专利名称：采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置。
背景技术：
化石燃料在燃烧过程中会产生大量的氮氧化物(N0X)，其一般由NO及NO2组成。氮氧化物是一种有毒气体，NO能使人的中枢神经麻痹并导致死亡，NO2会造成哮喘和肺气肿，破坏人的心、肺、肝、肾及使造血组织的功能丧失。氮氧化物被排放到大气中后会通过干沉降和湿沉降两种方式降落到地面、水中，形成硝酸盐或硝酸，硝酸型酸雨的危害程度比硫酸雨更大。因此国家提出要控制氮氧化物的排放。烟气脱硝技术是利用还原剂氨气(NH3)与 烟气中的NOx发生还原反应生成无害的N2和H2O排入大气。还原剂NH3可通过液氨蒸发及尿素分解获得。尿素作为一种安全获取脱硝还原剂NH3的原料在烟气脱硝系统中得到大量应用。要利用尿素分解获得NH3，首先要将尿素颗粒溶解为一定浓度的尿素溶液，经尿素溶液供应系统供脱硝系统使用。商品尿素一般为每袋50公斤包装的固态颗粒，常用尿素的粒径为O. 8-2. 5_。在国内还没有采用尿素散装槽罐车运输尿素颗粒及利用气力上仓制备尿素溶液的装置。尿素颗粒非常容易吸潮板结，进而堵塞采用传统尿素颗粒上仓方式的管道。当前国内的脱硝尿素溶液制备系统采用人工破袋上料方式，经落料口进入溶解罐溶解后转至尿素溶液储存罐备用。再经尿素循环供应泵通过尿素溶液循环管路供脱硝系统使用。一定浓度的尿素溶液易在温度低时结晶析出，会造成尿素溶液管路的堵塞，从而影响整个脱硝系统的正常运行。传统的尿素溶液制备系统只能人工控制，尿素颗粒输送储存、尿素溶液管路易堵塞，运行可靠性差、工人劳动强度大，自动化程度低，劳动效率低下。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置的技术方案。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，包括尿素散装槽罐车、空气压缩机、压缩空气冷干机、压缩空气精密过滤器、压缩空气储罐、调节控制阀、进料缓冲罐、溶解罐、溶解泵、溶解罐进水电动调节阀、蒸汽盘管加热装置、溶液过滤器、搅拌器、循环供应泵、恒压装置、溶液储存罐、疏水箱、疏水泵、反冲洗管路、密度计、液位计、控制装置和出料阀组，空气压缩机连接压缩空气冷干机，压缩空气冷干机连接压缩空气精密过滤器，压缩空气精密过滤器连接压缩空气储罐，压缩空气储罐连接调节控制阀，调节控制阀连接尿素散装槽罐车，尿素散装槽罐车连接进料缓冲罐，进料缓冲罐下料口连接溶解罐进料口，溶解罐进水口连接溶解罐进水电动调节阀，溶解罐出料口连接溶液过滤器，溶液过滤器连接溶解泵进口，溶解泵出口连接出料阀组，出料阀组连接溶液储存罐进口，溶液储存罐出口连接循环供应泵进口，循环供应泵出口连接恒压装置；疏水箱出口连接疏水泵进口，疏水泵出口连接反冲洗管路，反冲洗管路分别与进料缓冲罐、溶解泵出口、循环供应泵出口连接。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的进料缓冲罐内设有喷淋管网及收尘排气装置，收尘排气装置设置在喷淋管网上方，进料缓冲罐与收尘排气装置连接，收尘排气装置与大气相通。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的溶解罐与溶液储存罐上均设有液位计和温度计。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的控制装置分别连接液位计、密度计和溶解罐进水电动调节阀。