[发明专利]一种立体分仓式尿素水解反应系统及方法

说明书

本发明公开一种立体分仓式尿素水解反应系统及方法，将反应器内部通过分割板形成多个反应仓室，在外壳内部设置产品出气口、安全阀和多个反应仓室对应的液位控制器，形成能够单独对应监控反应仓室内部的结构，并对应设置多个仓室密封关断阀形成独立控制反应仓室与外壳顶部的导通结构，解决了现有尿素水解器的长筒型布局，占地大，附属管道长，升温慢，盘管钢材易被腐蚀，腐蚀损坏后更换难度大的问题，同时本发明结构简单，占地小，实际操作时，可以根据机组的不同负荷、脱硝耗氨量等参数，灵活增加或者减少反应仓室的运行数量，以达到脱硝尿素水解反应器经济、合理下运行。

技术领域

本发明属于烟气脱硝还原剂制备系统，具体设计涉及一种立体分仓式尿素水解反应系统及方法。

背景技术

烟气脱硝处理系统中选择性催化还原是应用最广泛的烟气脱硝系统，该系统是以氨气作为还原剂，在催化剂的作用下将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水。目前燃煤机组烟气脱硝SCR还原剂制备基本都集中在液氨蒸发制氨、氨水蒸发制氨，这两种系统工艺简单、初期投资和运行成本低且系统稳定，但由于液氨/氨水是一种有毒危险化学品，且电厂储存量大，已形成重大危险源，安全风险很高。

介于液氨/氨水风险性，以无毒害尿素制备还原剂的脱硝技术获得广泛的应用，其系统主要有尿素热解和尿素水解。这两种系统都是将干尿素颗粒和水在一定热量的作用下配成相应比例的尿素溶液，然后储存在储罐中备用。在使用过程中，将储罐中尿素溶液运输到热解/水解设备内，通门对尿素溶液进行加热，使其分解反应为氨气、二氧化氮和水蒸气，制备出来的含有氨气的混合气体用于烟气脱硝。这种系统不同的是尿素热解常采用热一次风加电加热器或者气气换热器对尿素溶液对其加热，运行成本高，系统复杂易造成结晶；尿素水解系统利用低品质的蒸汽(0.8～1.0MPa、160～200℃)使反应器内的尿素溶液发生水解反应产生含氨气的混合气体，运行成本低，系统易维护。

现有尿素水解器大多采用底部安装蒸汽盘管，长筒型布局，缺点是占地大，附属管道长，升温慢，水解器内部温度分布不均，需采用一定的蒸汽热源，反应器内盘管钢材量大、易被腐蚀，腐蚀损坏后更换难度大；尤其对于深度调峰的燃煤机组，低负荷机组运行时间长，烟气脱硝耗氨量较低，需要尿素溶液的量较少，如进行整体投用，增加了运行成本及管道的腐蚀风险。

发明内容

针对现有技术中尿素水解反应器占地大，升温慢，盘管易腐蚀难更换，同时烟气脱硝耗氨量较少的情况下，仍需进行整体投用，增加了运行成本及管道的腐蚀的问题，本发明提供一种立体分仓式尿素水解反应系统及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种立体分仓式尿素水解反应系统，包括外壳；外壳顶部为半球形的收集仓，中部柱形结构和下部半球形组成反应仓；外壳顶部设置有产品出气口；

反应仓内部通过分割板形成多个反应仓室，所述反应仓与收集仓之间设置有与反应仓室对应的多个仓室密封关断阀；外壳上对应每个反应仓沿高度方向依次设置有中位排污口、溶液入口和底部排污口；所述每个反应仓室内部均有电加热组件和多个温度检测装置。

进一步，收集仓设置有安全阀和多个与反应仓室对应设置的仓室液位控制器。

进一步，电加热组件在反应仓室内呈回字型结构。

进一步，电加热组件通过定位板固定设置于反应仓室内部。

进一步，温度检测装置沿外壳高度方向依次设置三个。

进一步，仓室密闭关断阀包括叶片轴、叶片、密封边和驱动拐臂；叶片与反应仓室的截面形状相同，叶片轴固定连接在对称轴线上，叶片外侧由密封边包裹，密封边与反应仓室的侧壁密封配合；所述叶片轴一端转动连接在分割板上，另一端伸出反应仓室的侧壁设置驱动拐臂。

进一步，叶片旋转角度范围为0°-90°。