[发明专利]用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置和应用

说明书

技术领域

本发明属于烟气选择性催化脱硝领域，具体涉及一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置和应用。

背景技术

我国氮氧化物(NO_x)排放量一直居高不下，严重削弱了在二氧化硫减排方面所付出的巨大努力，NO_x对酸雨的贡献呈现逐年上升趋势，最新监测表明，我国酸雨正由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。面对日益严峻的NO_x大气污染形势，我国已提出“十二五”期间NO_x降低10％的约束性指标。以氨为还原剂选择性催化还原(SCR)固定源(如火力发电厂)排放的NO_x是目前工业应用最为广泛的脱硝技术，其中NH₃来源于液氨、氨水及尿素。

液氨、氨水均属于危险化学品，在储存及运输方面国家和地方有严格的法规要求。相比液氨和氨水，尿素无毒无害，便于储存和运输。由于运输和储存过程不需要特别的安全措施，避免泄露造成的污染，在人口稠密、桥梁众多的地区采用尿素作为SCR脱硝还原剂具有及其的重要安全、环境意义。

尿素制氨，通常有两种方法：热解和水解。水解法是将尿素以水溶液的形式加以分解，水解法存在腐蚀、响应时间较长等问题，商业应用较少。热解法是直接快速加热雾化后的尿素溶液进行分解，加热源有天然气、柴油等。美国燃料公司(Fuel Tech)于1995～2000年期间开发了尿素热解技术，NO_xOUTULTRA^TM是该公司尿素热解的注册名称，与该项技术相关的美国专利共计42项。2002年成功地实施了第1个尿素热解的商业应用，2006年，华能北京热电有限公司采用Fuel Tech公司的尿素热解制氨技术对其4台830t/h的燃煤锅炉实施烟气脱硝技术改造，这是国内首例采用尿素热解方法分解出还原剂进行SCR烟气脱硝的工程。名称为“热解法尿素制氨工艺”的中国专利申请CN101125666A公开了一种以柴油为热源的尿素热解工艺，其使用成本较高。当前尿素热解制氨技术较少，国内外仅几家掌握了该方法，实际应用尚处在初级阶段，且采用天然气、柴油等为热源，成本高，控制复杂且会造成二次污染。为了适应新的环境标准和工业需求，开发一种经济高效环保的尿素热解工艺显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种电热解尿素溶液装置。

本发明的另一目的在于提供一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，其包括上述电热解尿素溶液装置。

本发明的再一目的在于提供所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电热解尿素溶液装置，包括热解池；热解池内部设置有依次排布的雾化喷嘴、电热板和温控加热丝；尿素溶液通过雾化喷嘴在热解池内喷成雾状，雾化溶液遇到经温控加热丝加热的电热板后反应，反应产生的气体通过排气口排出；

所述的热解池的外部包覆加热保温套；

所述的温控加热丝通过电流加热；

一种用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置，包括尿素溶解系统、尿素溶液热解系统及自动控制系统，其中，尿素溶解系统和尿素溶液热解系统依次连接；自动控制系统分别与尿素溶解系统和尿素溶液热解系统连接；

所述的用于选择性催化脱硝的电热解尿素溶液制氨装置还包括尿素溶液储存系统；尿素溶液储存系统设置于尿素溶解系统和尿素溶液热解系统之间；设置尿素溶液储存系统之后，通过尿素溶解系统得到的尿素溶液及时输送到尿素溶液储存系统，尿素溶解系统可以少量多次溶解尿素，尿素的溶解更为彻底；

所述的尿素溶解系统包括依次连接的尿素颗粒储存罐、尿素称重给料机和尿素溶解罐；尿素称重给料机与自动控制系统连接；

所述的尿素溶解罐包含电热控温装置、由自动控制系统控制的除盐水电子流量计和溶液搅拌器；电热控温装置和溶液搅拌器设置在尿素溶解罐的内部；由自动控制系统控制的除盐水电子流量计设置在供水管道上；自动控制系统通过控制尿素称重给料机和除盐水电子流量计，从而在尿素溶解罐中通过除盐水将尿素溶解，得到预期浓度的尿素溶液；

所述的尿素溶解系统还包括用于将配制好的尿素溶液输送到尿素溶液储存系统的尿素溶液输出泵；

所述的尿素溶液储存系统包括尿素溶液储存罐，尿素溶液储存罐与上述的尿素溶解系统中的尿素溶液输出泵连接；

所述的尿素溶液储存罐的内部设置电热控温装置和溶液搅拌器；