[实用新型]尿素水解制氨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氨气、水蒸汽、二氧化碳混合气的生产装置，具体是尿素水解制取烟气脱硝（氮）所需还原剂－氨的尿素水解制氨系统。

背景技术

我国目前的发电机组绝大多数为燃煤机组，大量的煤炭燃烧会排放大量的大气污染物——氮氧化物，而脱除氮氧化物一般采用选择性催化还原法（即SCR）。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（NO_x）反应生成无毒、无污染的N₂和H₂O。

现今能产生脱硝还原剂NH₃的物质主要有液氨、氨水和尿素三种。液氨，又名无水氨，为危险化学品，若其泄漏到空气中，会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威胁。氨蒸汽与空气混合物的爆炸极限为15.7%~27.4%，氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火能燃烧和爆炸，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，用于脱硝的氨水浓度通常为20%~29%，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，在制作液氨和氨水时对设备要求高。

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。尿素制取脱硝还原剂允许环境友好，可避免在储存、输送和使用过程中泄漏时造成危险。因此，越来越多的火力发电厂希望能用尿素制取脱硝还原剂。

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，水解法较热解法更便于控制，因此更受人们的青睐。然而，现有的尿素水解制氨设备结构复杂，从而导致制制氨工艺复杂，尿素水解效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单，便于操作的尿素水解制氨系统。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：尿素水解制氨系统，包括依次连接的尿素溶液配置系统、尿素溶液储存系统、以及尿素溶液水解反应系统。

所述尿素溶液储存系统包括尿素溶液储存槽，以及与尿素溶液储存槽连接的进料泵，所述尿素溶液储存槽和进料泵分别与尿素溶液配置系统、尿素溶液水解反应系统连接。

所述尿素溶液储存槽设有第二放空输出口和第二取样口。

所述尿素溶液储存槽配备有搅拌器、浓度计、加热装置、液位检测仪表、以及温度检测仪表。

所述尿素溶液配置系统包括尿素颗粒溶解槽，以及与尿素颗粒溶解槽连接的溶液泵，所述溶液泵与尿素溶液储存系统连接。

所述尿素颗粒溶解槽设有尿素输入口、水输入口、第一放空输出口、以及第一取样口。

所述尿素溶液水解反应系统包括尿素水解反应器，所述尿素水解反应器与尿素溶液储存系统连接。

所述尿素水解反应器设有气体输出口、冷却水或蒸汽输入口、以及排污或第三取样输出口。

采用本实用新型制取NH₃的具体工艺步骤为：1）将尿素和水分别通过尿素输入口和水输入口输入到尿素颗粒溶解槽中，并在尿素颗粒溶解槽中配制成30~75wt%浓度的尿素水溶液，尿素水溶液的浓度可通过第一取样口进行采样检测。2）通过溶液泵将尿素水溶液输送到尿素溶液储存槽中，并使用温度检测仪表和加热装置将溶液温度维持在20~100℃。3）通过进料泵将尿素溶液储存槽中的尿素水溶液输送到尿素水解反应器中，并通过尿素水解反应器的冷却水或蒸汽输入口输入蒸汽使尿素水解反应器的反应温度控制在100~200℃（尿素的水解速度随温度和浓度的升高而增加，然而温度升高，尿素对设备腐蚀速率也在加快，所以此系统要求温度控制范围为不超过200℃。），压力为0.3Mpa~1.6MPa，并控制水解反应器中的尿素溶液浓度为30~75wt%，从而水解生成清洁的氨气。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本实用新型主要由依次连接的尿素溶液配置系统、尿素溶液储存系统、以及尿素溶液水解反应系统组成，整体结构简单，在制氨的过程中通过合理的控制温度、压力和浓度就能达到制氨要求，整个系统便于操作，制氨时工艺简单。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。