一种尿素制氨装置的尿素溶液配制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种系统，尤其是涉及一种尿素制氨装置的尿素溶液配制系统，属于尿素水解领域。


背景技术：

2.选择性催化还原法(scr)脱硝技术是火电厂控制烟气nox达标排放的主要技术手段，该技术主要利用nh3作为还原剂，与烟气中的nox反应生成无害的氮和水。但在电厂实际生产中，一直采用液氨作为制取nh3气体的手段。但液氨具有易挥发、腐蚀性强、泄漏后易造成环境污染等诸多缺点。且部分火电厂液氨储罐储量大，已远超临界量，被列为重大危险源，严重威胁着电厂的安全生产。
3.近年来，尿素制氨系统快速成熟发展起来，该系统因安全稳定、能耗低、利用率高等优点受到了广泛运用。该系统为制备浓度50%的尿素溶液在一定的压力、温度下进行水解反应，分离并输出成品氨气，代替液氨产生的氨气进入scr区。
4.尿素制氨项目主要包括尿素溶液制备与储存、蒸汽减温减压、尿素溶液输送、水解反应与成品输送等几个重要组成部分。在尿素制氨系统特别在尿素溶液制备环节，尿素颗粒溶解需人工加料配制，尿素颗粒不完全溶解、尿素溶液配制量不可控及尿素溶解罐液位不稳定，都难以实现系统运行稳定自动化；同时尿素溶液浓度经常不合格，难以实现合格尿素溶液输出；尿素溶液制备完成后，尿素颗粒及溶液残留易造成结晶堵塞管道等问题。
5.公开日为2021年08月17日，公开号为cn213966022u的中国专利中，公开了一种名称为“一种脱硝用还原剂尿素溶液制备系统”的实用新型专利，提供了一种脱硝用还原剂尿素溶液制备系统，其包括热水供应装置，所述热水供应装置包括除盐水箱、温控部件，所述除盐水箱设置有蒸汽管对除盐水箱内的除盐水进行加热，所述温控部件控制除盐水被加热至设定温度后停止加热，所述除盐水箱的出水口通过循环泵与射流混合器的进水口通过管路连接。该实用新型直接对除盐水箱中的除盐水进行加热，提高了除盐水与尿素颗粒在射流混合器内的溶解效果，且蒸汽加热管表面也不易形成附着物，不易影响加热效果；且在缓冲料斗顶部设置负压除尘器，给料工作时，进行负压除尘，避免造成扬尘污染。虽然该专利可对尿素颗粒进行有效溶解，过程中避免造成扬尘污染；但是未涉及到尿素溶液配制量可控及运行稳定自动化、尿素溶液浓度合格输出的自动化及如何避免尿素颗粒及溶液残留造成结晶堵塞管道问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计安全稳定、能耗低、自动化程度高，能使尿素制氨装置的尿素溶液配制系统连续稳定运行的尿素制氨装置的尿素溶液配制系统。
7.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种尿素制氨装置的尿素溶液配制系统，其特征是，包括疏水罐、尿素料仓、尿素溶解罐和尿素溶液储存罐，所述疏水罐的底
部通过疏水出口管连接至尿素溶解罐，所述疏水出口管上依次安装有疏水泵、电动供水阀、电动供水调节阀和射流泵，所述尿素料仓的底部通过尿素给料管连接至尿素溶解罐，压缩空气管分两路分别与尿素给料管和疏水出口管相连，所述尿素溶解罐的底部通过尿素溶液输送管连接至尿素溶液储存罐的上部，所述尿素溶液输送管上依次安装有输送泵、尿素溶液浓度计和电动输送阀，所述尿素溶解罐的中部安装有溶解罐液位计，所述尿素溶解罐的上部连接有尿素溶液循环管，所述尿素溶液循环管连接至尿素溶液输送管，所述尿素溶液循环管上安装有电动循环阀。
8.进一步的，所述疏水罐的上部连接有蒸汽疏水管，所述蒸汽疏水管上安装有电动阀。
9.进一步的，所述尿素给料管上连接有真空破坏管，所述真空破坏管上安装有真空破坏阀。
10.进一步的，所述压缩空气管与尿素给料管相连的支路上安装有给料吹扫阀，且该支路与尿素给料管的连接点位于真空破坏管的上游；所述压缩空气管与疏水出口管相连的支路上安装有管道清洗阀，且该支路与疏水出口管的连接点位于射流泵的下游。
11.进一步的，所述尿素溶解罐的底部连接有排污管，所述排污管上安装有排污阀。