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的尿素散装槽罐车内部料槽的倾斜角为28度，物料仓采用多仓结构。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的蒸汽盘管加热装置进口与蒸汽源相连，蒸汽盘管加热装置出口连接疏水箱进口。所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，所述的喷淋管网与反冲洗 管路连接。本实用新型采用气力输送方式，利用尿素散装槽罐车将尿素颗粒直接输送进入溶解罐溶解，压缩空气通过进料缓冲罐的收尘排气装置排入大气，进料缓冲罐设有防堵喷淋管网，尿素溶液管路均设有防堵反冲洗管路，通过溶解罐溶解循环管上的密度计和溶解罐液位计控制尿素溶解过程，完全实现自动控制运行。能应用于SCR (选择性催化还原法)或SNCR (选择性非催化还原法)脱硝系统还原剂溶液的制备。本实用新型具有以下优点是I.解决了尿素搬运、破袋的人力之苦，提高了劳动生产率；2.实现尿素溶液制备的全自动控制；3.尿素颗粒实现全密闭运行，现场整洁干净；4.无堵塞，运行可靠；5.循环供应母管设置恒压装置，大大提高尿素溶液供应可靠性。
图I为本实用新型的总体结构示意图；图2为进料缓冲罐的结构示意图；图3为尿素散装槽罐车内部料斗的结构示意图；图中I-尿素散装槽罐车、2-空气压缩机、3-压缩空气冷干机、4-压缩空气精密过滤器、5-压缩空气储罐、6-调节控制阀、7-进料缓冲罐、8-溶解罐、9-溶解泵、10-溶解罐进水电动调节阀、11-蒸汽盘管加热装置、12-溶液过滤器、13-搅拌器、14-循环供应泵、15-恒压装置、16-溶液储存罐、17-疏水箱、18-疏水泵、19-反冲洗管路、20-密度计、21-液位计、22-控制装置、23-出料阀组、24-喷淋管网、25-收尘排气装置、26-流化管网。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明如图I所示，采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，包括尿素散装槽罐车、空气压缩机、压缩空气冷干机、压缩空气精密过滤器、压缩空气储罐、调节控制阀、进料缓冲罐、溶解罐、溶解泵、溶解罐进水电动调节阀、蒸汽盘管加热装置、溶液过滤器、搅拌器、循环供应泵、恒压装置、溶液储存罐、疏水箱、疏水泵、反冲洗管路、密度计、液位计、控制装置、出料阀组、喷淋管网、收尘排气装置和流化管网，空气压缩机连接压缩空气冷干机，压缩空气冷干机连接压缩空气精密过滤器，压缩空气精密过滤器连接压缩空气储罐，压缩空气储罐连接调节控制阀，调节控制阀连接尿素散装槽罐车，尿素散装槽罐车连接进料缓冲罐，进料缓冲罐下料口连接溶解罐进料口，溶解罐进水口连接溶解罐进水电动调节阀，溶解罐出料口连接溶液过滤器，溶液过滤器连接溶解泵进口，溶解泵出口连接出料阀组，出料阀组连接溶液储存罐进口，溶液储存罐出口连接循环供应泵进口，循环供应泵出口连接恒压装置；疏水箱出口连接疏水泵进口，疏水泵出口连接反冲洗管路，反冲洗管路分别与进料缓冲罐、溶解泵出口、循环供应泵出口连接。本实用新型的尿素散装槽罐车是由普通的粉粒料槽罐车改装而成，主要是改装槽罐车的内部结构，将普通槽罐车内部料槽的倾斜角改为28度(如图3所示)，流化管网的设置使得流化空气由两侧流化改为四周流化，物料仓采用多仓布置。蒸汽盘管加热装置进口与蒸汽源相连，蒸汽盘管加热装置出口连接疏水箱进口。溶解罐与溶液过滤器连接，溶液过滤器与溶解泵连接，溶解泵与循环管路连接，溶解罐内设有搅拌器和加热盘管，溶解罐由进水阀与除盐水接口相连，获取溶解所需的水源。