专利名称：烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于烟气脱硝(氮)领域，具体的说，涉及一种化石原料锅炉烟气脱硝、 氮用尿素溶液水解制氨反应器。
背景技术：
目前，控制化石原料锅炉NOx排放的措施分两大类。一类是通过燃烧技术的改进 (包括采用先进的低NOx燃烧器)降低NOx排放量，另一类是在锅炉尾部加装脱除氮氧化物装置即一烟气脱硝(氮)装置。随着国家对NOx排放控制标准的严格控制，前者已不能满足排放要求，因此在锅炉尾部加装烟气脱硝(氮)装置一即采用选择性催化还原法(即SCR)脱除烟气中的NOx是今后产业的高峰。选择性催化还原法是指在催化剂的作用下，以NH3为还原剂，与烟气中的氮氧化物 (NOx)反应生成无毒、无污染的队和H20。工业上能产生脱硝(氮)还原剂NH3的物质有液氨、 氨水和尿素三种。无水氨，又名液氨。液氨泄漏到空气中，与空气中的水形成云状物，不易扩散，对附近人的人生安全造成危害。氨蒸汽与空气混合物的爆炸极限为15. 79Γ27. 4%，氨和空气混合物达到上述浓度范围与明火能燃烧和爆炸，如有油类和其他可燃性物质存在，则危险性更高。氨水也属于危险品，用于脱硝(氮)的氨水浓度通常为20%19%，氨水较液氨相对安全， 但空气中的氨气达到上述爆炸极限也同样会有爆炸危险。因此液氨和氨水在储存、运输和使用方面国家有严格的法律法规要求。相对于液氨和氨水，尿素是无毒、无害的化学品，便于运输和储存，可用火车或汽车运输，运输和储存过程不需要特别的安全措施。尿素溶液做为制取脱硝(氮)还原剂的原料，可避免在储存、输送和使用过程中泄漏时造成危险。因此，越来越多的燃用化石燃料锅炉企业希望采用尿素溶液作为脱硝(氮)还原剂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，该反应设施，可以将尿素水溶液在热源的作用下，快速产出大量清洁烟气脱硝(氮) 还原剂；并且能随着烟气脱硝(氮)装置需要还原剂量的变化而快速调整产氨量(减少氨逃逸)。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，所述反应器为立式圆柱型结构，包括由上至少依次连接固定的上部产品混合气出口区、中部气液分离区、下部水解反应区构成。尿素制取脱硝(氮)还原剂，通常有两种方法热解和水解。热解法是直接快速加热雾化后的尿素溶液进行分解，但热解法经常分解不完全，影响烟气脱硝(氮)的效率。水解法是在一定的反应设施中，将尿素水溶液在热源的作用下加以分解，以制取烟气脱硝(氮)还原剂，该设施即烟气脱硝(氮)用尿素溶液水解制氨反应器。本实用新型采用立式圆柱型结构。立式圆柱型结构可以有效减少脱硝过程中氨逃逸的程度当氨需求量减小时，可以及时通过减小尿素溶液的进料流量或者改变反应设施内尿素溶液的总量，从而降低反应的程度，及时响应烟气脱硝(氮)装置负荷的变化，从而降低氨的逃逸率。本实用新型采用立式圆柱型结构，设施停车时，能快速的停止产品气的生产。由于立式反应器内贮液量少，当不需要产品气时，停止热能供应，设施内温度能及时的降下来。从而抑制氨的逃逸，增加后续烟气脱硝(氮)装置的安全性。所述上部产品混合气出口区由固定连接的产品混合气出口及产品气再热器组成， 产品气再热器与中部气液分离区连接固定。本实用新型设施在产品气出口前设计有产品气再热装置。该设计以保证产品气的过热度为目的，防止产品气在冷凝时发生逆反应，而降低产品气的纯度及浓度。所述中部气液分离区由分离区外筒体及固定于分离区外筒体内的除雾器组成。本实用新型设计有除雾器，使产品气不带液滴，保证产品气洁净。所述下部水解反应区包括反应区外筒体、置于反应区外筒体内的加热器，反应区外筒体上设有尿素溶液进料装置、尿素反应残液出料口、底部排污口、窥视镜、检修孔及外部液位计。本实用新型在水解反应区内设置加热器。由于尿素水溶液水解时需吸收大量的热量，该实用新型在水解反应区的加热器可满足此要求；加热器在设计时保证尿素溶液与热源充分接触，且传热快，因而能快速生产产品气，缩短响应时间。所述中部气液分离区与下部水解反应区间采用一倒锥体结构连接。所述倒锥体结构与反应区外筒体呈一体结构。