[实用新型]一种尿素制氨水解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及尿素制氨水解装置，利用本实用新型装置可将尿素分解生成氨气，以满足火电发电厂脱硝工程的氨需求。

背景技术

火电发电厂的氮氧化物排放控制方法主要有催化还原反应（SCR）/非催化还原反应（SNCR），其原理都是利用还原剂和烟气中的氮氧化物发生反应生成氮气。目前应用最广泛的还原剂是氨（NH₃）。

液氨价格便宜，但是由于其化学性质易爆，属于危险化学物品，运输和储存都必须经过相关部门的严格审查，不宜用于城市或人群密集的电站。

尿素化学性质稳定，无毒，运输和储存方便，因此利用尿素分解制氨是解决液氨安全问题的最有效途径。

目前针对脱硝工程的尿素制氨方法，应用较广泛的是尿素热解，其原理为利用高温燃气/烟气（600℃）将尿素溶液迅速蒸发分解，生成氨气。但这种工艺反应温度高，消耗能量大，使电厂用电增加。近年来，研究者提出了尿素水解的技术路线。水解反应是尿素生产阶段的副反应，在尿素生产阶段，该反应极其微弱，对尿素产量影响不大，因此文献中对于该反应，尤其是其反应动力学的相关研究极少。

脱硝工程中的制氨设备属于辅机系统，要求流程简单，设备精简，造价合理，制氨工艺应采用浓度较高的尿素溶液，以减少废液产生，快速有效的生成氨气，满足后续脱硝反应的需求。

在尿素生产领域可采用解吸塔、闪蒸塔等设备，在负压高温条件下分解尿素废液，回收氨气。该类设备通常为塔式反应器形式，塔内为负压状态，反应原料为浓度较低的尿素溶液（通常低于10%），产物为氨气和大量废液。这类尿素制氨设备占地面积大，造价昂贵，并连续产生大量废液，与脱硝工程的尿素制氨要求相差较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种尿素制氨水解装置，以利用尿素溶液制备氨气用于烟气脱硝工程。

本实用新型的尿素制氨水解装置包括：

一个卧式压力反应釜，在反应釜的底部设有加热装置，进料口设在反应釜底部，出料口设在反应釜的上部；

一个增压泵，与进料口管路连接，用于将尿素溶液输入反应釜中；

一个调节阀，安装在增压泵与进料口之间的管路上，用于调节进入反应釜尿素溶液的流量；

一个稳压调节阀，安装在出料口后的管路上，用于将反应釜中分解生成的氨气/CO₂/水混合物稳压后排出；

一个在线液位计，安装在反应釜上，用于控制反应釜中的液位；

一个安全阀，安装在反应釜上，用于在反应釜超压时排出气相物料。

本实用新型的尿素制氨水解装置还包括有一个泄压旁路，所述泄压旁路安装在出料口与稳压调节阀之间的管路上，用于在反应釜超压时将气相物料排入废水池中。

其中，所述的加热装置是电加热器或蒸汽加热盘管。

进一步地，在反应釜的底部还安装有定期排污口。

质量浓度为40～60%的尿素溶液通过增压泵和调节阀后进入反应釜，在反应釜中发生分解反应，生成氨气/CO₂/水的混合物，经过稳压调节阀的稳压作用后排出。运行中通过在线液位计的测量及反馈，利用调节阀控制反应釜中的液位恒定。在运行过程中，加热装置提供水解反应所需的热量，通过调节加热装置的输入功率，改变反应釜中的压力和温度，可以实现水解反应的负荷变化，改变氨的生成量。

在运行过程中，若反应釜中的压力超过设定值，则通过泄压旁路或安全阀泄压，避免设备超压，保证安全。

本实用新型的尿素制氨水解装置可以将尿素溶液分解生成氨气，满足脱硝工程的氨需求。反应产物为氨气/水蒸汽/CO₂的混合物，混合物性质稳定，不可燃，与空气混合后不会发生燃烧、爆炸等危险。相比尿素热解工艺，能耗低，消耗电能少，具有良好的经济实用性。

本实用新型的尿素制氨水解装置设备精简，反应过程无废液排放，控制逻辑清晰，运行过程稳定，可更好的与脱硝工程相匹配。

附图说明

图1 是本实用新型尿素制氨水解装置的结构示意图。

图中：1－增压泵；2－调节阀；3－反应釜；4－稳压调节阀；5－加热装置；6－在线液位计； 7－泄压旁路；8－安全阀；9－定期排污口；10－进料口；11－出料口。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型作进一步的说明。