[实用新型]一种尿素水解制氨反应器

说明书

本实用新型公开了一种尿素水解制氨反应器，属于于烟气脱硝还原剂系统的技术领域。其包括主反应罐和预反应罐，所述主反应罐内设置有主换热管，所述预反应罐内设置有预换热管，所述主换热管的出口与预换热管的入口之间连接有连接管路；所述预反应罐上连接有送料管，所述预反应罐与主反应罐之间连接有用于输送尿素溶液的输送管。本实用新型具有节能降耗、提高对反应器内换热后的蒸汽与疏水的利用率的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种尿素水解制氨反应器，属于于烟气脱硝还原剂系统的技术领域。

背景技术

在对烟气进行脱硝处理的系统中，选择性催化还原（SCR）为应用最广泛的脱硝技术，选择性催化还原脱硝技术是以氨作为还原剂，在催化剂的作用下将氮氧化物还原为对环境无害的氮气和水，氨对烟气中的氮氧化物成分，尤其是一氧化氮具有很高的脱除效率。氨的制备方法包括由液氨蒸发制氨、氨水蒸发制氨和尿素水解/热解制氨，由于液氨和氨水易燃易爆，属于化学危险品，在运输和储存上均有较高要求。相对而言，尿素化学性质稳定，无毒，更易运输和储存。尿素水解过程主要是通过对尿素溶液加热，使尿素水解为氨和二氧化碳，将水解得到的氨用于烟气的脱硝处理。

在尿素水解制氨的过程中，要对尿素溶液加热到140～160℃，用于对尿素溶液加热的疏水或蒸汽在离开水解反应器时，仍有较高的温度，含有较高的热能，传统的水解反应器的换热管结构没有对这部分疏水和蒸汽进行充分应用，导致较大的能量浪费，以一台产生2t/h疏水的水解器核算潜在能量为Q=cmΔt=4.2×10³J/（kg·℃）×2000kg×30℃=252000KJ Q。因此，提出一种能够对水解反应器输出的疏水或蒸汽进行充分利用的设备，对尿素水解制氨过程中的节能降耗有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种尿素水解制氨反应器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种尿素水解制氨反应器，包括主反应罐和预反应罐，所述主反应罐内设置有主换热管，所述预反应罐内设置有预换热管，所述主换热管的出口与预换热管的入口之间连接有连接管路；所述预反应罐上连接有送料管，所述预反应罐与主反应罐之间连接有用于输送尿素溶液的输送管。

通过在将尿素溶液输送至主反应罐内进行水解反应之前，先将尿素溶液输送至预反应罐内，将主反应罐中换热后的蒸汽或疏水沿连接管路输送至预换热管内，在预反应罐内对尿素溶液进行预热和预反应，实现对主反应罐中输出的蒸汽或疏水所蕴含能量的充分利用，有利于降低利用后的疏水温度，回收能量。同时，当尿素溶液暂停进料时，预反应罐内的尿素溶液被持续加热并进行水解反应，产生的氨气达到一定压力后进入主反应罐内。

进一步的，所述送料管与输送管之间连接有送料支管。在设备运行中，能够根据系统对氨气的需求量灵活控制对尿素溶液的输送，如将部分尿素溶液沿送料管送入预反应罐中，剩余部分通过送料支管沿输送管直接送入主反应罐中进行反应。

进一步的，所述连接管路上设置有蒸汽分离件，所述蒸汽分离件的蒸汽出口处连接有蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的出口端与预反应罐连接。通过分离件和压缩机，能够对分离出的蒸汽进行压缩加能，使压缩加能后的高温蒸汽对预反应罐中的尿素溶液加热进行预反应。

进一步的，所述主反应罐的侧壁上固定连接有积液容器，所述积液容器位于主反应罐上与主换热管相邻的一侧侧壁，所述积液容器上连接有出液管和监测积液容器内溶液离子浓度的监测件，所述出液管上设置有阀门，所述监测件与阀门电连接。利用积液容器收集主反应罐内的水不溶物等杂质，并利用监测件对积液容器内的离子浓度，如氯离子浓度进行在线监测，在其氯离子浓度达到预设警戒值时，打开出液管上的阀门进行排污，以控制主反应罐内杂质污染的水平值，提高设备运行的稳定性。

进一步的，所述主反应罐相对水平方向倾斜设置，所述积液容器位于与主反应罐上最低处相邻的位置。通过将积液容器设置在主反应罐的最低处，有利于促进积液容器对主反应罐内杂质的收集。