一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置及方法，通過在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入高溫氣體和頂部生成霧化顆粒，將底部的高溫氣體上行與若干股物料接觸，頂部生成霧化液滴下落與若干股物料接觸，從而發(fā)生尿素的熱分解反應(yīng)，制備得到煙氣脫硝所需的氨氣。該方法通過將尿素顆粒均勻細(xì)化，可以使得進(jìn)入尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的尿素充分發(fā)生熱分解反應(yīng)；此外，通過將細(xì)化的尿素顆粒與除鹽水形成的霧化顆粒充分接觸，進(jìn)一步提高熱分解反應(yīng)的程度。本發(fā)明技術(shù)方案所述的制氨裝置及方法可以得到收率為98％以上的氨氣，且氨氣生成量的大小比較穩(wěn)定，易于控制。
【專利說明】一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對燃煤煙氣進(jìn)行脫除NOx的技術(shù)中，常采用選擇性催化還原法(SCR)，該方法所采用的還原劑為NH3，還原劑的來源主要為液氨、氨水和尿素。液氨和氨水屬于危險品,在存儲及運(yùn)輸過程中均有嚴(yán)格的法律法規(guī)要求。相對而言，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，易于運(yùn)輸和保存，不需要特別的安全措施。
[0003]尿素制取氨的方法主要采用熱解法，尿素加熱會分解成NH3和HNC0，而HNCO與水反應(yīng)生成冊13和(:02。尿素加熱制氨分為濕法制氨氣和干式制氨。濕法制氨采用的尿素溶液加熱制氨氣，該方法由于尿素溶液需要配制以及尿素溶液容易結(jié)晶等問題從而所需要的設(shè)備較多，此外在制備過程中由于尿素溶液中含水量較大導(dǎo)致消耗的能量大；另一種熱解法制氨是采用干式制氨，但是在干式制氨的加熱過程中，由于尿素對熱不穩(wěn)定，尿素來不及分解就縮聚了，從而生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸，而這部分縮聚物在熱解溫度下不能進(jìn)一步分解。此外，單純靠煙氣中的氣態(tài)水并不能完全實現(xiàn)尿素的分解。上述問題均會導(dǎo)致干式制氨所得氨氣含量大大降低且生成量無法控制，同時，生成的中間產(chǎn)物大都具有腐蝕性或粘附性，造成設(shè)備的腐蝕或堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題提供一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置及方法，該制氨的裝置及方法可以得到收率為98%以上的氨氣，且氨氣生成量的大小比較穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒?，該方法包括以下步驟:
[0007]I)將料倉中的尿素顆粒輸送至稱重給料機(jī)，經(jīng)稱重后的尿素顆粒和送料風(fēng)機(jī)輸出端的空氣混合后進(jìn)入磨機(jī)進(jìn)行研磨粉碎，得到微細(xì)尿素顆粒；
[0008]2)將得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成若干股物料，同時在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入高溫氣體和頂部生成霧化液滴，將底部的高溫氣體上行與若干股物料接觸，頂部生成的霧化液滴下落與若干股物料接觸，從而發(fā)生尿素的熱分解反應(yīng)；
[0009]3)將經(jīng)步驟2)的熱分解反應(yīng)生成的氣體通過出口管道進(jìn)入脫硝反應(yīng)器。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟I)中料倉中的尿素顆粒的粒徑為0.8~2.5mm。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟I)中微細(xì)尿素顆粒的粒徑為50~80 μ m。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟I)中風(fēng)機(jī)輸出端的空氣流量為80~120m3/h。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟2)中除鹽水和壓縮空氣混合后通入壓縮空氣霧化器，從而在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器頂部生成霧化液滴，除鹽水與進(jìn)入尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中的若干股物料的摩爾比為1:1~I:1.4。
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟2)中尿素?zé)峤夥磻?yīng)器頂部生成霧化液滴的粒徑為50~120 μ m0
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟2)中高溫氣體是溫度為450~550°C，流量為450~500m3A的空氣。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案的步驟2)中所述的若干股物料均勻分布在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器內(nèi)部。
[0017]一種用于實現(xiàn)上述煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，該裝置包括尿素?zé)峤夥磻?yīng)器，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的頂端通過出口煙道與脫硝反應(yīng)器相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的上部設(shè)有壓縮空氣霧化器；所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的中部與分料器相連，分料器與尿素進(jìn)料部分相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的下部與高溫空氣輸入管道相連。
