[发明专利]一种尿素热解制氨装置及方法

权利要求书

1.一种尿素热解制氨装置，包括入口段(1)、带有喷射器(5)的主反应段(6)和出口段(8)，主反应段(6)的两端分别与入口段(1)和出口段(8)相连通，其特征在于，所述的入口段(1)与主反应段(6)之间设置至少两级减速段，相邻的两级减速段之间设置稳定段(3)。

2.根据权利要求1所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的入口段(1)、减速段、稳定段(3)和主反应段(6)同轴设置，每一级减速段的横截面面积沿着由入口段(1)至主反应段(6)的方向逐渐增大，稳定段(3)的横截面面积沿着由入口段(1)至主反应段(6)的方向均相等。

3.根据权利要求1所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的减速段为内部中空的锥形结构，锥形结构的内径沿着由入口段(1)至主反应段(6)的方向逐渐增大；所述的稳定段(3)为内部中空的柱状结构。

4.根据权利要求1所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的减速段包括一级减速段(2)和二级减速段(4)，一级减速段(2)的上端入口连通入口段(1)，二级减速段(4)的下端出口连通主反应段(6)；所述的稳定段(3)的两端分别连通一级减速段(2)和二级减速段(4)。

5.根据权利要求4所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的一级减速段(2)的下端出口的内径、稳定段(3)的内径和二级减速段(4)的上端入口的内径均相等。

6.根据权利要求4所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的一级减速段(2)的夹角介于30°～60°之间，其变径比介于1:2～1:5之间。

7.根据权利要求4所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的二级减速段(4)的夹角介于10°～30°之间，其变径比介于2:3～2:5之间。

8.根据权利要求4所述的一种尿素热解制氨装置，其特征在于，所述的稳定段(3)的长度需要满足：气流流经稳定段(3)的时间在0.1～1s之间；

优选地，所述的稳定段(3)的长度为0.2～5m。

9.一种采用如权利要求1-8任意一项所述的制氨装置的尿素热解制氨方法，其特征在于，气体加热后以一定速度进入入口段(1)，经过至少两级减速后进入主反应段(6)与尿素溶液进行热解反应；所述的加热后的气体在经过每一级减速段减速后进入稳定段(3)停留0.1～1s。

10.根据权利要求9所述的一种尿素热解制氨方法，其特征在于，所述加热后的气体的流速经一级减速段(2)较入口段(1)处流速下降50％～80％，加热后的气体的流速经二级减速段(4)较入口段(1)处流速下降80％～98％。