12.进一步的，所述尿素溶液循环管与尿素溶液输送管的连接点位于尿素溶液浓度计与电动输送阀之间。
13.进一步的，还包括溶解罐液位控制器，所述电动供水调节阀和溶解罐液位计均与溶解罐液位控制器连接，所述溶解罐液位控制器接收电动供水调节阀和溶解罐液位计的信号，并根据溶解罐液位计的信号控制电动供水调节阀的开度。
14.进一步的，还包括尿素溶液浓度控制器，所述尿素溶液浓度计、电动输送阀和电动循环阀均与尿素溶液浓度控制器连接，所述尿素溶液浓度控制器接收尿素溶液浓度计、电动输送阀和电动循环阀的信号，并根据尿素溶液浓度计的信号控制电动输送阀和电动循环阀的开度。
15.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）本实用新型整体结构设计安全稳定、能耗低、自动化程度高，彻底解决了目前尿素制氨装置的尿素溶液配制运行不稳定的问题；（2）本实用新型依靠安装射流泵实现尿素颗粒的自动吸入，尿素颗粒被射流泵从料仓中吸入尿素溶解罐并在连续运行过程中完全溶解于水中，无需人工加料配制，减少了工作量；（3）本实用新型设计溶解罐液位控制器自动控制，可实现尿素颗粒完全溶解、尿素溶液配制量的调节及尿素溶解罐液位稳定，达到了尿素溶解平衡、尿素溶液配制量可控及运行稳定自动化；（4）本实用新型设计尿素溶液浓度控制器自动控制，可实现尿素溶液浓度合格连续输出，达到尿素溶液浓度合格输出的自动化运行；（5）本实用新型在尿素溶液制备完成后，设计了尿素给料管、疏水出口管吹扫环节，将系统内残留尿素颗粒及溶液进行吹扫，避免了因尿素颗粒及溶液残留造成结晶堵塞管道的问题。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例的系统结构示意图。
17.图中：电动阀1、疏水罐2、疏水泵3、电动供水阀4、电动供水调节阀5、射流泵6、管道清洗阀7、给料吹扫阀8、真空破坏阀9、尿素料仓10、尿素溶解罐11、溶解罐液位计12、排污阀
13、输送泵14、尿素溶液浓度计15、电动输送阀16、电动循环阀17、尿素溶液储存罐18、溶解罐液位控制器19、尿素溶液浓度控制器20、蒸汽疏水管21、疏水出口管22、压缩空气管23、尿素给料管24、排污管25、尿素溶液输送管26、尿素溶液循环管27、真空破坏管28。其中，溶解罐液位控制器19和尿素溶液浓度控制器20采用现有产品。
具体实施方式
18.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
19.实施例。
20.参见图1，本实施例中，一种尿素制氨装置的尿素溶液配制系统，包括疏水罐2、尿素料仓10、尿素溶解罐11和尿素溶液储存罐18，疏水罐2的上部连接有蒸汽疏水管21，蒸汽疏水管21上安装有电动阀1，疏水罐2的底部通过疏水出口管22连接至尿素溶解罐11，疏水出口管22上依次安装有疏水泵3、电动供水阀4、电动供水调节阀5和射流泵6，尿素料仓10的底部通过尿素给料管24连接至尿素溶解罐11，尿素给料管24上连接有真空破坏管28，真空破坏管28上安装有真空破坏阀9，压缩空气管23分两路分别与尿素给料管24和疏水出口管22相连，尿素溶解罐11的底部通过尿素溶液输送管26连接至尿素溶液储存罐18的上部，尿素溶液输送管26上依次安装有输送泵14、尿素溶液浓度计15和电动输送阀16，尿素溶解罐11的中部安装有溶解罐液位计12，尿素溶解罐11的上部连接有尿素溶液循环管27，尿素溶液循环管27连接至尿素溶液输送管26，尿素溶液循环管27上安装有电动循环阀17，尿素溶解罐11的底部连接有排污管25，排污管25上安装有排污阀13。
21.本实施例中，压缩空气管23与尿素给料管24相连的支路上安装有给料吹扫阀8，且该支路与尿素给料管24的连接点位于真空破坏管28的上游；压缩空气管23与疏水出口管22相连的支路上安装有管道清洗阀7，且该支路与疏水出口管22的连接点位于射流泵6的下游；尿素溶液循环管27与尿素溶液输送管26的连接点位于尿素溶液浓度计15与电动输送阀16之间。
