[实用新型]U形流式尿素热解反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，尤其涉及一种U形流式尿素热解反应器，属于热解反应器技术领域。

背景技术

目前，选择性催化还原烟气脱硝即SCR烟气脱硝用还原剂主要有液氨、氨水和尿素。由于液氨是危险化学品，随着国家对安全的日益重视，逐渐出台一系列相关的限制措施，使得电厂用液氨时在审批、工期、占地等诸多方面受到越来越多的制约，氨水也因为其运行成本居高而受到应用的局限。作为无危险的制氨原料，尿素具有与液氨相同的脱硝性能，并且没有危险和法规限制，可以方便的被运输、储存和使用。

尿素作为SCR脱硝还原剂，主要工艺有热解制氨和水解制氨工艺。其中，热解制氨工艺由于系统投资成本低、运行稳定、维护量小，亦越来越多地被电厂采用。尿素热解制氨工艺是将尿素在热解反应器里分解为氨(NH₃)，并通过SCR系统中氨气喷射格栅（AIG）提供脱硝系统所需的还原剂(NH₃)。

传统的热解反应器是内部中空的高温容器，热源气由顶部进入，在解热反应器中维持足够尿素分解的温度和时间。热解反应器一般由进口段、主体段、收缩段及连接段组成。为了提高气体在热解反应器内的停留时间，以增加尿素分解的反应时间，一般采用的方法是：增大反应器的高度。由于受现场空间的限制，这种方法对于大型热解反应器在实际工程中的设计布置较难实现，而且热解反应器的材质是不锈钢，大体积的热解反应器增加了设备的费用。

专利文献 CN201907975U公开了一种用于尿素制氨的热解装置，其包括内部设有喷枪的反应室、气体入口以及气体出口，所述气体入口设置于反应室上部，所述的气体出口设置于所述反应室下部，还包括设置所述反应室内部且所述喷枪上部的筛板型气流分配装置，使得进入热解装置的热气流在扩散过程中，更快地取得了均匀向下流动的热气流场，提高了喷枪的相对位置，可降低一定的热解装置的高度。然而，对于大型工程中该反应器仍不能避免反应器高度过高、难以布置以及制造成本较高的问题。

专利文献CN203173834U公开了一种逆流式尿素热解制氨装置，所述热解制氨装置包括入口段、进行尿素热解制氨反应的主体段、圆锥状的收缩段、出口段。其特征在于，入口段设置在主体段的下部，出口段设置在热解制氨装置的上部，主体段的上部通过收缩段与出口段连接，尿素热解制氨装置采用逆流式进行，延长尿素在热解装置主体段停留时间。并且在进气端、收缩段、扩展段至少一处设旋流板，让气流形成高速的旋流。但是，尿素制氨分解尿素溶液需要稳定流动的热空气，而且旋流板会增加阻力，会造成压力损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种U形流式尿素热解反应器，解决现有技术中存在的如下技术问题：

1.现有热解反应器的气体流程为直行程，为了保证有足够的停留时间，只有增加反应器的高度。

2.现有热解反应器，由于停留时间短，热解过程中容易产生固体产物，并堵塞进出反应器的管道，需定期停机清除，否则影响反应器的正常运行。

3.现有热解反应器，当需要的产氨量较大时，反应器的高度将过高，需要的安装空间过高，现场安装施工困难。

4.现有热解反应器，在热解过程中产生的固体产物容易堵塞进出口管道。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现：一种U形流式尿素热解反应器，包括反应器壳体，反应器壳体的内部由纵向设置的分流隔板分隔成独立的下行通道和上行通道，下行通道和上行通道的底部连通，形成U形的气流通道；在下行通道的顶部连接反应器进口，上行通道的顶部连接反应器出口，在下行通道的上部侧面设有与其内部连通的双流体雾化喷枪。

U形的气流通道：使得气体的流程变长，通过改变气体流程延长在反应器内的停留时间，能延长固体产物分解时间，最大程度地减少固体产物的生成；提高热解反应效率；另外，还可以降低安装高度，节省安装空间，以灵活适应安装场地要求；

作为优选方式，反应器壳体的底部设有排污口，所述排污口为锥形、椭圆形、球形或者平底结构。热解固体产物积聚在反应器底部，通过除污口清除；反应器内足够的回收空间不会发生堵塞。

作为优选方式，所述双流体雾化喷枪包括喷嘴、外套管和内套管，外套管外接尿素溶液管道接口，内套管连接压缩空气管道接口，或者内套管外接尿素溶液管道接口，外套管连接压缩空气管道接口。

作为优选方式，所述喷枪沿着下行通道的外侧均匀布置2-6支。喷枪径向布置或倾斜一定角度布置。

作为优选，在反应器壳体的外部设有支座。支座用于将整个反应器装置固定。

本实用新型的工作流程为：