[实用新型]一种低尿素结晶风险的尿素热解反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于烟气净化脱硝装置领域，尤其涉及尿素水溶液耗量达到500kg/h以上 的大型尿素热解反应器。

背景技术

我国氮氧化物排放量巨大，己成为仅次于二氧化硫的大气污染物，酸雨问题、空气质 量问题、大气层臭氧破坏越来越突出。目前中国已继欧洲和北美之后成为世界第三大酸雨 区，从而给我国经济的可持续发展造成严重的环境压力。常用的烟气脱硝技术主要有：选 择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)两种。随着氮氧化物排放标准的严 格化，很多现有的设备工艺已经不能达到国家规定的排放标准。选择性催化还原法(SCR) 由于其工艺简单，脱硝效率高。广泛用于电厂等燃煤锅炉上。

SCR技术需采用氨水或者液氨作为还原剂，但氨水或者液氨具有强腐蚀性且运输与储存 地域等因素的限制，存在安全隐患，因此，在工业生产中希望能找到一种安全的还原剂来 替代氨水或液氨。尿素(Urea)是绿色肥料，作为无危险可以是制氨原料又具有与液氨相同 的脱硝性能，完全没有危险和法规限制，可以方便的被运输、储存和使用，因此尿素热解 制氨技术逐渐受到青睐，将为许多用户提供选择。

尿素热解装置承担的任务为尿素水溶液蒸发并热解反应生成氨气的过程，对于大多数 现有的大型尿素热解装置及系统(特指示尿素水溶液耗量达到500kg/h以上)，存在尿素结 晶风险大的问题：反应器内部流场不合理极易造成流场出现如图1所示，回流区H出现在 两侧，从而使得尿素颗粒被卷吸至壁面，造成尿素颗粒壁面结晶的风险加大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种具有低尿素结晶风险特点的尿素热解反应器。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种低尿素结晶风险的尿素热解反应器，包括反应器本体，反应器本体从烟气进口向下 到出口方向依次包括内径依次增大的第一段锥段、第一段直段、第二段锥段和直段主反应 区，直段主反应区具有内径d；在第一锥段布置有整流器，整流器为一开口朝下的圆台形的 罩体，由具有中心孔的上底面和侧面构成，且侧面与第一锥段内壁间留有间隙。

作为选择，圆台形整流器的中心孔半径为0.1-0.3d，上底面的环形面宽度E为 0.05d-0.3d，圆台高度为3-5E。

作为选择，圆台形整流器的上底面与第一段锥段与第一段直段的连接处平齐。

作为选择，圆台形整流器的侧面与第一段锥段内壁平行。

作为选择，圆台形整流器的上底面中心孔圆心与第一锥段轴线重合。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实 用新型可采用并要求保护的方案：如本实用新型，各选择即可和其他选择任意组合，本领 域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本 实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本专利避免了现有技术所出现的图1所示的流场，造成尿素溶液颗粒被壁面吸附的可能 性加大，能够得到一个如图2所示的流场，由该图可见本专利彻底解决了图1所示的壁面 回流区的流场，使得壁面区域不存在回流区，同时出现了一个非常好的惯性回流区，回流 区的产生将使得尿素颗粒有效的停留时间大大增加，其中E的长度为一个非常关键的参数， 该值的范围为0.05d-0.3d，可能很清楚的认识到该值过小，回流区的大小不够，过大造成 反应器的阻力过大的同时也存在尿素溶液颗粒被卷吸到内件的作用，另外F值得选取为3-5E, 以配合惯性分离的产生，D的值选取为0.1-0.3d，以保证足够的烟气能够将设置在其下的 喷枪的尿素溶液蒸发并热解。

本实用新型的有益效果：解决尿素热解反应器所存在的尿素结晶风险大的问题，尤其适 用于尿素水溶液耗量达到500kg/h以上的大型尿素热解反应器。

附图说明

图1是现有热解炉存在较大尿素结晶风险的烟气回流区示意图；

图2是本实用新型实施例具有低尿素结晶风险的烟气回流区示意图；

图3是本实用新型实施例的整流器的立面布置结构示意图；

图4是图3的平面布置结构示意图；

其中1、第一段锥段；2、第一段直段；10、整流器；101、中心孔；102、上底面；103、 侧面。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。