[实用新型]一种解决尿素催化水解排放温室气体的装置

说明书

本实用新型公开了一种解决尿素催化水解排放温室气体的装置，包括水解反应器，以及设置在水解反应器上方的气体收集器，水解反应器内部设置有加热器，气体收集器的内部设置有除雾器，气体收集器与中空纤维膜接触器相连，纤维膜接触器上部通过阀门与饱和溶液的贮存槽相连、通过阀门与吸收剂储存槽相连，同时纤维膜接触器下部通过输送泵与吸收剂储存槽相连，纤维膜接触器的下端设置有CO₂密度计。以醇胺类化学试剂作为CO₂的吸收剂，此类试剂吸收速率较快，并且饱和吸收液贮存方便、解吸率高（可达90%左右）。此技术不仅实现了CO₂的捕集，减少了温室气体的排放，同时更加有利于CO₂的回收利用，从而实现了资源的有效利用。

技术领域

本实用新型属于电厂烟气脱硝领域，具体涉及一种解决尿素催化水解排放温室气体的装置。

背景技术

CO₂等温室气体的排放已给全球气候带来了灾难性影响，控制温室气体的排放越来越被重视，尤其是在近期的第七十五届联合国大会一般性辩论上，我国领导人提出中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和的目标，此次讲话内容具有里程碑意义，标志着全球在共同应对气候变化的道路上迎来拐点。在CO₂排放方面，以燃煤电厂为主，但是也有部分工业过程涉及到CO₂的排放，此部分也应当引起足够的重视，如何有效遏制CO₂排放在现阶段已显得迫在眉睫。尿素催化水解过程就属于产生温室气体的一类工业过程，现有的关于尿素催化水解的技术大多都是将尿素催化水解产生的氨气、CO₂一并导入氨/空混合器，忽视了温室气体CO₂排放的问题。

在尿素催化水解产生温室气体的问题上，目前仅有一项专利《一种尿素水解装置》（CN201721409368.9）涉及到此问题的解决，但该技术存在以下缺点：1. 该技术以氢氧化钙颗粒作为CO₂的吸收剂，气体CO₂需要先吸附在固体氢氧化钙表面，然后再进行反应，气、固两相之间的传质较慢，故使得氢氧化钙的吸收速率较慢。并且二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，若想再重新利用二氧化碳，此时二氧化碳的解吸再生较为困难；2. 该技术利用氢氧化钙固体可同时吸收水解生成气中所含有的CO₂和水蒸汽，在这种情况下，将同时降低混合气中水蒸汽与CO₂被氢氧化钙吸收的速率；3.该技术所引入的CO₂吸收装置的结构较为复杂。而其他传统CCS技术多采用醇胺吸收剂结合填料塔、板式塔等传统化工设备对CO₂进行吸收捕集，此类工艺中解吸能耗高、传质设备效率低、吸收剂性能差等问题一直无法得到很好地解决。

在尿素催化水解过程中，尿素和水在催化剂的作用下，反应分解生成氨气的同时，也会生成温室气体CO₂（质量分数约为56.4%）。现有的关于尿素催化水解制氨的反应器大多均是利用尿素在高温条件下发生水解，而对于反应产生的CO₂，将被直接释放到大气中，该类尿素催化水解技术，最终将会加剧地球的温室效应，严重影响着地球生物的生存条件。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型公开了一种解决尿素催化水解排放温室气体的装置，以醇胺类化学试剂作为CO₂的吸收剂，此类试剂吸收速率较快，并且饱和吸收液贮存方便、解吸率高（可达90%左右）。此技术不仅实现了CO₂的捕集，减少了温室气体的排放，同时更加有利于CO₂的回收利用，从而实现了资源的有效利用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：