22.本实施例中，系统还包括溶解罐液位控制器19，电动供水调节阀5和溶解罐液位计12均与溶解罐液位控制器19连接，溶解罐液位控制器19接收电动供水调节阀5和溶解罐液位计12的信号，并根据溶解罐液位计12的信号控制电动供水调节阀5的开度。
23.本实施例中，系统还包括尿素溶液浓度控制器20，尿素溶液浓度计15、电动输送阀16和电动循环阀17均与尿素溶液浓度控制器20连接，尿素溶液浓度控制器20接收尿素溶液浓度计15、电动输送阀16和电动循环阀17的信号，并根据尿素溶液浓度计15的信号控制电动输送阀16和电动循环阀17的开度。
24.工作方法：
25.暖管：打开电动阀1，一定压力和流量的蒸汽疏水至疏水罐2中，一段时间后疏水罐2中有足够液位的疏水，关闭电动阀1，打开真空破坏阀9和排污阀13，关闭管道清洗阀7和给料吹扫阀8，将电动供水阀4和电动供水调节阀5开至20%，启动疏水泵3，进行疏水出口管22暖管；暖管20-30分钟，待排污阀13出水清澈无异物，关闭疏水泵3和排污阀13，暖管结束；暖管的目的主要是让疏水出口管22达到适合温度，以防止尿素溶液在制备过程中产生结晶引起管路的堵塞；
26.尿素溶液配制投运：打开电动阀1，一定压力和流量的蒸汽疏水至疏水罐2中，一段时间后疏水罐2中有足够液位的疏水；上料尿素料仓10至尿素备料充足；打开电动供水阀4、真空破坏阀9、排污阀13和电动循环阀17，将电动供水调节阀5开至20%，关闭管道清洗阀7、给料吹扫阀8和电动输送阀16，投用溶解罐液位计12；启动疏水泵3和射流泵6，运行稳定一段时间后将电动供水调节阀5由20%开至50%，关闭真空破坏阀9和排污阀13，此时尿素料仓10的尿素通过尿素给料管24，在负压作用下吸入疏水出口管22内，并与疏水出口管22的疏水一起汇流至尿素溶解罐11内溶解；待尿素溶解罐11内有一定液位，启动输送泵14，投用尿素溶液浓度计15，尿素溶液通过输送泵14、尿素溶液输送管26和尿素溶液循环管27在尿素溶解罐11内循环；一定时间后，尿素溶液浓度计15测得尿素溶液输送管26内的尿素溶液浓度合格，打开电动输送阀16，关闭电动循环阀17，尿素溶解罐11中浓度合格的尿素溶液通过输送泵14和电动输送阀16输送至尿素溶液储存罐18中；打开电动输送阀16，关闭电动循环阀17后，注意调节电动供水调节阀5的开度，保持溶解罐液位计12液位稳定；待尿素溶解罐11内液位稳定时投用溶解罐液位控制器19，此时尿素溶解罐11的液位高低通过控制电动供水调节阀5的开度来控制，并稳定维持在一定液位范围内运行；同时可投用尿素溶液浓度控制器20，尿素溶液浓度计15的浓度合格时电动输送阀16自动开启、电动循环阀17自动关闭，尿素溶液浓度计15的浓度不合格时电动输送阀16自动关闭、电动循环阀17自动开启；至此，尿素溶液配制系统正常运行，达到了不断加水加料系统自动制备稳定运行，从而实现合格浓度尿素溶液源源不断的输出；
27.尿素溶液配制停运：溶解罐液位控制器19和尿素溶液浓度控制器20由自动切换为手动运行，关闭输送泵14和电动输送阀16，打开电动循环阀17；打开真空破坏阀9，停用射流泵6和疏水泵3，关闭电动供水阀4和电动阀1；再关闭真空破坏阀9，打开管道清洗阀7和给料吹扫阀8，分别吹扫尿素给料管24和疏水出口管22内的尿素颗粒及尿素水溶液；吹扫10-20分钟后，关闭管道清洗阀7和给料吹扫阀8，打开真空破坏阀9，尿素溶液配制停止运行。
28.本实施例中，系统依靠射流泵6实现尿素的自动吸入，无需人工加料配制，减少了工作量；同时通过投入溶解罐液位控制器19和尿素溶液浓度控制器20自动控制，可确保尿素溶解罐11液位稳定、尿素溶液浓度合格输出，实现尿素溶解和尿素溶液输出的自动化运行，系统运行稳定，可靠耐用。
29.本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
30.虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。