一种尿素热解制氨装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种脱硝系统还原剂的制备领域，具体地，涉及一种尿素热解制氨装置。
【背景技术】
[0002]传统的尿素的热解主要在热解反应器中进行，气体通过加热装置加热后作为反应热源，进入热解反应器，用于完全分解传送到氨喷射系统的尿素。气体通过加热控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素经过一个能提供完全分配的喷射器注入到热气体中。热解反应器从其进口开始算起，至出口结束，由入口段、减速段、本体、收缩段、出口等部分组成。热气体从反应器入口进入，通过减速段进入本体，尿素溶液通过喷射器送入本体，在高温下溶液发生汽化，尿素与水发生反应生成NH3和C02。主要的化学反应为:
[0003]CO (NH2) 2——NH3+HNC0
[0004]HNC0+H20——NH3+C02。
[0005]为了增加尿素分解的反应停留时间，使得反应更加充分的进行，必须要降低热风在热解反应器内的流速。因此，在本体上部设置有减速段，用于放大本体直径，从而达到降低热气体流速的目的。
[0006]但是，现有的热解反应器一般通过一段减速段直接减速后通入本体进行反应，气流速度一次性下降过快，会存在以下的问题:
[0007]—方面，会造成下部气体流场紊乱，流场结构失衡。气流降速一步到位，气流进入反应器后，速度下降过快，会造成热解反应器内的流场不稳、气流分布不均。
[0008]另一方面，也会造成温度场分布不均，影响反应效率。
[0009]由于尿素分解反应在很短的时间内完成，对气体流场和温度场的要求非常高。如果气体流场和温度场分布不均，尿素就不能完全分解，未分解的尿素会在尾管管壁上结晶沉积。尿素结晶现象的增多会造成检修次数的增加，严重的还会对尿素热解系统的运行造成影响。
[0010]因此，如何提高热解反应器中气流的气体流场和温度场对于尿素的热解反应的稳定有效进行至关重要。
[0011]有鉴于此，特提出本实用新型。
【实用新型内容】
[0012]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种尿素热解制氨装置，具体地，采用了如下的技术方案:
[0013]—种尿素热解制氨装置，包括入口段、带有喷射器的主反应段和出口段，主反应段的两端分别与入口段和出口段相连通，其特征在于，所述的入口段与主反应段之间设置至少两级减速段，相邻的两级减速段之间设置稳定段。
[0014]进一步地，所述的入口段、减速段、稳定段和主反应段同轴设置，每一级减速段的横截面面积沿着由入口段至主反应段的方向逐渐增大，稳定段的横截面面积沿着由入口段至主反应段的方向均相等。
[0015]进一步地，所述的减速段为内部中空的锥形结构，锥形结构的内径沿着由入口段至主反应段的方向逐渐增大；所述的稳定段为内部中空的柱状结构。
[0016]进一步地，所述的减速段包括一级减速段和二级减速段，一级减速段的上端入口连通入口段，二级减速段的下端出口连通主反应段；所述的稳定段的两端分别连通一级减速段和二级减速段。
[0017]进一步地，所述的一级减速段的下端出口的内径、稳定段的内径和二级减速段的上端入口的内径均相等。
[0018]进一步地，所述的一级减速段的夹角介于30°?60°之间，其变径比介于1:2?1:5之间。
[0019]进一步地，所述的二级减速段的夹角介于10°?30°之间，其变径比介于2:3?2:5之间。
[0020]进一步地，所述的稳定段的长度需要满足:气流流经稳定段的时间在0.1?Is之间。
[0021]进一步地，所述的稳定段的长度为0.2?5m。
[0022]本实用新型的尿素热解制氨装置采用逐级放大结构，温度场分布均匀，提高反应效率，利于尿素溶液的完全热解。气流在进入上一级减速段之后，进入稳定段，维持流场稳定并且不产生紊流，然后再次进入下一级减速段。稳定段的长度需要满足气流停留时间在
0.1?Is之间的要求。
[0023]因此，本实用新型的尿素热解制氨装置基于速度分区的设计思想，各段有相应的流速范围，气流速度分段下降，流速可控，且有稳定段的设计，保证气速下降后充分稳定再次降速，整体流场稳定。
[0024]具体地，本实用新型具有如下技术效果:
[0025]1、气流分阶段降速，并且引入稳定段，一级减速后进入稳定段，充分稳定后进行二级减速，整体流场结构稳定，不产生紊流。
