尿素溶液催化水解器的制作方法

本实用新型涉及一种尿素溶液催化水解器。

背景技术：

火力发电厂锅炉燃烧产生大量的烟气，其中NO_x含量高，根据2012年1月1日实施的《火力发电厂大气污染物排放标准》要求，所有化石燃料燃烧锅炉均必须设置脱硝装置，特别是大型锅炉。其使用的方法要为选择性催化还原法(SCR法)化学反应为：

即SCR法使用大量氨(NH₃)。

制氨方法目前国内外主要根据区域、环境条件(含运输、储存)有三种方式，即氨水、液氨、尿素。

氨水、液氨，氨水相对液氨较安全，但均属危险品。氨蒸汽与空气混合物的爆炸极根为15.7％-27.4％，达此浓度范围遇明火能燃烧爆炸。最近，国内出现的多起液氨泄漏爆炸事件给人民生命、财产带来了极大伤害和心理负担。且氨水、液氨运输、储存相对困难。

尿素是一种无色或白色，无毒、无害的化学品，且易于运输、储存。因此，其作为制氨原料是目前逐渐扩大使用，并广受欢迎的。

根据尿素特性，尿素制氨工艺分为水解和热解两种方法。热解一般采用电加热，其反应速度较快，但其能耗和运行费用最高。与热解技术相比，普通水解技术采用蒸汽加热，其反应速度相对较慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种尿素溶液催化水解器，解决现有普通水解系统反应速度相对较慢，能耗相对较高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

尿素溶液催化水解器，包括卧式结构的圆筒体，设置于圆筒体内的换热器，设置于圆筒体底部的尿素溶液进口，设置于圆筒体顶部的产品气出口，设置于圆筒体侧部的催化剂加药进口，以及设置于圆筒体底部的尿素溶液排泄接口；所述圆筒体的一端采用斜圆锥壳体制作而成。

进一步地，所述换热器由多组“U”型管式换热管组成；所述圆筒体外部还设有与“U”型管式换热管连通的蒸汽进口和冷凝水出口。

再进一步地，所述圆筒体内部还设有与催化剂加药进口相连通并用于将催化剂均匀分配到圆筒体内的催化剂均分器。

更进一步地，所述催化剂均分器由管道组成，所述管道下方设有若干个均分孔。

另外，所述管道下方设有一列均分孔，相邻的均分孔之间的间距相等，均分孔的孔径为5mm。

此外，所述圆筒体外部还设有与其相连的安全阀接口、远传压力表、就地压力表、在线液位计、气相温度计、液相温度计和观察孔，以及用于支撑圆筒体的支座。

作为一种优选，所述观察孔设置于圆筒体中心线上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型能够使催化剂与尿素溶液充分混合，使水解反应速度提高，能迅速满足系统响应变化，并降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型中分配器的结构示意图。

图4为本实用新型中分配器的剖面示意图。

其中，附图中标记对应的零部件名称为：1-圆筒体，2-换热器，3-尿素溶液进口，4-产品气出口，5-催化剂加药进口，6-尿素溶液排泄接口，7-蒸汽进口，8-冷凝水出口，9-催化剂分配器，10-安全阀接口，11-远传压力表，12-就地压力表，13-在线液位计，14-气相温度计，15-液相温度计，16-观察孔，17-支座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1～4所示，尿素溶液催化水解器，包括卧式结构的圆筒体1，设置于圆筒体1内的换热器2，设置于圆筒体底部的尿素溶液进口3，设置于圆筒体顶部的产品气出口4，设置于圆筒体侧部的催化剂加药进口5，以及设置于圆筒体底部的尿素溶液排泄接口6；所述圆筒体的一端采用斜圆锥壳体制作而成；另外，圆筒体是一种中压容器。通过上述设置，本实用新型能够极大的减少圆筒体内的死区空间，从而充分利用圆筒体的空间。由于设置了催化剂加药进口，能够在本装置中轻松的加入催化剂，从而使水解反应速度提高，能迅速满足系统响应变化，并降低能耗。

为了根据氨气需要量进行换热，所述换热器2由多组“U”型管式换热管组成；所述圆筒体1外部还设有与“U”型管式换热管连通的蒸汽进口7和冷凝水出口8，另外，换热器与圆筒体采用法兰连接，拆卸极为方便。通过上述设置，可以根据实际情况进行调整“U”型管式换热管的组数，从而进行换热效率的调整，实现了合理利用资源，避免浪费。

为了使催化剂与尿素溶液在圆筒体内能够均匀的混合，所述圆筒体1内部还设有与催化剂加药进口相连通并用于将催化剂均匀分配到圆筒体内的催化剂均分器9。催化剂在进入圆筒体时，通过催化剂均分器的作用能够将催化剂均匀的分配到圆筒体内，与尿素溶液充分混合，提高了反应效率，达到了节能高效的目的。

作为一种优选，所述催化剂均分器9由管道组成；所述管道下方设有均分孔。所述管道下方设有一列平行小孔，相邻的均分孔之间的间距相等，均分孔的孔径为5mm，开孔总面积按进口管面积的1.1倍开设。当然根据实际需求，圆筒体侧部还设有用于支撑均分器的支架以提高分配器的稳定。

另外，所述圆筒体1外部还设有与其相连的安全阀接口10、远传压力表11、就地压力表12、在线液位计13、气相温度计14、液相温度计15和观察孔16，以及用于支撑圆筒体的支座17。

作为一种优选，为了方便观察圆筒体内分解情况，所述观察孔16设置于圆筒体中心线上。

本实用新型在使用时，水解器加热蒸汽压力在0.8Mpa～1.6Mpa，180℃左右，水解器运行压力0.5Mpa～0.58Mpa，运行温度150℃～170℃。而水解器内液面高度比换热器上表面高出50～100mm，水解器正常液位与圆筒体中心线标高一致。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。