[发明专利]一种三段式尿素热解制氨脱硝系统及其工作方法

权利要求书

1.一种三段式尿素热解制氨脱硝系统，其特征在于，包括锅炉（1）、脱硝反应器（14）和空气预热器（21），所述锅炉（1）依次通过水平烟道（24）、转向室（23）和垂直上升烟道（8）与脱硝反应器（14）连通，且脱硝反应器（14）与空气预热器（21）连通，所述水平烟道（24）内布置有高温过热器（2）和高温再热器（4），所述转向室（23）下方布置有省煤器灰斗（22）；其特征在于，还包括原料仓（16）、螺旋给料器（17）、溶液制备器（18）、溶液输送泵（20）、低压溶液预热器（15）、溶液缓冲罐（13）、升压泵（11）、流量计（9）、高压溶液加热器（3）、热解反应器（5）、稀释混合器（6）和风机（7）；所述原料仓（16）、螺旋给料器（17）、溶液制备器（18）和溶液输送泵（20）依次连接，且溶液制备器（18）的溶剂管道上安装有溶剂控制阀（19），所述低压溶液预热器（15）布置在脱硝反应器（14）和空气预热器（21）之间的烟道内，且低压溶液预热器（15）的入口和出口分别与溶液输送泵（20）的出口和溶液缓冲罐（13）连接，所述溶液缓冲罐（13）还与升压泵（11）的入口连通，且升压泵（11）的出口管路分成两路，一路通过再循环阀（12）与低压溶液预热器（15）的出口管路连通，另一路依次通过高压溶液调节阀（10）和流量计（9）与高压溶液加热器（3）的入口管路连通，所述高压溶液加热器（3）的出口与热解反应器（5）的入口连通，所述热解反应器（5）的出口和风机（7）的出口分别与稀释混合器（6）连通，所述稀释混合器（6）的出口与脱硝反应器（14）之前的垂直上升烟道（8）连通。

2.根据权利要求1所述的三段式尿素热解制氨脱硝系统，其特征在于，所述高压溶液加热器（3）布置在水平烟道（24）内，且高压溶液加热器（3）位于高温过热器（2）和高温再热器（4）之间，所述热解反应器（5）布置在转向室（23）内。

3.一种如权利要求1或2所述的三段式尿素热解制氨脱硝系统的工作方法，其特征在于，原料仓（16）内的尿素原料经过螺旋给料器（17）送入溶液制备器（18）并和水相互混合溶解，形成尿素溶液，尿素溶液的质量分数由溶剂控制阀（19）控制；尿素溶液经过溶液输送泵（20）送入低压溶液预热器（15）进行初步升温，之后被输送至溶液缓冲罐（13）中存储，经过升压泵（11）提高压头后，分成两部分，一部分经过再循环阀（12）后重新回到溶液缓冲罐（13）内，另一部分则经过高压溶液调节阀（10）和流量计（9），被送入高压溶液加热器（3）进行加热，最后尿素溶液被送入热解反应器（5），彻底进行热解反应生成氨气和二氧化碳；氨气和二氧化碳进入稀释混合器（6），与风机（7）送入的空气相混合，之后进入脱硝反应器（14）之前的垂直上升烟道（8），与烟气混合并进入脱硝反应器（14）进行脱除NOx反应。

4.根据权利要求3所述的三段式尿素热解制氨脱硝系统的工作方法，其特征在于，尿素热解过程分为三段串联的流程，包括：尿素物料溶解预热制备化学性质稳定的低压溶液、高压溶液加热至快速分解温度、尿素溶液彻底分解制备氨气；所有流程的热源均为锅炉（1）燃烧产生的烟气，而且与烟气热源的接触采用间接接触方式。

5.根据权利要求3所述的三段式尿素热解制氨脱硝系统的工作方法，其特征在于，高压溶液加热器（3）和热解反应器（5）都采用与烟气流动方向顺流的方式布置。