[0018]所述的進(jìn)料部分包括料倉，流化風(fēng)機(jī)與料倉下部相連，在流化風(fēng)機(jī)與料倉下部相連的下方設(shè)有流化板，料倉的底部與稱重給料機(jī)相連，稱重給料機(jī)的輸出端和送料風(fēng)機(jī)的輸出端合并后與磨機(jī)相連，磨機(jī)的輸出端與分料器相連。
[0019]所述的除鹽水與壓縮空氣混合后通過管道與壓縮空氣霧化器的輸入端相連。
[0020]所述的磨機(jī)為空氣分級磨。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案 中尿素通過分料器后分成若干股物料，所述的若干股為10~100份物料，優(yōu)選為10~15份物料。
[0022]尿素在沒有水的環(huán)境下受熱分解生成氨氣和異氰酸，反應(yīng)如式(I )所示；然而異氰酸需要有適量的液態(tài)水的存在條件下才能充分的發(fā)生熱分解反應(yīng)，單純靠煙氣中的氣態(tài)水并不能完全實現(xiàn)尿素的分解，反應(yīng)如式(II )所示。
[0023]尿素在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生兩步化學(xué)反應(yīng):
[0024]CO (NH2) 2 = NH3+HNC0 式(I )
[0025]HNC0+H20 = NH3+C02 式(II )
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027]在本發(fā)明技術(shù)方案的干式制氨裝置中，通過將尿素顆粒均勻細(xì)化，可以使得進(jìn)入尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的尿素充分發(fā)生熱分解反應(yīng)；此外，通過將細(xì)化的尿素顆粒與除鹽水形成的霧化顆粒充分接觸，進(jìn)一步提高熱分解反應(yīng)的程度。該制氨的裝置及方法得到收率為98%以上的氨氣，且氨氣生成量的大小比較穩(wěn)定，易于控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置。
[0029]1-空氣輸入管道，2-尿素?zé)峤夥磻?yīng)器，201-壓縮空氣霧化器，202-若干股物料，3-出口煙道，4-流化風(fēng)機(jī)，5-流化板，6-料倉，7-稱重給料機(jī)，8-送料風(fēng)機(jī)，9-磨機(jī)，10-分料器，11-脫硝反應(yīng)器。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0031]本發(fā)明技術(shù)方案中的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，該裝置包括尿素?zé)峤夥磻?yīng)器，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的頂端通過出口煙道與脫硝反應(yīng)器相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的上部設(shè)有壓縮空氣霧化器；所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的中部與分料器相連，分料器與尿素進(jìn)料部分相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器的下部與高溫空氣輸入管道相連。
[0032]所述的進(jìn)料部分包括料倉，流化風(fēng)機(jī)與料倉下部相連，在流化風(fēng)機(jī)與料倉下部相連的下方設(shè)有流化板，料倉的底部與稱重給料機(jī)相連，稱重給料機(jī)的輸出端和送料風(fēng)機(jī)的輸出端合并后與磨機(jī)相連，磨機(jī)的輸出端與分料器相連。
[0033]所述的除鹽水與壓縮空氣混合后通過管道與壓縮空氣霧化器的輸入端相連。
[0034]所述的磨機(jī)為空氣分級磨。
[0035]實施例1
[0036]將料倉中的0.8~1.2mm顆粒狀尿素經(jīng)過硫化板后輸送至稱重給料機(jī)，調(diào)節(jié)稱重給料機(jī)至30kg/h，經(jīng)稱重后的顆粒狀尿素和送料風(fēng)機(jī)輸出端的空氣混合，風(fēng)機(jī)的流量為80m3/h，混合后進(jìn)入空氣分級磨中進(jìn)行研磨粉碎，得到50~60 μ m的微細(xì)尿素顆粒，得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成10股物料，同時在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入溫度為500°C，流量為 450m3/h的空氣和頂部噴入經(jīng)由壓縮空氣霧化的粒徑為50~80 μ m除鹽水液滴，除鹽水的通入量為32kg/h，高溫氣體上行與物料逆流接觸，液滴下落與物料接觸，待裝置穩(wěn)定后，經(jīng)測定混合氣體中NH3的流量為16.7kg/h (理論出力為17kg/h)，收率為98.2%。
[0037]對比例I
[0038]將料倉中的0.8~1.2mm顆粒狀尿素經(jīng)過硫化板后輸送至稱重給料機(jī)，調(diào)節(jié)稱重給料機(jī)至30kg/h，經(jīng)稱重后的顆粒狀尿素和送料風(fēng)機(jī)輸出端的空氣混合，風(fēng)機(jī)的流量為80m3/h，混合后進(jìn)入空氣分級磨中進(jìn)行研磨粉碎，得到50~60 μ m的微細(xì)尿素顆粒，得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成10股物料，在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入高溫氣體，高溫空氣的溫度為500°C，流量為450m3/h，高溫氣體上行與物料逆流接觸，得到混合氣體，經(jīng)測定混合氣體中NH3的流量為9.2kg/h (理論出力為17kg/h)，收率為54.11%。
[0039]此外，實驗數(shù)據(jù)表明，尿素在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中發(fā)生熱分解反應(yīng)，如果在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中通入噴淋水，而不是通入本發(fā)明技術(shù)方案所述的粒徑為50~120 μ m霧化液滴，尿素?zé)岱纸獾玫桨睔獾氖章示陀?0%。