溶解泵入口设置过滤器，溶解泵出口设置出料阀组，出料阀组与溶液储存罐入口相连。溶解罐与溶液储存罐上均设有液位计、温度计；循环管路上设有密度计，用于自动控制；控制装置分别连接液位计、密度计、溶解罐进水电动调节阀。气力输送上仓装置包括依次连接的空气压缩机、压缩空气冷干机、压缩空气精密过滤器、压缩空气储罐、调节控制阀、尿素散装槽罐车；尿素散装槽罐车的出料口通过软管与进料缓冲罐进料口连接，压缩空气储气罐出口设有压力表、温度计，用于监视压缩空气品质。进料缓冲罐内设有防止尿素颗粒堵塞的喷淋管网，喷淋管网上方设有收尘排气装置(如图2所示)，进料缓冲罐与收尘排气装置连接，输送尿素颗粒的压缩空气通过收尘排气装置排入大气。尿素溶解及输送装置设置反冲洗回路由疏水箱、疏水泵、控制阀组及反冲洗管路组成。疏水箱连接疏水泵，疏水泵出口与反冲洗管路连接，反冲洗管路分别与喷淋管网进口、溶解泵出口、循环管供应泵出口连接。溶解泵的出口接有反冲洗管，循环供应泵的出口接有反冲洗管，反冲洗管的回水进入溶解罐重新利用。尿素溶液管道与反冲洗管路连接，反冲洗管的回水进入溶解罐重新利用。溶液储存罐的进料口与出料阀组连接，溶液储存罐的出料口通过过滤器与尿素循环供应泵进口连接，尿素循环供应泵出口接有尿素溶液恒压装置，尿素溶液恒压装置出口接有循环供应管。本实用新型的压缩空气流程为空气压缩机-压缩空气冷干机-压缩空气精密过滤器-压缩空气储罐-调节控制阀-散装尿素槽罐车进气口 -散装尿素槽罐车物料斗-散装尿素槽罐车出料口-进料缓冲罐-收尘排气装置-排气。本实用新型的尿素颗粒流程为散装尿素槽罐车物料斗-散装尿素槽罐车出料口-进料缓冲罐-进料缓冲罐下料管-溶解罐。本实用新型的反冲洗流程为①进料缓冲罐清洗流程为疏水箱-疏水泵-喷淋管网-进料缓冲罐-溶解罐溶解罐循环管路冲洗流程为疏水箱-疏水泵-溶解泵出口 -溶解循环管路-溶解罐；③循环供应管路冲洗流程为疏水箱-疏水泵-循环供应泵出口 -循环管路-溶解罐。本实用新型通过控制尿素进料速度，调节进水量来控制溶解罐尿素溶液密度和液位，并通过控制溶解罐出料阀组的开关实现连续、自动地制备不同浓度要求的尿素溶液。本实用新型的工作及工艺过程如下I.控制装置(PLC或DCS)通过控制程序自动打开进水阀、投入蒸汽加热盘管、控制溶解罐的水位至30%的满液位、温度至60°C，开启搅拌器、溶解泵；2.尿素散装槽罐车运输尿素颗粒至现场，将尿素散装槽罐车的出料口与进料缓冲罐的进料口连接，尿素散装槽罐车的进气口与压缩空气储罐的出气口连接，开启尿素散装槽罐车流化进气阀，当尿素散装槽罐车的罐内压力达到O. 5MPa时，开启尿素散装槽罐车出料阀，尿素颗粒利用压缩空气的动力，通过尿素散装槽罐车料斗、进料缓冲罐的共同作用下形成间隙式密相输送物料栓柱，尿素通过进料缓冲罐的下料管进入溶解罐；3.同时控制装置(PLC或DCS)通过测定的尿素溶液密度和溶解罐液位适时调节进水量，当溶解罐液位和尿素溶液密度满足要求时开启溶解罐出料阀组，向储存罐输送尿素溶液，而溶解罐液位下降至30%的满液位时关闭溶解罐出料阀组；4.上述过程连续进行，直到一车尿素颗粒输送完毕；5. 一车散装尿素全部制备成尿素溶液后，开启疏水泵对溶解循环管路进行反冲洗，反冲洗水进入溶解罐回用；同时开启进料缓冲罐的喷淋管网对进料缓冲罐进行冲洗；6.下一车散装尿素槽罐车到现场后重复上述步骤1-5 ；7.当尿素溶液循环供应泵户长时间停用时，使用反冲洗管路对循环管路进行反冲洗，使循环管中的尿素溶液浓度至结晶浓度以下。本实用新型采用尿素散装槽罐车运输尿素颗粒并通过间隙充气罐式气力输送上仓并具备尿素溶液管路反冲洗的连续制备尿素溶液的装置，该装置能解决尿素颗粒吸潮板结及堵塞尿素颗粒下料管，解决尿素溶液管路结晶堵塞，实现尿素溶液制备的连续自动运行，极大地提高了作业效率和系统运行的自动化程度和可靠性。
