一种尿素制备氨气的方法
【专利摘要】一种尿素制备氨气的方法，使用除盐水将固体尿素浓解成质量百分比为35％?60％尿素溶液进入压缩空气雾化装置，雾化后的尿素溶液进入微波反应炉腔中，反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，使雾化后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气泵抽进入温水溶液中反应生成氨气；反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，反应炉腔微波的功率要大于每升大于80mW；反应炉腔中温度150℃—200℃，压力1.5MPa—3.5MPa；氨气及其副产物通过泵送入一定温度的水溶液后蒸发后得到氨气。
【专利说明】
一种尿素制备氨气的方法
技术领域
[0001]本发明属于防治大气污染的烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种尿素制备氨气的方法。
【背景技术】
[0002]为了防止环境的污染，燃烧烟气中必须去除氮氧化物(MKNO2)。目前比较主流的工艺分为:SCR脱硝和SNCR脱硝，其中SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，它是一种炉后脱硝，该技术使用到还原剂NH3的来源有3种:液氨、氨水和尿素。由于液氨是一种十分危险化学品，随着国家对安全问题的日益重视，出台一系列相关的限制措施，使用液氨脱硝非常繁琐;氨水作为还原剂脱硝也因为其运行成本居高不下而受到应用的局限;尿素具有无毒性、便于运输、存储等特点而得到广泛应用。
[0003]尿素制氨的基本原理是尿素溶液在一定温度下发生分解，其产生的气体中含有二氧化碳(CO2)、水蒸气和氨气(NH3)。根据其温度、压力的不同尿素分解可分为尿素水解和尿素热解。
[0004](I)尿素水解，浓度为40%?50%质量百分比的尿素溶液，在一定压力下送至水解换热器在100 °C—185°C下进行分解，目前常用的方法有:AOD法U2A法及Saf eDeNOx法。但由于解反应器由于操作温度较高，加之反应过程中产生酸性物质，使设备更易受到腐蚀。腐蚀可能造成设备的泄漏，从而产生安全隐患，同时还会造成管道堵塞等问题。
[0005](2)尿素热解，浓度为40%?50%质量百分比的尿素溶液，在热解室温度500°C —600°C下进行分解，热解室通常利用柴油、燃气作为热源，因此柴油、燃气使用量大，造成运行的费用极高，同时极难控制，安全性低。
[0006]尽管技术人员对以上两种技术进行改进但是均不能克服以上缺点，为此，需要一种新型的尿素制备氨气的方法。
【发明内容】
[0007]本发明目的，提出一种尿素制备氨气的方法，通过磁控管产生一定频率的微波制备氨气的方法，使雾化后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气栗抽进入一定温度的水溶液中进一步反应生成氨气。
[0008]本发明的技术方案，一种尿素制备氨气的方法，使用一定质量百分比的尿素溶液进入压缩空气雾化装置，雾化后的尿素溶液进入微波反应炉腔中，反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，使雾化后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气栗抽进入一定温度的水溶液中进一步反应生成氨气；
[0009]使用一定质量百分比的尿素溶液，使用除盐水(离子交换后)将固体尿素浓解成质量百分比为35%-60%尿素溶液。
[0010]反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，频率为900MHZ-2500MHZ;微波的功率要大于每升大于80mW。
[0011]反应炉腔中温度150°C—200 °C，压力 I.5MPa—3.5MPa。
[0012]氨气及其副产物通过栗送入一定温度(如70°C以上)的水溶液，如温度为70°C —100°C。蒸发后得到氨气，其体积浓度大于90%。氨气70°C以上溶液中溶解很低，而其它气体能够溶于热水中。
[0013]有益效果:本发明通过一定功率的微波方法制备尿素，克服尿素水解和尿素热解制备尿素的不足，设备要求低，投资成本低，蒸发后得到氨气浓度高于上两种方法，且整体上制备成本低，故在应用上优点极为明显。使雾化微波后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气栗抽进入一定温度的去离子水溶液中进一步反应生成氨气。本发明通过微波加热产生氨气的方法有效解决了传统尿素采用热解法及水解法带来的缺陷。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例提供的尿素制备氨气的原理即控制结构框图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]实施一:
[0017]使用离子交换处理后的除盐水将固体尿素溶解成质量百分比为45%尿素溶液，通过压缩空气雾化装置，进入微波反应炉腔中，反应炉腔(可以是圆柱或矩形的反应腔，在反应腔内均匀布置产生微波的磁控管，每只磁控管的功率为0.8-3000W);通过磁控管产生2450MHz的微波，抽气栗抽取反应后的混合物质，进入温度为90°C的去离子水中，蒸发后得到氨气。实际使用时反应腔每升300mW-2000mW。
[0018]实施二:
[0019]使用离子交换处理后的除盐水将固体尿素溶解成质量百分比为60%尿素溶液，通过压缩空气雾化装置，进入微波反应炉腔(可以是圆柱或矩形的反应腔，在反应腔内均匀布置产生微波的磁控管，每只磁控管的功率为0.8-3000W)中，通过若干磁控管产生950MHz的微波，抽气栗抽取反应后的混合物质，进入温度为95°C的去离子水中，蒸发后得到氨气。
[0020]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种尿素制备氨气的方法，其特征是使用除盐水将固体尿素浓解成质量百分比为35%-60%尿素溶液进入压缩空气雾化装置，雾化后的尿素溶液进入微波反应炉腔中，反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，使雾化后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气栗抽进入一定温度的水溶液中进一步反应生成氨气；反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，反应炉腔微波的功率要大于每升大于80mW;反应炉腔中温度150°C —200°C，压力1.5MPa—3.5MPa;氨气及其副产物通过栗送入一定温度的水溶液后蒸发后得到氨气。2.根据权利要求1所述的尿素制备氨气的方法，其特征是栗送入70°C— 100°C水溶液中。3.根据权利要求1所述的尿素制备氨气的方法，其特征是反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，频率为900MHz-2500MHz。4.根据权利要求1所述的尿素制备氨气的方法，其特征是微波反应炉腔中反应炉腔微波的功率每升300mW-5000mW。
【文档编号】H05B6/64GK105883853SQ201610488914
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】卞金洪, 纪正飚, 张蕾
【申请人】盐城工学院