[0040]實驗數(shù)據(jù)還表明，提高高溫空氣的溫度至650°C左右，氨氣的收率也僅為78%左右，且在熱解反應(yīng)器內(nèi)壁及底部生成大量的腐蝕性中間產(chǎn)物，造成氨氣生成量的大小不穩(wěn)定。
[0041]實施例2
[0042]將料倉中的1.2~2mm顆粒狀尿素經(jīng)過硫化板后輸送至稱重給料機(jī)，調(diào)節(jié)稱重給料機(jī)至30kg/h，經(jīng)稱重后的顆粒狀尿素和送料風(fēng)機(jī)輸出端的空氣混合，風(fēng)機(jī)的流量為100m3/h，混合后進(jìn)入空氣分級磨中進(jìn)行研磨粉碎，得到60~70μπι的微細(xì)尿素顆粒，得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成15股物料，同時在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入溫度為450°C，流量為480m3/h的空氣和頂部噴入經(jīng)由壓縮空氣霧化的粒徑為80~100 μ m除鹽水液滴，除鹽水的通入量為35kg/h，高溫氣體上行與物料逆流接觸，液滴下落與物料接觸，待裝置穩(wěn)定后，經(jīng)測定混合氣體中NH3的流量為16.7kg/h(理論出力為17kg/h)，收率為98.8% ο[0043]實施例3
[0044]將料倉中的2~2.5mm顆粒狀尿素經(jīng)過硫化板后輸送至稱重給料機(jī)，調(diào)節(jié)稱重給料機(jī)至30kg/h，經(jīng)稱重后的顆粒狀尿素和送料風(fēng)機(jī)輸出端的空氣混合，風(fēng)機(jī)的流量為100~120m3/h，混合后進(jìn)入空氣分級磨中進(jìn)行研磨粉碎,得到70~80 μ m的微細(xì)尿素顆粒，得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成20股物料，同時在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入溫度為550°C，流量為500m3/h的空氣和頂部噴入經(jīng)由壓縮空氣霧化的粒徑為100~120 μ m除鹽水液滴，除鹽水的通入量為38kg/h，高溫氣體上行與物料逆流接觸，液滴下落與物料接觸，待裝置穩(wěn)定后， 經(jīng)測定混合氣體中NH3的流量為16.7kg/h (理論出力為17kg/h)，收率為99.2 %。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒?，其特征在?該方法包括以下步驟: 1)將料倉中的尿素顆粒輸送至稱重給料機(jī)，經(jīng)稱重后的尿素顆粒研磨粉碎，得到微細(xì)尿素顆粒； 2)將得到的微細(xì)尿素顆粒輸送至分料器，通過分料器分成若干股物料，同時在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器底部通入高溫氣體和頂部生成霧化液滴,將底部的高溫氣體上行與若干股物料接觸，頂部生成的霧化液滴下落與若干股物料接觸，從而發(fā)生尿素的熱分解反應(yīng)； 3)將經(jīng)步驟2)的熱分解反應(yīng)生成的氣體通過出口管道進(jìn)入脫硝反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒ǎ涮卣髟谟?步驟I)中料倉中的尿素顆粒的粒徑為0.8~2.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒?，其特征在?步驟I)中微細(xì)尿素顆粒的粒徑為50~80 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒?，其特征在?步驟2)中高溫氣體是流量為450~500m3/h，溫度為450~550°C的空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒ǎ涮卣髟谟?步驟2)中除鹽水和壓縮空氣混合后通入壓縮空氣霧化器，從而在尿素?zé)峤夥磻?yīng)器頂部生成霧化液滴，除鹽水與進(jìn)入尿素?zé)峤夥磻?yīng)器中的若干股物料的摩爾比為1:1~1:1.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡姆椒?，其特征在?步驟2)中尿素?zé)峤夥磻?yīng)器頂部生成霧化液滴的粒徑為50~120 μ m。
7.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，其特征在于:該裝置包括尿素?zé)峤夥磻?yīng)器(2)，所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器(2)的頂端通過出口煙道(3)與脫硝反應(yīng)器(11)相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器(2)的上部設(shè)有壓縮空氣霧化器(201);所述尿素?zé)峤夥磻?yīng)器(2)的中部與分料器(10)相連，分料器(10)與尿素進(jìn)料部分相連；所述的尿素?zé)峤夥磻?yīng)器(2)的下部與高溫空氣輸入管道(I)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，其特征在于:進(jìn)料部分包括料倉(6)，流化風(fēng)機(jī)(4)與料倉(6)下部相連，在流化風(fēng)機(jī)(4)與料倉(6)下部相連的下方設(shè)有流化板(5)，料倉(6)的底部與稱重給料機(jī)(7)相連，稱重給料機(jī)(7)的輸出端和送料風(fēng)機(jī)⑶的輸出端合并后與磨機(jī)(9)相連,磨機(jī)(9)的輸出端與分料器(10)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，其特征在于:磨機(jī)(9)為空氣分級磨。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硝用尿素?zé)峤庵瓢钡难b置，其特征在于:除鹽水與壓縮空氣混合后通過管道與壓縮空氣霧化器(201)的輸入端相連。
【文檔編號】B01D53/56GK103950953SQ201410197189
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月10日
【發(fā)明者】徐海濤, 沈凱, 周長城, 宋靜, 朱孝強(qiáng) 申請人:南京宇行環(huán)?？萍加邢薰?br>