[发明专利]一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置及方法

权利要求书

1.一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，包括入口段（1）、进行尿素热解制氨反应的主反应段（5）、倒圆锥管状的收缩段（6）、将制得氨气排出的出口段（7），所述入口段（1）与主反应段（5）的上部相连接，主反应段（5）的下部通过收缩段（6）与出口段（7）连接，其特征在于，所述入口段（1）包括蜗壳进气管道（2）、维持旋流且减小压降的引流通道（3）和降低热空气流速并稳定流场的扩散段（4），在蜗壳进气管道（2）的螺旋旋转内环上设置有与蜗壳进气管道（2）相连接的导向叶片，相邻的两个导向叶片组成引流通道（3），所述引流通道（3）与扩散段（4）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述扩散段（4）为圆锥管，所述导向叶片的一端与蜗壳进气管道（2）相连接，另一端与扩散段（4）的圆锥管相连接。

3.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述引流通道（3）为两端开口四周封闭的开口通道，且沿气流旋转方向倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述引流通道（3）呈圆周状均匀分布在蜗壳进气管道（2）的螺旋旋转内环上，且引流通道（3）至少设置3个，优选为3-6个。

5.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述蜗壳进气管道（2）设置有上盖板，所述上盖板与蜗壳进气管道（2）相连接，将引流通道（3）与扩散段（4）的顶部遮盖。

6.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述引流通道（3）的底部设置有下盖板，所述下盖板的一端与蜗壳进气管道（2）连接，另一端与扩散段（4）的圆锥管的端面相连接，所述下盖板将导向叶片支撑并将其封闭。

7.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述蜗壳进气管道（2）为螺旋管道，其横截面积逐渐缩小。

8.根据权利要求7所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述蜗壳进气管道（2）的端面为封闭的或者向开口端延伸使之与蜗壳进气管道（2）相连通。

9.根据权利要求1所述的一种蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置，其特征在于，所述主反应段（5）为圆柱体，在主反应段（5）内设置有提供雾化的尿素溶液的双流体雾化喷枪（8），所述喷枪（8）沿主反应段的内圆周面均匀布置，所述喷枪（8）设置4-6根。

10.一种根据权利要求1-9中所述蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置所采用的制氨方法，其特征在于，热空气进入到热解制氨装置内，热空气在管道内呈环形分布，环形的热空气不断地从管道内导出，导出的热空气形成旋流，由上而下地与尿素溶液均匀接触，热解制得氨气，其反应方程式如下：

CO(NH₂)₂→NH₃+HNCO

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂。