；6，7—流量計(jì)；8—溫度調(diào)節(jié)閥；9，10—現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)；11 一溫度計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022]本實(shí)用新型的尿素催化水解裝置，如圖1所示，包括:給料泵1、尿素水解反應(yīng)器2，在給料泵I與尿素水解反應(yīng)器2的連接管道上設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)10，尿素水解反應(yīng)器2中插設(shè)有蒸汽盤(pán)管3，蒸汽進(jìn)口管道與冷卻水出口管道相連通，與蒸汽盤(pán)管3外側(cè)的上方連接，在蒸汽進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)7、溫度調(diào)節(jié)閥8及現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)9 ;蒸汽出口管道及冷卻水進(jìn)口管道相連通，與蒸汽盤(pán)管3外側(cè)的下方連接，在蒸汽出口管道上設(shè)有疏水器5，能夠使蒸汽冷凝放出冷凝熱被尿素溶液吸收，最大限度的節(jié)約蒸汽，在冷卻水進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)6和溫度計(jì)11，用以指示冷卻水的溫度與流量。
[0023]在尿素水解反應(yīng)器2的上方還連接有沖洗水管道，能夠?qū)δ蛩厮夥磻?yīng)器進(jìn)行洗滌。
[0024]在尿素水解反應(yīng)器2的上方還開(kāi)設(shè)氨氣出口 4，由此排出尿素水解反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)品氨氣。
[0025]尿素催化水解方法，包括以下步驟:
[0026]I)干尿素粉末儲(chǔ)存于儲(chǔ)倉(cāng)，由螺旋給料機(jī)輸送到溶解罐里(圖中未示出)，用去離子水將干尿素溶解成40%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過(guò)給料泵I輸送到尿素水解反應(yīng)器2里；
[0027]2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前將催化劑磷酸氫二銨和磷酸二氫銨按不同的配比加入到尿素水解反應(yīng)器2里，達(dá)到反應(yīng)器2體積的7% ;使尿素溶液與催化劑混合均勻
[0028]3)采用蒸汽加熱方式，將尿素水解反應(yīng)器2加熱，加熱溫度:150°C，壓力:0.6MPa，實(shí)現(xiàn)尿素的催化水解。
[0029]步驟3)中，由蒸汽進(jìn)口管道通入蒸汽，利用蒸汽盤(pán)管3，對(duì)尿素水解反應(yīng)器2均勻加熱，在此過(guò)程中，可通過(guò)流量計(jì)7、溫度調(diào)節(jié)閥8及現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)9控制蒸汽的通入，同時(shí)，在蒸汽盤(pán)管3外側(cè)下方連接有冷卻水進(jìn)口管道，可由此通入冷卻水對(duì)來(lái)自尿素水解反應(yīng)器2的蒸汽進(jìn)行冷卻，冷卻水由冷卻水出口管道流出。
[0030]催化劑的主要作用是通過(guò)改變了反應(yīng)路徑，從而大大加快反應(yīng)速率，降低響應(yīng)時(shí)間。
[0031 ] 尿素催化水解產(chǎn)生的氨氣，通過(guò)尿素水解反應(yīng)器上的氨氣出口排出，如圖1所示。
[0032]尿素水解反應(yīng)器中裝有固定量的催化劑，催化劑在反應(yīng)器內(nèi)可循環(huán)使用，在每次大修時(shí)更換即可。在反應(yīng)器操作狀況下催化劑呈熔融狀，控制反應(yīng)器在恒溫、恒壓下運(yùn)行，恒溫恒壓的反應(yīng)條件可使得反應(yīng)產(chǎn)物的氣體組分恒定。
[0033]同時(shí)，在其他反應(yīng)條件相同的情況下，不加催化劑進(jìn)行尿素水解反應(yīng)，即僅進(jìn)行實(shí)施例I中的步驟I)及3)。在同一時(shí)間收集尿素水解反應(yīng)器出口的氨氣，并測(cè)量其濃度。
[0034]在同一時(shí)間收集尿素水解反應(yīng)器出口的氨氣，并測(cè)量其濃度，如圖2所示。
[0035]本實(shí)施例表明催化水解的反應(yīng)速度較快，起停迅速，性能接近熱解，蒸汽冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用使系統(tǒng)安全性很高，能耗較低，投資與熱解相當(dāng)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，其費(fèi)用可以進(jìn)一步降低。
【權(quán)利要求】
1.一種尿素催化水解裝置，包括:給料泵、尿素水解反應(yīng)器，所述尿素水解反應(yīng)器插設(shè)有蒸汽盤(pán)管，所述蒸汽盤(pán)管外側(cè)上方連接有蒸汽進(jìn)口管道及冷卻水出口管道，下方連接有蒸汽出口管道及冷卻水進(jìn)口管道，所述給料泵與尿素水解反應(yīng)器的連接管道上設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述尿素水解反應(yīng)器上還連接有沖洗水管道。
3.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述蒸汽進(jìn)口管道與冷卻水出口管道相連通，所述蒸汽出口管道與冷卻水進(jìn)口管道相連通。
4.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述蒸汽進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)、溫度調(diào)節(jié)閥及現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述蒸汽出口管道上設(shè)有疏水器。
6.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述冷卻水進(jìn)口管道上設(shè)有流量計(jì)和溫度計(jì)。
7.如權(quán)利要求1所述的尿素催化水解裝置，其特征在于，所述尿素水解反應(yīng)器還開(kāi)設(shè)氨氣出口。
【文檔編號(hào)】C01C1/02GK203612968SQ201320483963
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】彭代軍, 申鎮(zhèn), 宋云鵬, 譚效德, 丁艷軍 申請(qǐng)人:中國(guó)大唐集團(tuán)環(huán)境技術(shù)有限公司, 中國(guó)大唐集團(tuán)科技工程有限公司