一种尿素高效溶解装置及方法与流程

1.本发明涉及尿素制氨设备的技术领域，具体为一种尿素高效溶解装置，本发明还提供了一种尿素高效溶解方法。


背景技术：

2.尿素制氨技术在燃煤电厂脱硝还原剂制备中得到大规模应用。尿素制氨系统包括尿素溶解输送系统和氨气制备系统等，固体的尿素颗粒需要配置成尿素溶液，随后在氨气制备系统中反应生成氨气。通常，尿素颗粒采用罐车运输到电厂，在尿素溶解罐中溶解配制成40～60％质量份数的尿素溶液。由于溶解罐体积大，固体尿素颗粒易发生溶解不充分、不均匀的情况。尿素溶液配置不均匀会导致氨气制备系统出力不稳定，影响脱硝系统安全稳定运行。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供了一种尿素高效溶解装置，其通实现高效、快速、均匀的溶解尿素。
4.一种尿素高效溶解装置，其特征在于，其包括：
5.尿素罐车，其外接有压缩空气进气通道；
6.尿素颗粒气流通道；
7.一级溶解罐，其包括除盐水进口、顶部入料口、底部出料口；
8.以及二级溶解罐；
9.所述尿素罐车的出料口通过尿素颗粒气流通道通入所述一级溶解罐的顶部入料口，所述一级溶解罐的底部出料口设置有控制阀，所述一级溶解罐置于所述二级溶解罐的正上方，所述一级溶解罐的底部出料口位于所述二级溶解罐的顶部进料口的正上方、且连通设置，所述二级溶解罐的下部旁侧设置有溶液出料口，所述溶液出料口通过管路连接电动泵后连接溶液输送管道。
10.其进一步特征在于：
11.所述顶部入料口的位置设置有喷嘴，所述喷嘴为锥体结构，所述喷嘴的锥面上开设有镂空槽，且用于切割尿素颗粒气流，使得尿素颗粒均匀扩散喷射到所述一级溶解罐的罐体内；
12.其还包括有电动机，所述电动机布置于所述一级溶解罐的上盖，所述电动机的下部输出端连接有搅拌轴，所述搅拌轴的上部位于一级溶解罐的罐体内、套设有一级搅拌器，所述搅拌轴的下部位于二级溶解罐的罐体内、套设有二级搅拌器，所述搅拌轴贯穿一级溶解罐的底壳、二级溶解罐的上盖位置设置有轴套密封结构，密封无需达到完全密封，即容许存在少量渗漏，因为二级溶解罐本身具备均质的能力；
13.所述二级溶解罐内还设置有蒸汽加热盘管，所述蒸汽加热盘管螺旋状环布于所述二级搅拌器的外环周、且沿着高度方向设置；
14.所述蒸汽加热盘管的加热蒸汽进口位于所述二级溶解罐的外环周上部位置，所述蒸汽加热盘管的蒸汽疏水出口位于所述二级溶解罐的外环周下部位置，确保蒸汽对于溶液的充分加热；
15.所述一级溶解罐的内腔设置有液位计，所述一级溶解罐的内腔的底部设置有密度计；
16.所述电动泵的后端还连接有循环管道，所述循环管道的输出端连通至所述二级溶解罐的上部回流口，循环管道一方面是将多余的溶液返回到罐中，另一方面是通过循环下层密度大的溶液到上层密度小的溶液，提高溶液的均匀性。
17.一种尿素高效溶解方法，其特征在于：通过设置两级溶解罐，先在一级溶解罐中充分溶解，再在二级溶解罐中充分均质，并通过搅拌器同步搅拌两级溶解罐内的溶质，且在二级溶解罐中设置加热盘管保证了二级溶解罐中溶液密度和温度的均匀性。
18.其进一步特征在于：所述一级溶解罐为小径溶解罐，所述二级溶解罐为大径溶解罐，所述一级溶解罐支承于二级溶解罐的上壳体、同转动轴布置。
19.采用本发明后，通过在原溶解罐基础上增加一级溶解罐，提高了溶解速度和效果，有效解决了原溶解罐溶解效果不佳、溶液不均匀等问题，同时具备改造简单、使用简便等特点，具有重要现实意义。
附图说明
20.图1为本发明剖视结构示意图；
21.图2为本发明的立体示意图；
22.图3为本发明的二级溶解罐内部俯视图；
23.图4为本发明的喷嘴的结构示意图；
24.图中序号所对应的名称如下：
25.进气管道1、尿素罐车2、尿素颗粒气流管道3、电动机4、一级溶解罐5、搅拌轴6、一级搅拌器7、密度计8、尿素颗粒气流喷嘴9、液位计10、除盐水进口11、控制阀；12、二级溶解罐13、加热蒸汽进口14、加热盘管15、二级搅拌器16、溶液循环管道17、蒸汽疏水出口18、电动泵19、溶液输送管道20。
具体实施方式
26.一种尿素高效溶解装置，见图1-图4.其包括尿素罐车2、尿素颗粒气流通道3、一级溶解罐5、二级溶解罐13；
