一种尿素水解制氨装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及脱硝原料气制备设备领域，特别是涉及一种尿素水解制氨装置。
【背景技术】
[0002]在我国，冶金、石油化工、化肥、城市煤气化等行业工业气体排放量都非常大，随着对环境问题的逐渐重视，我国2012年正式实施了《火电厂大气污染物排放标准》，调整了大气污染物排放浓度限值，对实施排放的企业提出了更加严格的要求。工业气体中一种重要的废气为烟气氮氧化物，目前，在所有的控制烟气氮氧化物排放的措施中，选择性催化还原法(SCR法)烟气脱除氮氧化物是烟气净化技术方法之一，其以技术成熟、可靠性高和适用性好等特点在烟气脱硝领域被广泛应用。而在选择性催化还原法烟气脱硝技术的主要化学反应中，参与反应的还原剂气氨是重要的原料，目前多采用液氨蒸发、氨水汽化等工艺生产气氨，但由于液氨具有毒性和腐蚀性，且容易挥发，存在较大的安全隐患，此外我国对液氨或氨水的运输、储存都有特殊规定，制氨原料的运输和储存必须严格按规定执行。
[0003]而氨气制备的另一种方法，是通过采购固体尿素，通过尿素分解制备，该种方法由于可以采用无毒、无味的普通化工原料尿素，运输和储存均只需按普通物理处理，在场内设置尿素分解制氨装置，可大大简化还原剂储运过程中的安全防护措施，降低生产成本。目前尿素水解制氨法是大型火力发电厂首选的脱硝还原剂制备方法。
[0004]尿素水解是尿素分解的一种方法，水解制氨反应器是制氨工艺中的关键设备，主要包括反应器本体、设置在反应器本体内的换热管以及设置在反应器本体上的产品气出口、尿素溶液入口、安全阀、液位计等。进一步优化尿素分解设备的结构，以提供一种能够良好响应脱硝氨气消耗量、尿素分解设备在工作过程中无凝结堵塞的新型制氨设备，是现有脱硝系统中亟待解决的重要问题。
【实用新型内容】
[0005]针对上述进一步优化尿素分解设备的结构，以提供一种能够良好响应脱硝氨气消耗量、尿素分解设备在工作过程中无凝结堵塞的新型制氨设备，是现有脱硝系统中亟待解决的重要问题的问题，本实用新型提供了一种尿素水解制氨装置。
[0006]本实用新型提供的一种尿素水解制氨装置通过以下技术要点来解决问题:一种尿素水解制氨装置，包括制氨反应器本体和连接在制氨反应器本体出气口上的出气管道，所述氨反应器本体与出气管道之间还串联有阻凝缓冲器，所述阻凝缓冲器包括设置有进气孔和出气孔的容器本体和设置于容器本体上的加热设备，所述进气孔与制氨反应器本体的出气口相连，出气管道的入口端连接在容器本体的出气孔上。
[0007]尿素水解制氨反应根据其反应动力学，属于一级反应，其反应动力学参数主要是温度的函数。常规尿素水解反应器均为定压变温设计，通过恒定压力，改变反应体系的温度以改变产氨的速率，但在大型尿素水解反应器中大量的尿素水溶液的温度改变存在较大的滞后性，导致尿素水解反应器设备无法跟随机组负荷对需氨量的变化需求，或欠氨，或过喷，不利于脱硝系统的稳定、可靠运行。同时，在一定的条件下，含氨产品气中的氨气和二氧化碳在输送过程中如果回凝可以生成碳酸铵或/和氨基甲酸铵或/和尿素，含氨产品气在输送过程中生成上述物质将会堵塞管道、仪表、阀门，影响后续脱硝系统的使用。
