一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统及其加注方法与流程

本发明涉及尿素水解工艺，尤其涉及一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统及其加注方法。

背景技术：

1、早期电力行业scr脱硝还原剂普遍采用液氨，根据安全法规的要求，液氨储罐在存储容积大于10m3情况下即属于重大危险源，随着国内安全要求形势的提高，国内很多电厂正积极开展液氨罐区重大危险源治理，将脱硝还原剂液氨改为尿素水解制氨工艺，彻底消除安全隐患。

2、尿素水解制氨工艺分普通水解和催化水解两种工艺，其中催化水解工艺由于其水解反应速度快、尿素利用率高、反应温度低、对系统腐蚀性小等优点，受到越来越多用户的青睐。尿素催化水解工艺和普通水解工艺的主要区别在于：催化水解工艺会在尿素水解反应器中添加一种催化剂，以促进尿素水解反应的速率。

3、通常尿素催化水解工艺会设置一套催化剂加注系统，因为尿素水解反应器在正常运行时会产生较高的工作压力，所以催化剂一般采用离线加注方式，即在尿素催化水解系统启动前，在催化剂溶解罐中将催化剂用除盐水在搅拌器的作用下溶解，再讲催化剂溶液用泵打入尿素催化水解反应器。这种催化剂加药方式存在一定的问题，例如当水解器内的催化剂随着系统排污流失，导致尿素水解速率下降，但是水解系统又不能停运时，会影响锅炉scr脱硝系统的运行。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其中，包括催化剂溶解加注箱、尿素催化水解反应器、疏水管、加注管、平衡阀和平衡管；所述催化剂溶解加注箱设置在所述尿素催化剂反应器的上端，且所述催化剂溶解加注箱与尿素催化剂反应器之间的高度差不小于一米；

2、所述加注管上端与所述催化剂溶解加注箱连接，所述加注管的下端与尿素催化水解反应器连接；所述加注管上设置有加注阀；所述加注管的上端与催化剂溶解加注箱的底部连接，所述加注管下端与所述尿素催化水解反应器的水解液面以下的位置连接；

3、所述疏水管的上端与所述催化剂溶解加注箱连接，所述疏水管的下端与所述尿素催化水解反应器连接；所述疏水管的上端与所述催化剂溶解加注箱上催化剂溶解面以上的位置连接；

4、所述尿素催化水解反应器的一侧设置有蒸汽入口；

5、所述平衡管的上端与所述催化剂溶解加注箱连接，所述平衡管的下端与所述尿素催化水解反应器连接；所述平衡管上设置有所述平衡阀；所述平衡管上端与所述催化剂溶解加注箱的顶端连接，所述平衡管下端与所述尿素催化水解反应器的顶端连接。