本实用新型的有益效果是1、本实用新型采用立式圆柱型结构，该结构可以有效减少脱硝过程中氨逃逸的程度当氨需求量减小时，可以及时通过减小尿素溶液的进料流量或者改变反应设施内尿素溶液的总量，从而降低反应的程度，及时响应烟气脱硝(氮)装置负荷的变化，从而降低氨的逃逸率。2、本实用新型采用立式圆柱型结构，设施停车时，能快速的停止产品气的生产。由于立式反应器内贮液量少，当不需要产品气时，停止热能供应，设施内温度能及时的降下来。从而抑制氨的逃逸，增加后续烟气脱硝(氮)装置的安全性。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。参见图1所示，本实施例如图所示，本实施例为一立式圆柱型结构，包括有上部产品混合气出口区1、中部气液分离区2、下部水解反应区3三大部分组成。中部气液分离区 2与下部水解反应区3间采用一倒锥体结构4连接，倒锥体结构4与中部气液分离区2采用法兰连接，倒锥体结构4与下部水解反应区3依靠焊接成一整体，便于成型，中部气液分离区2与产品混合气出口区1采用法兰连接。在上部产品混合气出口区由产品混合气出口11及产品气再热器12组成；中部气液分离区2由分离区外筒体21及除雾装置22组成；下部水解反应区3由反应区外筒体31、加热器32、尿素溶液进料装置33、尿素反应残液出料口 34、底部排污口 35、窥视镜36、检修孔37及外部液位计38组成。整个设施设置三个支腿， 搁置在地面。 如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求1.烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器为立式圆柱型结构，包括由上至少依次连接固定的上部产品混合气出口区(1)、中部气液分离区(2)、下部水解反应区(3)构成。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述上部产品混合气出口区(1)由固定连接的产品混合气出口(11)及产品气再热器(12)组成， 产品气再热器(12)与中部气液分离区(2)连接固定。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述中部气液分离区(2)由分离区外筒体(21)及固定于分离区外筒体(21)内的除雾器(22)组成。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述下部水解反应区(3)包括反应区外筒体(31)、置于反应区外筒体(31)内的加热器(32)， 反应区外筒体(31)上设有尿素溶液进料装置(33)、尿素反应残液出料口(34)、底部排污口 (35),窥视镜(36)、检修孔(37)及外部液位计(38)。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述中部气液分离区(2)与下部水解反应区(3)间采用一倒锥体结构(4)连接。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器，其特征在于，所述倒锥体结构(4)与反应区外筒体(31)呈一体结构。
专利摘要本实用新型公开了一种烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器。该烟气脱硝、氮用尿素溶液水解制氨反应器为立式圆柱型结构，包括由上至少依次连接固定的上部产品混合气出口区(1)、中部气液分离区(2)、下部水解反应区(3)构成。本实用新型采用立式圆柱型结构，该结构可以有效减少脱硝过程中氨逃逸的程度当氨需求量减小时，可以及时通过减小尿素溶液的进料流量或者改变反应设施内尿素溶液的总量，从而降低反应的程度，及时响应烟气脱硝(氮)装置负荷的变化，从而降低氨的逃逸率；并且设施停车时，能快速的停止产品气的生产，由于立式反应器内贮液量少，当不需要产品气时，停止热能供应，设施内温度能及时的降下来，从而抑制氨的逃逸，增加后续烟气脱硝(氮)装置的安全性。
文档编号B01D53/56GK201959720SQ20112003873
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者吴学良, 郑伟 申请人:成都锐思环保工程有限公司