[实用新型]一种快速响应变负荷尿素水解工艺控制系统

说明书

本实用新型提供了一种快速响应变负荷尿素水解工艺控制系统，包括尿素水解器，所述尿素水解器的内部设置有汽化反应腔以及储存腔，所述储存腔的进料端设置有第一调节阀以及预热器，且第一调节阀以及预热器均与储存腔通过导管导通连接。本实用新型通过在尿素水解器中设置储存腔，使尿素水解和加热分段进行，各自独立，能在负荷变化的情况下，迅速提供已经加热好的尿素溶液，降低反应加热时间，采用不同于传统的缓慢调节流量、蒸汽流量的方式控制氨气产量，根据所需氨气的量，定量提供尿素溶液，具有反应迅速、自动化高的特点。

技术领域

本实用新型涉及尿素水解技术领域，尤其涉及一种快速响应变负荷尿素水解工艺控制系统。

背景技术

SCR脱硝技术主要采用液氨、氨水或尿素做为还原剂制氨气，在催化剂的作用下进行脱硝还原反应，其中使用液氨蒸发制备氨气，其投资最便宜，运输、使用成本也最低，但液氨系统存在重大的安全隐患，安全事故屡见不鲜；氨水系统的投资、运行以及运输成本都很高，比液氨安全一些，但仍有一定的安全隐患；尿素系统的投资及运行成本与液氨系统相比较高，但运输成本相当，并且尿素系统基本上没有安全隐患，是最安全的氨气制备技术。

尿素的水解的反应方程式如下：

第一步：尿素与水生成氨基甲酸胺

CO(NH2)2+H2O＝NH2-COO-NH4；

第二步：氨基甲酸胺分解为氨气和二氧化碳

NH2-COO-NH4＝2NH3+CO2；

控制水解反应速率的关键因素是水解器内反应温度，高于140℃时反应速度加快，低于120℃时温度越低越容易析出中间产物氨基甲酸铵，具有强腐蚀性和结晶容易造成管路阀门堵塞，高于180℃产生缩二脲结晶造成氨转化率低。

现有技术存在以下不足：现阶段尿素水解是将50℃左右的尿素溶液输送至尿素水解器中加热至150℃左右水解，脱硝工况复杂多变，控制系统响应不及时会导致尿素水解产氨量偏差，由于加热温升较高，在稳定运行状态下，如SCR脱硝负荷增加，所需加热水解时间长，影响脱硝效率低下，SCR脱硝负荷变小，系统产氨量大于系统所需氨量，导致氨逃逸升高，不满足环保要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有的SCR脱硝系统所需的尿素水解控制系统响应不及时和产氨量与实际需求量偏差较大的缺陷，提供一种安全、工艺性好、自动化程度高的快速响应脱硝负荷变化的尿素水解控制系统，以实现水解自动化控制，迅速响应SCR负荷变化，同时解放人工，提高效率。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种快速响应变负荷尿素水解工艺控制系统，包括尿素水解器，所述尿素水解器的内部设置有汽化反应腔以及储存腔，所述汽化反应腔的内腔底部还固定设置有换热管，所述汽化反应腔以及储存腔之间设置有隔板，与现有技术不同的是，所述储存腔的进料端设置有第一调节阀以及预热器，且第一调节阀以及预热器均与储存腔通过导管导通连接；

优选的，尿素溶液经过尿素调节阀通过预热器加热，温度从50℃升温至120-140℃进入储存腔存储，换热管由首尾相连的多个U型管组成，所述U型管管内走低压蒸汽；

优选的，所述隔板的底端与尿素水解器固定，且隔板的顶端与尿素水解器的内腔顶壁间隔300-350mm，从而使储存腔具有存储尿素溶液的功能，且当尿素溶液液位超过隔板中可溢流至汽化反应腔中；

优选的，在汽化反应腔的内腔顶部还设置有气液分离器，气液分离器主要用于分离蒸汽和溶液，属于现有技术，在此未做限定，在汽化反应腔内部还设置有压力传感器，用于监测汽化反应腔内部的压力；