[实用新型]用于有效运行热反应器的设备

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及一种通过使之能快速起动以便支持按需单元例如涡轮机来有效运行热反应器的设备，该热反应器用于使尿素气化以便为了例如NOx的选择性催化还原(SCR)而向SCR单元或其它单元供料。 

背景技术

存在大量其中氨用在热气流中的工业应用。在空气污染控制的情况下，实例为其中注入少量氨的烟道气调节以及依赖于相对大量氨的SCR系统。只要气流中需要氨，就希望避免处理氨本身的危险性和昂贵性，但按需氨制备可能是不切实际的，因为当电力需要使得它是必须的时，需要快速打开该系统。 

对于需要快速起动能力的应用例如燃气轮机、组合循环设施和任何燃烧单元而言，目前不存在提供尿素气化并且还不需要长预热时间或用于储存气化尿素的罐的实际方法。然而，经常需要能快速起动，有时在少至10分钟的响应时间内起动。保持系统就绪操作条件的成本可能过高，同时从冷停机完全加热是不切实际的。在常规尿素气化系统中，使所有组件达到合适温度的加热时间根据设备的尺寸、加热系统的能力和所用设备的类型可能要数小时。 

在能将尿素转化成氨的技术中，已知高温设备和系统，例如授予Sun等人的美国专利No.7,090,810，其描述了可产生复杂产物气流的热设备。需要高温以将尿素气化并保持为气体而不会冷凝或产生副产物。 

需要能够快速起动以支持按需单元如涡轮机的设备。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种有效操作用于将尿素气化的热反应器的方法和设备，它可以快速起动以支持按需单元例如涡轮机。 

一方面，本实用新型提供了一种通过使之能快速起动以实现按需气化尿素来有效运行用于将尿素气化以便为了例如NOx的选择性催化还原而向SCR单元或其它单元供料的热反应器的设备，包括：气化反应器，其用于使含水尿素（尿素水溶液）受热一定时间以实现含水尿素的气化并形成含有NH3和HNCO的热气化产物流；用于将热气体引入气化反应器中的导管装置；至少一个双流体注射器，和用于将含水尿素和雾化空气供入所述注射器中的装置；再循环回路，该再循环回路包括导管、风扇、加热器和阀，所述阀用于关闭或打开该再循环回路与所述气化反应器的连通；由阀组成的隔离装置，它用于关闭或打开对所述气化反应器的、用于将尿素气化的输入热气体的供应；用于操作所述再循环回路和所述隔离装置以使反应器能被按需供应气化尿素并在不需要气化尿素时保持反应器的热量的装置；和用于将由尿素溶液与热气体在气化反应器中接触而产生的产物气体输送至使用它的设备如SCR中的导管装置。 

下文描述本实用新型的其它和优选方面。 

附图说明

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图阐述了本实用新型的特定实施方案，所述附图与上文给出的一般描述和下文给出的具体实施方案的详细说明一起用于解释本实用新型的原理。图中类似的附图标记表示类似或相应的部件。 

图1为使用本实用新型的产氨设备的动力设施的示意图。 

图2为更详细地示出本实用新型的产氨设备的示意图。 

具体实施方式

对本实用新型的描述参考附图进行，其中图1示意性示出简化的优选 实施方案。下文描述附图和它们代表的设备，而适当地引用授予Sun等人的美国专利No.7,090,810中描述的各种组件，该专利通过引用将其全部内容并入本文中。 

术语“尿素”旨在包括其所有商购形式的尿素，它典型地主要包括尿素，尿素的含量为95重量%或更多。较纯形式的尿素是优选的并且在本实用新型方法中具有数个优点。该方法有效地使用尿素，但也可使用在加热时能够产生含氨反应物的其它NOx还原试剂。供应给该方法的尿素优选是浓度为约30%至约70%的水溶液，其中最优选约45%至约60%。 

当尿素通过热处理气化时，反应物气体会不仅含有氨（NH3）和异氰酸（HNCO），它可能含有取决于热分解产物的温度历程的、来自副反应的副产物。通过术语“气化”，我们意指基本上所有的尿素转化成气体，不留下显著的溶解或自由的固体或液体接触并污染SCR催化剂。 

本实用新型使尿素气化系统能快速响应于使用SCR技术的燃烧单元的氨需求率的变化以控制NOx排放。本实用新型有利于在数分钟内从待机模式快速起动至完全运行。在标准尿素气化系统、例如Sun等人的专利所述那些系统的任意一个中，存在用以使所有组分达到合适温度的热身（升温，加热）时间，视设备的尺寸、加热系统的能力和所用设备的类型而定，该热身时间可从约20分钟至2小时。