6、优选的，所述催化剂溶解加注箱的底部为倒锥形结构或圆弧型结构。

7、优选的，所述催化剂溶解加注箱的下端设置有冲洗管所述冲洗管的下端连接有废水箱；所述冲洗管上设置有所述冲洗阀。

8、优选的，所述疏水管上设置有疏水阀和流量计。

9、优选的，所述疏水阀、加注阀、平衡阀和冲洗阀为手动阀或电动阀。

10、优选的，所述加注管应倾斜向下设置，坡度不小于5%。

11、优选的，所述加注管不得有折弯段。

12、优选的，所述加注管不得有向上段。

13、优选的，所述加注管不得有水平段。

14、优选的，当所述疏水阀、加注阀、平衡阀、冲洗阀采用手动阀，所述流量计采用机械式时，加注过程需人工操作。

15、优选的，当所述疏水阀、加注阀、平衡阀、冲洗阀采用电动阀，所述流量计采用电子式时，可通过控制器按照设定的开启顺序和时间间隔自动操作，实现自动加注。

16、优选的，所述加注管应倾斜向下设置，坡度不小于5%，所述加注管不得有折弯段、向上段或水平段。

17、一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注方法，其中，实施过程如下：

18、步骤一：启动前，所有阀门处于关闭状态；

19、步骤二：所述尿素催化水解反应器在每次排污后根据排污量向催化剂溶解加注箱内添加与排污量一致的催化剂，添加催化剂后将催化剂溶解加注箱密封盖盖好；

20、步骤三：打开疏水阀，采用流量计测量，通过疏水管向催化剂溶解加注箱内注入与催化剂等量的疏水，将催化剂溶解为浓度50%的催化剂溶液，然后关闭疏水阀；

21、步骤四：打开加注阀，此时由于尿素催化水解反应器内的压力高于催化剂溶解加注箱内的压力，所述尿素催化水解反应器内的高压气体通过加注管进入催化剂溶解加注箱底部，在催化剂溶液中产生气泡，搅动催化剂溶液充分溶解；

22、步骤五：待催化剂溶解加注箱内部充气完毕，打开平衡阀，在平衡管和加注管的连接下催化剂溶解加注箱与尿素催化水解反应器形成连通器，所述催化剂溶解加注箱内催化剂溶液在重力作用下通过加注管流入到尿素催化水解反应器内；

23、步骤六：待催化剂溶液加注完毕，关闭加注阀和平衡阀，再次打开疏水阀，向催化剂溶解加注箱充入一定量的疏水，对催化剂溶解加注箱内的氨气进行吸收，待充分吸收后打开冲洗阀，将氨水溶液通过冲洗管排入废水箱，排放完毕后关闭冲洗阀。

24、有益效果：与现有技术相比，本发明涉及的尿素催化水解反应器用催化剂在线加注方法，可在催化水解反应器正常带压运行时在线添加催化剂，系统采用高差设计通过重力作用实现催化剂溶液加注，结构简单，可靠性高，可确保尿素催化水解系统不间断平稳运行。

技术特征：

1.一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：包括催化剂溶解加注箱（1）、尿素催化水解反应器（2）、疏水管（3）、加注管（7）、平衡阀（8）和平衡管（9）；所述催化剂溶解加注箱（1）设置在所述尿素催化剂反应器（2）的上端，且所述催化剂溶解加注箱（1）与尿素催化剂反应器（2）之间的高度差不小于一米；

2.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述催化剂溶解加注箱（1）的底部为倒锥形结构或圆弧型结构。

3.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述催化剂溶解加注箱（1）的下端设置有冲洗管（11）；所述冲洗管的下端连接有废水箱（12）；所述冲洗管（11）上设置有所述冲洗阀（10）。

4.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述疏水管（3）上设置有疏水阀（4）和流量计（5）。

5.根据权利要求4所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述流量计（5）为机械式流量计或电子式流量计。

6.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述加注管（7）应倾斜向下设置，坡度不小于5%。

7.根据权利要求6所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述加注管（7）不得有折弯段。

8.根据权利要求6所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述加注管（7）不得有向上段。

9.根据权利要求6所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统，其特征在于：所述加注管（7）不得有水平段。

10.一种实现权利要求1所述的一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注方法，其特征在于：实施过程如下：

技术总结
本发明涉及尿素水解工艺技术领域，尤其涉及一种尿素催化水解反应器用催化剂在线加注系统及其加注方法；包括催化剂溶解加注箱、尿素催化水解反应器、疏水管、加注阀、加注管、平衡阀和平衡管；所述催化剂溶解加注箱设置在所述尿素催化剂反应器的上端，且所述催化剂溶解加注箱与尿素催化剂反应器之间的高度差不小于一米；本发明涉及的尿素催化水解反应器用催化剂在线加注方法，可在催化水解反应器正常带压运行时在线添加催化剂，系统采用高差设计通过重力作用实现催化剂溶液加注，结构简单，可靠性高，可确保尿素催化水解系统不间断平稳运行。

技术研发人员：蒋杰,姜涛,王奉岩,李伟,刘剑,刘龙
受保护的技术使用者：国家能源菏泽发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13