[实用新型]一种应用于SCR脱硝的尿素热解反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种尿素热解反应器。具体地说是一种带有气体旋流装置，气流混合效果好、温度分配均匀、体积小、成本低的应用于SCR脱硝的尿素热解反应器。 

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，随着严格的环保标准的实施，烟气脱硝系统成为火电厂必不可少的设备之一，选择性催化还原反应（Selective Catalyst Reduction，简称SCR）以其脱硝效率高的优点成为了电厂脱硝项目的技术首选，得到了越来越广泛的应用。SCR技术中还原剂NH3的来源有3种：液氨、氨水和尿素，选择尿素作为还原剂，具有安全性高、来源广泛、易于运输和储存等特点，在环保领域得到了广泛的应用。 

尿素的分解主要在热解反应器中进行，热解反应器是一个内部全空的容器，热空气从入口段进入，尿素经过一个提供完全分配的喷射器注入到热空气中反应，热解反应器，由入口段、放大段、本体、收缩段、出口等部分组成。为了增加尿素分解的反应停留时间，必须要降低热风在热解反应器内的流速，因此在本体上部设置有放大段，用于放大本体直径，从而达到降低热空气流速的目的。在传统热解反应器设计中，采用放大本体直径这一单一方法来达到热解反应停留时间的要求，具有一定的局限性，或者入口设置为文丘里结构，需要较长的稳定段，包括入口减缩、喉部、出口渐扩，长度要求较高，由于受现场的空间限制，这种方法对于大型反应器在实际工程中的设计布置较难实现，而且热解装置的反应室由不锈钢制成，大体积的热解装置制造成本较高。 

气流进入反应器时，没有引流装置，会造成热解反应器内的气流分布不均，由于尿素分解反应在很短的时间内完成，一般只有几秒钟的时间，对气体流场和温度场的要求非常高，如果气体流场和温度场分布不均，尿素就不能完全分解，未分解的尿素会在尾管管壁上结晶沉积，尿素结晶现象的增多会造成检修次数的增加，严重的还会对尿素热解系统的运行造成影响。 

专利文献CN101574616A中公开了一种碳酸氢铵制氨气的的热解炉，所述热解炉体下部分布了四根热空气引入管，所述四根热空气引入管的偏斜布置使得热空气进入热解炉后具有一定的旋转强度，使炉内流场充满度好，热解炉内温度分布均匀。 然而由于所用的碳酸氢铵为固体颗粒，为了使所述固体颗粒分解需要激烈的撞击运动，所以所述热解炉中的热空气需要设计成旋转流动的，并且将热空气入口设在热解炉下部，下部的旋转气流保证固体颗粒不落地，而尿素制氨所用的尿素为溶液，需要的是自上而下具有稳定流动速度的热空气，因此上述碳酸氢铵的热解装置不适用于尿素的热解。 

专利文献CN201907975U公开的用于尿素制氨的热解装置，包括气体入口、内部设有喷枪的反应室以及气体出口，所述气体入口设置于所述反应室上部，所述气体出口设置于所述反应室下部，还包括设置于所述反应室内部且所述喷枪上部的筛板型气流分配装置，在反应室内部且在喷枪上部设置了设有多个开孔的筛板型气流分配装置，使得进入热解装置的热气流在扩散过程中，更快地取得了均匀向下流动的热气流流场，提高了喷枪的相对布置位置，使得热解装置有更短的长度要求，有效降低了热解装置的高度，但是，气流必须通过带有很多细孔的孔板进入，阻力很大，会造成压力损失。 

实用新型内容

本实用新型的目的是实用新型一种可以引导热空气在反应器本体内形成旋流的气体流场，增加反应停留时间，气体流场和温度场分布均匀，有利于尿素的完全分解的尿素热解反应器。 

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种应用于SCR脱硝的尿素热解反应器，包括依次设置的入口段，带喷射器的反应器本体，和出口段，所述入口段与反应器本体联通，所述出口段与反应器本体联通，其特征在于：入口段和/或反应器本体内设置有用于引导气体旋流的旋流装置。 

所述的旋流装置为螺旋结构的异向板，异向板与入口段和/或反应器本体的内壁至少部分相连接，异向板的螺旋结构的中心线沿入口段和/或反应器本体的轴线方向设置。 

所述的异向板为至少包含0.2个螺距的螺旋结构。 

所述的异向板为至少包含0.5个螺距的螺旋结构。 

所述的异向板的两个侧端部与入口段和/或反应器本体的内壁相连接，将入口段和/或反应器本体分为两个对称的逐渐旋转的通道。 

所述的异向板设置于入口段内，异向板的上端和下端与入口段的两端面平齐。 

所述的入口段和反应器本体之间设置放大段，放大段的两端分别与入口段的下部和反应器本体的上部相连接，放大段由入口段的下部到反应器本体的上部方向截 面积逐渐增大。