[发明专利]氨气发生装置

说明书

本发明涉及氨气制备技术领域，具体提供了一种氨气发生装置，旨在解决现有烟气脱硝系统的氨气发生装置中高温烟气与雾化后的尿素溶液混合不够充分，氨气产量低的问题。为此目的，本发明的氨气发生装置包括内腔为圆柱状的壳体，壳体上设置有进液管、进气管、出液口以及出气口；进液管设置于壳体的顶部中间位置且向下延伸，进液管设置有用于向壳体内喷洒制氨原液的喷淋构件；进气管用于向壳体内输送高温烟气；出液口和出气口均设置于壳体的底部，分别用于排出制氨反应的液体产物和气体产物，壳体的内壁上设置有从上向下延伸的螺旋状导流构件以便高温气体在壳体内形成旋转气流。旋转气流使雾化液与高温气体充分混合，提高了氨气的产量。

技术领域

本发明涉及氨气制备技术领域，具体提供了一种氨气发生装置。

背景技术

火力发电厂、冶炼厂、工业锅炉等排放的烟气中含有大量的NOx，是大气中产生酸雨的主要污染物。目前，最成熟的烟气脱硝技术是选择性催化还原脱硝(SCR)，其原理是利用氨气在催化剂的作用下将烟气中的NOx还原成N₂和H₂O。通常，在烟气脱硝系统中，浓氨水被加入氨气发生装置中加热生成氨气，在将生成的氨气与烟气混合以便还原烟气中的NOx。不过，浓氨水作为氨气的制备原料运输不便，且存在较大的安全风险。

鉴于此，经过改进的烟气脱硝系统，将尿素颗粒与水混合形成尿素溶液，尿素溶液经过喷淋装置喷入氨气发生装置的反应腔内，同时高温烟气被通入氨气发生装置的反应腔内，雾化后的尿素溶液与高温烟气混合，高温烟气的热量使尿素溶液中的尿素分解产生氨气，氨气和烟气的混合气体排出并经过除湿后通入脱硝反应装置中，在催化剂的作用下氨气与烟气中的NOx发生还原反应而消除烟气中的NOx。不过，高温烟气通常是直接从氨气发生装置的底部通入氨气发生装置中，出气口设置在氨气发生装置的顶部，高温烟气进入壳体之后直接向上流动最后从出气口流出，烟气与雾化后的尿素溶液混合不充分，氨气产量低。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有烟气脱硝系统的氨气发生装置中高温烟气与雾化后的尿素溶液混合不够充分，氨气产量低的问题，本发明提供了一种氨气发生装置，所述氨气发生装置包括内腔为圆柱状的壳体，所述壳体上设置有进液管、进气管、出液口以及出气口；所述进液管设置于所述壳体的顶部中间位置，所述进液管位于所述壳体内的部分设置有喷淋构件，所述喷淋构件用于向所述壳体内喷洒制氨原液；所述进气管用于向所述壳体内输送高温烟气；所述出液口和所述出气口均设置于所述壳体的底部，分别用于排出制氨反应的液体产物和气体产物；所述壳体的内壁上设置有从上向下延伸的螺旋状导流构件。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管设置在所述壳体的侧部，所述螺旋状导流构件的上端与所述进气管的出口端连接。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述螺旋状导流构件包括沿宽度方向从所述壳体的内壁朝所述壳体的轴线延伸的螺旋导流板，所述螺旋导流板的螺距从上到下逐渐减小。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述螺旋导流板与所述壳体的轴线之间的夹角在70-90度的范围内。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管的内壁与所述壳体的内壁相切。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管的轴线与所述壳体的轴线相互垂直。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管的内径小于所述壳体的内腔的半径。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管的轴线与所述进液管的轴线也相互垂直。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管设置于靠近所述壳体顶部的位置。

在上述氨气发生装置的优选技术方案中，所述进气管设置于靠近所述壳体的顶部的位置并且其出口端向下倾斜。