[发明专利]一种利用尿素定量生产氨并脱硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产氨并脱硝的方法，特别是一种使用尿素热分解从而定量生产氨并脱硝的方法。

背景技术

氨气制备系统，近年来被广泛应用于环保领域，主要作为还原剂用于烟气脱硝。常见的氨气制备系统所使用的原料为液氨和氨水，是以氨的液态和水合物形式存在的，只要通过加热即可通过蒸发或分解过程获得氨气，但液氨或氨水一旦泄漏，将带来重大的安全事故。尤其是液氨的储存和运输均有巨大的安全隐患，美国在“911”等恐怖事件以后，将液氨贮罐视为潜在的大面积杀伤性武器，严格进行限制。尿素需要经过较为复杂的化学过程才能转化为氨气，在存储和运输过程中不产生氨气，非常安全，因此成为新型制氨系统的原料。

使用尿素制氨的技术主要有尿素的水解技术以及尿素的热解技术等。常见的尿素热解制氨及脱硝系统的流程如下：尿素颗粒在尿素溶解罐中与水混合，溶解为40％～60％的尿素溶液，存储在尿素溶液储罐中；尿素溶液储罐中的溶液加压喷入热解反应器，尿素溶液被雾化为小液滴，在350～650℃的温度下，尿素溶液小液滴迅速蒸发为固体尿素颗粒和水蒸汽，固体尿素颗粒升温后发生分解反应，从而生产气态的氨气和异氰酸，

NH₂CONH₂(固)→NH₃+HNCO

气态异氰酸很稳定，但在金属氧化物催化剂表面会发生反应，分解为氨气；

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂

氨气、异氰酸以及稀释空气的混合气，喷入脱硝反应器，异氰酸在脱硝催化剂表面完全分解为氨气，作为还原剂参与脱硝反应。

这种常见的尿素热解制氨及脱硝系统与尿素水解制氨脱硝系统相比具有很多优点：工艺操作简洁可靠，人力和维护较少；系统中氨的存储量小，安全性高；无高压设备、无腐蚀问题；系统启停迅速，预热时间短；反应速度极快，负荷变化的跟随能力强，响应时间短。但是这种常见的尿素热解制氨及脱硝系统具有能耗高、水耗高等缺点，系统运行费用高。

发明内容

本发明的一个目的是要减少尿素热解制氨及脱硝系统的能耗，降低系统的运行费用。本发明的另一个目的是要降低尿素热解系统对于除盐水的消耗，这也会降低系统的运行费用。

本发明所公开的内容是提供一种由尿素定量产生气态氨及烟气脱硝的方法。该方法包括了如下步骤：将固态的尿素颗粒加热得到熔融态的尿素颗粒；将一定量的熔融态的尿素在热解反应器中分解成为含氨混合气；含氨混合气在与稀释风混合；稀释后的含氨混合气在脱硝催化剂表面进一步完全分解产生氨气，氨气作为还原剂参与脱硝反应，达到脱硝的最终目的。

通过如下详细描述，结合附图和所附的权利要求，对本领域技术人员来说，更多的方面和优点是显然的。虽然本发明易受各种形式的实施方案的影响，应理解，以下描述的具体的事实方案所公开的内容是说明性的，而不是将本发明现在为在此所述的具体实施方案。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的尿素制氨及脱硝系统，其被配置成利用稀释风机提供稀释风；

图2示出了根据本发明第二实施例的尿素制氨及脱硝系统，其被配置成利用部分热烟气作为稀释风。

本文中使用的附图标记如下所示：

10 尿素颗粒储仓

11 尿素颗粒储仓进料口

12 尿素颗粒给料装置

20 尿素熔融器

21 尿素熔融器加热器

22 熔融尿素供给泵

23 流量自动控制阀门

30 热解反应器

31 雾化喷嘴

32 热解加热器

40 稀释风机

41 稀释风加热器

50 催化剂前烟道

51 喷氨格栅

具体实施方式

本发明一般涉及由熔融态尿素定量产生氨并脱硝的方法，和用于尿素熔融以及尿素热解反应的相关方法和设备。

本发明所公开的内容是提供一种由尿素定量产生气态氨并脱硝的方法。该方法包括了如下步骤：将固态的尿素颗粒加热得到熔融态的尿素颗粒；将一定量的熔融态的尿素雾化喷入热解反应器，熔融态尿素在热解反应器中分解成为含氨混合气；含氨混合气在与稀释风混合后一起喷入脱硝催化剂上游的烟道中；含氨混合气在脱硝催化剂表面进一步完全分解产生氨气，氨气作为还原剂参与脱硝反应，达到脱硝的最终目的。