[0008]以上结构中，通过在制氨反应器本体与出口管道之间设置特殊形式的阻凝缓冲器，该阻凝缓冲器的容器本体可以作为制氨反应器本体排出气体的缓存空间，设置的加热设备用于加热以上排出气体。这样，在出气管道后端的脱硝系统机组负荷变化时，若负荷升高，在因为制氨反应器本体因为温升不可避免的滞后造成产气不能与脱硝系统消耗同步时，缓存空间中的含氨产品气则作为脱硝系统的补充气；同理，在脱硝系统机组负荷降低时，在因为制氨反应器本体因为降温不可避免的滞后造成产气相较于脱硝系统消耗过大时，以上缓存空间充气，以避免以上过多的产气浪费；设置的加热设备用于加热阻凝缓冲器内气体温度，以避免含氨产品气中各气体组分回凝生成固体或结晶，造成管道、各类管件、仪表等流通间隙变小甚至堵塞、造成制氨反应器本体制氨效率低等；缓存空间与加热设备为整体结构的形式，便于对现有尿素水解制氨设备进行改造。
[0009]针对上述尿素水解制氨设备，更进一步的技术方案为:
[0010]作为一种加热面温度分布较为均匀、热源运行成本较低的加热设备形式，所述加热设备为设置于容器本体内部的换热盘管。依据现有制氨反应器本体内压力或排气压力，结合含氨产品气中各组分在该压力条件下回凝生成固体或结晶的实际温度，换热盘管的热流体宜采用蒸汽。
[0011]作为一种系统简单、输出功率便于控制、环保的加热设备形式，所述加热设备为设置在容器本体内部和/或外部的电加热设备。
[0012]依据现有制氨反应器本体实际的温度调控滞后之间，作为一种具有足够缓存能力以适应脱硝系统气体消耗变化的容器本体容量设定，所述容器本体的容积不小于制氨反应器本体额定每分钟出气量的3倍。
[0013]为减小含氨产品气的热量流失，所述阻凝缓冲器和/或出气管道的壁面上还包裹有保温层。
[0014]本实用新型具有以下有益效果:
[0015]1、本实用新型提供了一种尿素水解制氨装置，尿素水解制氨设备通过在制氨反应器本体与出口管道之间设置特殊形式的阻凝缓冲器，该阻凝缓冲器的容器本体可以作为制氨反应器本体排出气体的缓存空间，设置的加热设备用于加热以上排出气体。这使得尿素水解制氨设备能够及时响应脱硝系统对含氨产品气的需求，即本设备能够为脱硝系统提供稳定、流量响应及时的含氨产品气。
[0016]2、同时，本结构可避免含氨产品气中各气体组分回凝生成固体或结晶，造成管道、各类管件、仪表等流通间隙变小甚至堵塞、造成制氨反应器本体制氨效率低等。
[0017]3、缓存空间与加热设备为整体结构的形式，便于对现有尿素水解制氨设备进行改造。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型所述的一种尿素水解制氨装置一个具体实施例中，加热设备采用换热盘管的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型所述的一种尿素水解制氨装置一个具体实施例中，加热设备采用电加热设备的结构示意图；
[0020]图3是尿素水溶液在不同温度下的水解速度不意图；
[0021]图4是尿素水解制氨设备含氨产品气中，在不同尿素水溶液浓度和压力下，对应的含氨产品气的露点温度示意图，该露点温度指含氨产品气中各气体组分回凝成固体或晶体的温度。
[0022]图中的编号依次为:1、制氨反应器本体，2、出气管道，3、阻凝缓冲器，31、容器本体，32、加热设备。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。
[0024]实施例1:
[0025]如图1至图4所示，一种尿素水解制氨装置，包括制氨反应器本体I和连接在制氨反应器本体I出气口上的出气管道2，所述氨反应器本体与出气管道2之间还串联有阻凝缓冲器3，所述阻凝缓冲器3包括设置有进气孔和出气孔的容器本体31和设置于容器本体31上的加热设备32，所述进气孔与制氨反应器本体I的出气口相连，出气管道2的入口端连接在容器本体31的出气孔上。
[0026]尿素水解制氨反