应根据其反应动力学，属于一级反应，如图3所示，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，如图4所示，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。
[0027]本实施例中，通过在制氨反应器本体I与出口管道之间设置特殊形式的阻凝缓冲器3，该阻凝缓冲器3的容器本体31可以作为制氨反应器本体I排出气体的缓存空间，设置的加热设备32用于加热以上排出气体。这样，在出气管道2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I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I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32用于加热阻凝缓冲器3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I制氨效率低等；缓存空间与加热设备32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。
[0028]实施例2:
[0029]如图1、图2和图4，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定:如图1，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32形式，所述加热设备32为设置于容器本体31内部的换热盘管。依据现有制氨反应器本体I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。作为本方案在本实施例中的实现方式，由于采用阻凝缓冲器3的结构可能导致制氨反应器本体I的内压在某些情况下有所上升，如含氨产品气出气量大于脱硝系统消耗时，这样，为使得含氨产品气能够被加热到足够高的温度以避免含氨产品气各组分反应，本实施例的加热介质即热流体，采用160°C以上的蒸汽，根据制氮反应器本体设计的额定产氨量，选取阻凝缓冲器3的换热面积，本实施例中每公斤氨气需要0.063m2的换热面积。
[0030]如图2，作为一种系统简单、输出功率便于控制、环保的加热设备32形式，所述加热设备32为设置在容器本体31内部和/或外部的电加热设备32。
[0031]依据现有制氨反应器本体I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31容量设定，所述容器本体31的容积不小于制氨反应器本体I额定每分钟出气量的3倍。作为本方案的一个具体实现形式，本实施例中设定每公斤含氨产品气需要0.062m3的储存空间。
[0032]为减小含氨产品气的热量流失，所述阻凝缓冲器3和/或出气管道2的壁面上还包裹有保温层。
[0033]实施例3:
[0034]本实施例针对具体的一个工程运用提供了一种具体的尿素水解制氨设备，本制氨设备对一台300MW燃煤机组烟气脱硝系统供氨，制氨反应器本体I的额定产氨量为200kg/ho尿素溶液在制氨反应器本体I内按照设置的操作条件发生水解反应产生氨气、二氧化碳、和水蒸气，即含氨产品气。在机组BMCR工况下运行时，含氨产品气温度153°C，压力0.55MPa。含氨产品气通过阻凝缓冲器3后温度被加热到160°C及以上，然后含氨产品气通过进入出气管道2，该出气管道2设置有保温、伴热元件。含氨产品气在阻凝缓冲器3内被蒸汽换热管加热。该实例中，阻凝换热器容积为12.4m3以满足跟随脱硝系统负荷变化。该实例中，阻凝换热器内加热介质采用蒸汽加热，加热方式为换热盘管，换热面积为10.44m2。
[0035]实施例4:
[0036]本实施例针对具体的一个工程运用提供了一种具体的尿素水解制氨设备，该设备针对一台660MW燃煤机组烟气脱硝系统供氨，制氨反应器本体I的额定产氨量为350kg/h。尿素溶液在制氨反应器本体I内按照设置的操作条件发生水解反应产生氨气、二氧化碳、和水蒸气，即含氨产品气。在该设备半负荷运行时含氨产品气温度145°C，压力0.56MPa。含氨产品气通过阻凝缓冲器3后温度被加热到160°C及以上，然后含氨产品气进入有保温、伴热的产品气输送管道，即出气管道2。含氨产品气在阻凝缓冲器3内被蒸汽换热管加热。该实例中，阻凝换热器容积为21.7m3以满足跟随脱硝系统负荷变化。该实例中，阻凝换热器内加热介质采用蒸汽加热，加热方式为列管式，换热面积为33.33m2。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一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)，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨装置，其特征在于，所述加热设备(32)为设置于容器本体(31)内部的换热盘管。3.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨装置，其特征在于，所述加热设备(32)为设置在容器本体(31)内部和/或外部的电加热设备。4.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨装置，其特征在于，所述容器本体(31)的容积不小于制氨反应器本体(I)额定每分钟出气量的3倍。5.根据权利要求1所述的一种尿素水解制氨装置，其特征在于，所述阻凝缓冲器(3)和/或出气管道(2)的壁面上还包裹有保温层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种尿素水解制氨装置，包括制氨反应器本体（1）和连接在制氨反应器本体（1）出气口上的出气管道（2），其特征在于，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（1）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。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；可避免含氨产品气中各气体组分回凝生成固体或结晶。
【IPC分类】C01C1/08
【公开号】CN204625196
【申请号】CN201520340752
【发明人】赵青, 赵梦源, 刘小云, 高良海, 张玲, 刘洋, 罗然, 郑伟
【申请人】成都锐思环保技术股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月25日