[0026]2、避免因流场不稳定对温度场分布的影响，造成截面温度分布不均匀，形成局部低温点，尿素溶液无法充分分解，影响分解效率。
[0027]3、截面速度相对标准偏差减小10%以上。
[0028]4、截面温度相对标准偏差减小14%以上。
【附图说明】
[0029]图1本实用新型的尿素热解制氨装置的结构示意图；
[0030]图2本实用新型的尿素热解制氨装置的不同速度区间及风速变化趋势图。
[0031]附图中的标号说明:1-入口段2-—级减速段3-稳定段4-二级减速段5-喷射器6-主反应段7-收缩段8-出口段9-出口管路。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型的一种尿素热解制氨装置进行详细描述:
[0033]如图1所示，本实用新型的一种尿素热解制氨装置，包括入口段1、带有喷射器5的主反应段6和出口段8，主反应段6的两端分别与入口段I和出口段8相连通，所述的入口段I与主反应段6之间设置至少两级减速段，相邻的两级减速段之间设置稳定段3。
[0034]本实用新型的制氨装置逐级的将气体的流速降低，并且在每一级降速后通入到稳定段3，稳定段3对气体在其内部流动时具有一定的缓冲效果，避免气体流速降低过快导致气体流场和温度场的不稳定，经过稳定段3稳定后的气体再次进入下一级的减速段进一步地减速。
[0035]本实用新型的制氨装置经过多级逐步减速使气体流速达到反应要求，并且每一级减速过后都进入稳定段3进行气体的流场和温度场的稳定，这相对于现有热解反应器将气体流速一次性降低后通入到主反应体的方式，最后进入主反应段6的气体流速的流场以及温度场的分布更加的均匀，更加有利于从喷射器5喷出的尿素热解反应，使得反应更加的稳定尚效。
[0036]因此，本实用新型的尿素热解制氨装置采用逐级放大结构，温度场分布均匀，提高反应效率，利于尿素溶液的完全热解。气流在进入上一级减速段之后，进入稳定段，维持流场稳定并且不产生紊流，然后再次进入下一级减速段。
[0037]本实用新型的减速段可根据实际的反应要求进行设置，主要取决于入口段I处气体流速、进入主反应段6的气体流速以及制氨装置的规格(即容量)所决定。一般，减速段的级数可在满足反应效率的条件下尽可能多的设置，这样可以确保气体流速稳定降低。但是，减速段也不应设置的过多，因为减速段越多，稳定段3设置的也就越多，会影响气体的传输效率，进而影响到反应效率。
[0038]为了实现本实用新型的减速段的减速效果和稳定段3的稳定气体流场和温度场的效果，作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型的入口段1、减速段、稳定段3和主反应段6同轴设置，每一级减速段的横截面面积沿着由入口段I至主反应段6的方向逐渐增大，稳定段3的横截面面积沿着由入口段I至主反应段6的方向均相等。
[0039]本实用新型的每一级减速段的横截面面积沿着由入口段I至主反应段6的方向逐渐增大，使得气体再由入口段I流向主反应段6的过程中，传输空间逐渐增大，气体流速逐渐降低。本实用新型的稳定段3的横截面面积沿着由入口段I至主反应段6的方向均相等，说明稳定段3是内部通道均匀，不会发生径向尺寸的改变而影响到气体的正常传输，从而使得气体能够在流经稳定段3的过程中，内部的流场和温度场得以缓冲而变得更加的均匀。
[0040]本实用新型的制氨装置整体呈柱状结构，柱状结构内部中空，优选地，采用圆柱状结构。
[0041]作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的减速段为内部中空的锥形结构，锥形结构的内径沿着由入口段I至主反应段6的方向逐渐增大；所述的稳定段3为内部中空的柱状结构。
[0042]本实用新型的减速段为内部中空的锥形结构，实现气体减速效果，稳定段3为内部中空的柱状结构，实现气体流场和温度场的稳定效果。而且锥形结构和柱状结构的连接过渡更加平滑，避免连接处尺寸突变对气体造成紊流，影响气体流场和温度场的稳定性。
[0043]作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型的减速段包括一级减速段2和二级减速段4，一级减速段2的上端入口连通入口段1，二级减速段4的下端出口连通主反应段6 ;所述的稳定