[实用新型]一种低尿素结晶风险的喷枪系统

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)，存在着尿素结晶风险大的问题：因为个别的喷枪雾化不良都易造成尿素颗粒沉积在热解炉壁面及热解炉出口，造成壁面及热解炉出口结晶物多，从而导致系统堵塞或不正常运行，而现有技术的大型尿素热解装置喷枪数量众多，大大增加了这个风险。

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的喷枪系统。

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喷枪系统，包括反应器本体，反应器本体包括直段主反应区，直段主反应区具有内径d，在直段主反应区上部布置有喷枪组，喷枪组具有沿直段主反应区周向均匀布置的若干根尿素溶液喷枪，喷枪组喷枪的插入深度为0.3-0.7d，喷枪喷头喷射方向与直段主反应区径向方向垂直，且与竖直向下方向呈2-20度夹角。

作为选择，喷枪组喷枪的雾化角度范围为60-90度，同时颗粒平均粒径不超过50微米，最大粒径不超过100微米。

上述方案中，特定选型的喷枪进一步降低了尿素结晶风险。

作为选择，喷枪组的尿素溶液喷枪布置2-6根。

上述方案中，本专利的喷枪组相对现有技术可采用更少的喷枪数量。

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。

现有技术的喷枪喷头都设计为竖直向下喷射，本专利的特点是喷枪组喷枪布置有一定的周向速度，以形成图3所示的流场，该流场具有一定旋转，相同垂直距离的停留时间更长，提高了尿素溶液的热解转化率，有效解决了尿素未完全反应而结晶引起的系统堵塞问题。倾斜角度a为2-20度，过小形成的旋转作用不明显，过大易造成颗粒被旋流作用甩至壁面，同时该倾斜角度需配合插入的深度一起作用，插入的深度G为0.3-0.7d。

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是本实用新型实施例的喷枪组的平面布置结构示意图；

图2是本实用新型实施例的喷枪组的倾斜角度示意图；

图3是本实用新型实施例的喷枪组具有低尿素结晶风险的流场示意图；

其中4、直段主反应区；7、喷枪组。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。