权利要求1.采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于包括尿素散装槽罐车、空气压缩机、压缩空气冷干机、压缩空气精密过滤器、压缩空气储罐、调节控制阀、进料缓冲罐、溶解罐、溶解泵、溶解罐进水电动调节阀、蒸汽盘管加热装置、溶液过滤器、搅拌器、循环供应泵、恒压装置、溶液储存罐、疏水箱、疏水泵、反冲洗管路、密度计、液位计、控制装置和出料阀组，空气压缩机连接压缩空气冷干机，压缩空气冷干机连接压缩空气精密过滤器，压缩空气精密过滤器连接压缩空气储罐，压缩空气储罐连接调节控制阀，调节控制阀连接尿素散装槽罐车，尿素散装槽罐车连接进料缓冲罐，进料缓冲罐下料口连接溶解罐进料口，溶解罐进水口连接溶解罐进水电动调节阀，溶解罐出料口连接溶液过滤器，溶液过滤器连接溶解泵进口，溶解泵出口连接出料阀组，出料阀组连接溶液储存罐进口，溶液储存罐出口连接循环供应泵进口，循环供应泵出口连接恒压装置；疏水箱出口连接疏水泵进口，疏水泵出口连接反冲洗管路，反冲洗管路分别与进料缓冲罐、溶解泵出口、循环供应泵出口连接。
2.根据权利要求I所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的进料缓冲罐内设有喷淋管网及收尘排气装置，收尘排气装置设置在喷淋管网上方，进料缓冲罐与收尘排气装置连接，收尘排气装置与大气相通。
3.根据权利要求I所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的溶解罐与溶液储存罐上均设有液位计和温度计。
4.根据权利要求I所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的控制装置分别连接液位计、密度计和溶解罐进水电动调节阀。
5.根据权利要求I所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的尿素散装槽罐车内部料槽的倾斜角为28度，物料仓采用多仓结构。
6.根据权利要求I所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的蒸汽盘管加热装置进口与蒸汽源相连，蒸汽盘管加热装置出口连接疏水箱进口。
7.根据权利要求2所述的采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置，其特征在于所述的喷淋管网与反冲洗管路连接。
专利摘要本实用新型涉及一种采用气力上仓的浓度可调的尿素溶液制备装置。由尿素散装槽罐车、空气压缩机、压缩空气冷干机、压缩空气精密过滤器、压缩空气储罐、调节控制阀、进料缓冲罐、溶解罐、溶解泵、溶解罐进水电动调节阀、蒸汽盘管加热装置、溶液过滤器、搅拌器、循环供应泵、恒压装置、溶液储存罐、疏水箱、疏水泵、反冲洗管路、密度计、液位计、控制装置和出料阀组相互配合而成。采用气力输送方式，利用尿素散装槽罐车将尿素颗粒直接输送进入溶解罐溶解，压缩空气通过进料缓冲罐的收尘排气装置排出，尿素溶液管路均设有防堵反冲洗管路，通过溶解罐溶解循环管上的密度计和溶解罐液位计控制尿素溶解过程，完全实现自动控制运行。
文档编号B01F1/00GK202666710SQ20122028504
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者郑志海 申请人:郑志海