[实用新型]一种尿素分解制氨装置

说明书

本实用新型公开了一种尿素分解制氨装置。本装置包括加热器、调节器和反应器；其中所述加热器与所述反应器连接，用于对输入气体进行加热并作为反应器的入口引流直段，将加热后的气体输入所述反应器，为尿素溶液分解反应提供热量；所述加热器的空气入口端连接一管道，所述管道和所述加热器之间设置有软连接，用于吸收温差条件下的热位移；所述调节器与所述喷射器连接，用于将制备好的尿素溶液调节到所需流量并输入喷射器；所述喷射器与所述反应器连接，在设定雾化条件下将尿素溶液雾化并喷入所述反应器中；所述反应器的出口端将反应器中反应生成的含有NH₃的混合气体输出。本申请将尿素溶液雾化喷射流场的整流作用与反应器内部流场构建进行协同。

技术领域

本实用新型属于尿素制取氨气技术领域，具体涉及一种NH₃的在线制取装置；本实用新型具有原料安全、使用安全、运行简便等优点。

背景技术

制氨反应器是尿素和水在高温条件下发生化学反应的场所，在一定的温度条件下，反应生成物主要为NH₃和CO₂，总化学反应为：CO(NH₂)₂+H₂O——2NH₃+CO₂。

在设定的雾化参数条件下，尿素溶液通过喷射器喷入反应器内部，快速蒸发、反应，生成含有NH₃的混合气体。反应推进率随温度升高而增大；温度越高，尿素分解越彻底；高温是获得高NH3转化率的必要条件。

随着严格的环保标准的实施，以及对液氨的使用限制，使用尿素为原料制取氨气的技术得到越来越多的应用。

传统的尿素热解制氨技术，尿素的分解主要在热解反应器中进行。热解反应器利用空预器提供的一次风，通过电加热装置作为热源，来分解通过喷射系统喷出的尿素溶液。一次风通过电加热器控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素溶液经过一个多组分配计量装置后通过喷射器注入到热空气中。热解反应器从其进口开始算起，至出口结束。由入口段、放大段、本体段、收缩段、出口段等部分组成。为了增加尿素分解的反应停留时间，整个反应器较长，在工程应用时在安装空间等方面受到限制。

研究人员对传统的尿素热解制氨技术进行了改进，在工艺和装置方面，以反应器、加热器和调节器为工艺流程主体设备，围绕主体设备开发工艺。空气通过加热器加热到所需要的温度后进入反应器，为尿素溶液分解提供反应热；尿素溶液通过调节器对进料流量进行实时控制，按照信号数据调节进入反应器的尿素溶液流量。反应器中反应生成的含有NH₃的混合气体，作为产品气从反应器出口输出，提供给外部用户。

但是现有技术依然存在若干不足之处，比如：

1现有技术反应器尺寸较大，且加热器和反应器没有进行协调布置，存在安装空间较大，场地受限等问题。本技术将加热器和反应器进行耦合设计，加热器的本体段既有保护加热管的用途，又有作为反应器入口段长距离直段引流的作用。

2现有对不同出力大小的系统设置不同数量的喷射器，而单支喷射器流量保持不变，在一些规模较大的项目中，存在喷射器设置数量过多，进而造成反应器尺寸太大，运行控制复杂，投资大等问题。本技术采用单喷射器，为不同出力规模的系统按参数开发、匹配喷射器，配置调节器对喷射器进行流量调节。

3现有技术喷射器喷射角度为固定，无法对具体项目进行定制化设计。本技术采用喷射角度及雾化参数的定制化设计，针对具体项目，进行特定开发。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种尿素分解制氨装置。本实用新型对调节器、喷射器、反应器，以及加热器与反应器的流程设计上进行了创新。具体表现在：不论系统出力大小，喷射器均为单支设计，配套的调节器也为单支喷射器提供调节功能，尿素溶液调节、输出、雾化均为单一性流程，与传统多组流程设置存在差异；加热器和反应器采用整体布置和设计，将加热器的本体段同时作为反应器的引流段，功能整合，流程协同。