27.尿素罐车2的出料口通过尿素颗粒气流通道3通入一级溶解罐5的顶部入料口，一级溶解罐5的底部出料口设置有控制阀12，一级溶解罐5置于二级溶解罐13的正上方，一级溶解罐5的底部出料口位于二级溶解罐13的顶部进料口的正上方、且连通设置，二级溶解罐13的下部旁侧设置有溶液出料口，溶液出料口通过管路连接电动泵19后连接溶液输送管道20。
28.顶部入料口的位置设置有喷嘴9，喷嘴9为锥体结构，喷嘴9的锥面上开设有镂空槽，且用于切割尿素颗粒气流，使得尿素颗粒均匀扩散喷射到一级溶解罐的罐体内；
29.其还包括有电动机4，电动机4布置于一级溶解罐5的上盖，电动机4的下部输出端
连接有搅拌轴6，搅拌轴6的上部位于一级溶解罐5的罐体内、套设有一级搅拌器7，搅拌轴6的下部位于二级溶解罐13的罐体内、套设有二级搅拌器16，搅拌轴6贯穿一级溶解罐5的底壳、二级溶解罐13的上盖位置设置有轴套密封结构，密封无需达到完全密封，即容许存在少量渗漏，因为二级溶解罐本身具备均质的能力；
30.二级溶解罐13内还设置有蒸汽加热盘管15，蒸汽加热盘管15螺旋状环布于二级搅拌器16的外环周、且沿着高度方向设置；
31.蒸汽加热盘管15的加热蒸汽进口14位于二级溶解罐13的外环周上部位置，蒸汽加热盘管15的蒸汽疏水出口18位于二级溶解罐13的外环周下部位置，确保蒸汽对于溶液的充分加热；
32.一级溶解罐5的内腔设置有液位计10，一级溶解5罐的内腔的底部设置有密度计8；
33.电动泵19的后端还连接有循环管道17，循环管道17的输出端连通至二级溶解罐13的上部回流口。
34.一种尿素高效溶解方法：通过设置两级溶解罐，先在一级溶解罐中充分溶解，再在二级溶解罐中充分均质，并通过搅拌器同步搅拌两级溶解罐内的溶质，且在二级溶解罐中设置加热盘管保证了二级溶解罐中溶液密度和温度的均匀性。一级溶解罐为小径溶解罐，二级溶解罐为大径溶解罐，一级溶解罐支承于二级溶解罐的上壳体、同转动轴布置。
35.其工作原理如下：压缩空气通过进气管道1吹入尿素罐车2，尿素罐车中的尿素颗粒被压缩空气裹挟形成气流通过尿素颗粒气流管道3、喷嘴9进入到一级溶解罐5中；当尿素颗粒开始输送时，除盐水开始从进口11注入到一级溶解罐5中，此时控制阀12处于关闭状态，一级溶解罐5中液位开始升高，当液位上升到液位计10位置时，触发除盐水关闭信号，当液位下降时，除盐水恢复注入；尿素颗粒喷射过程中，电动机4持续运转，通过搅拌轴6带动一级搅拌器7旋转，使尿素颗粒充分溶解；由于尿素溶液浓度越高，密度越大，通常配置的尿素溶液浓度为40-60％，密度计8可以测量尿素溶液的密度，设置45％的溶液密度为下限值，55％的溶液密度为上限值，当密度到达上限值时，控制阀12打开，尿素溶液注入到二级溶解罐13中，当密度到达下限值时，控制阀12关闭。上述过程为持续循环过程，持续将初步配置的45-55％尿素溶液从一级溶解罐5送至二级溶解罐13，直到尿素颗粒停止输送。
36.二级溶解罐13中安装有蒸汽加热盘管15，目的是保证溶解罐中尿素溶液温度，防止温度过低，尿素再次结晶。蒸汽加热盘管15呈螺旋状，加热蒸汽从加热蒸汽进口14进入蒸汽加热盘管15，冷凝后的蒸汽疏水从蒸汽疏水出口18排出。蒸汽加热盘管15内安装有二级搅拌器16，二级搅拌器16与一级搅拌器7安装在一根搅拌轴6上，搅拌轴6在一级溶解罐5底面和二级溶解罐13顶面接触面采用轴套密封，密封无需达到完全密封，即容许存在少量渗漏，因为二级溶解罐本身具备均质的能力；二级搅拌器16通过搅拌一方面进一步提高溶液的均匀性，另一方面将加热盘管的热量散发出去，提高二级溶解罐13内温度分布的均匀性，避免局部温度过低产生尿素结晶；电动泵19安装在二级溶解罐13底部位置，当二级溶解罐13溶液配置完成后，电动泵19输送尿素溶液一路去输送管道20至氨气制备系统，另一路去循环管道17返回到溶解罐，循环管道17一方面是将多余的溶液返回到罐中，另一方面是通过循环下层密度大的溶液到上层密度小的溶液，提高溶液的均匀性。
37.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
38.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。