一种尿素水解制氨系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种尿素水解制氨系统，包括水解反应器、氨空混合器以及SCR反应器，还包括用于将催化剂送至所述水解反应器的离心泵以及根据氮氧化合物含量大小控制所述离心泵启停的第一PID控制器，所述离心泵、所述水解反应器、所述氨空混合器以及所述SCR反应器依次连通。本实用新型专利技术通过给水解反应器中添加催化剂，尿素水解反应速度可以提高十倍，然后通过第一PID控制器来自动控制离心泵的启停，以达到自动控制催化剂供给的目的；通过第二PID控制器来自动控制蒸汽的输入，可以严格控制温度，防止温度大于160℃时腐蚀速率急剧增加的问题；通过第三PID控制器来自动调整水解反应器内的压力大小，降低了蒸汽消耗量，提高了水解反应器的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种尿素水解制氨系统
本技术涉及尿素水解制氨
，具体为一种尿素水解制氨系统。
技术介绍
氨气可以作为烟气脱硝还原剂，目前市场上有三种工艺路线可以生产氨气。第一种是由液氨产生，虽然工艺简单、生产成本低，但是存在重大安全隐患，运输和存储风险大；第二种是尿素热解制氨法，生产成本高；第三种是尿素水解制氨法，具有投资成本低，工艺简单可靠，风险小等优点。尿素水解制氨法已成为脱硝还原剂制备的主流工艺。尿素的水解反应过程包括两步，第一步：NH2CONH2+H2O＝NH2COONH4；尿素与水反应生成氨基甲酸胺盐，反应过程慢。第二步：NH2CO2NH＝2NH3+CO2；氨基甲酸胺迅速分解生成氨气和二氧化碳，反应过程快，且吸收热量大。然而现有的尿素水解制氨技术存在着很多缺陷：1.腐蚀问题。尿素与水水解反应第一步是生成氨基甲酸胺盐，氨基甲酸胺盐的腐蚀性极强。在温度大于160℃时，腐蚀速率急剧增加。2.响应时间不能跟随机组负荷的变化。尿素水解反应速率较慢，在锅炉负荷变化较大时，水解产氨速率难以跟上脱硝需氨变化速率。3.堵塞管道问题。水解反应器产品气为氨气、二氧化碳、水蒸汽混合气体，管道输送过程中极易产生气体冷凝，造成管道堵塞。另外尿素溶液温度降低引起尿素结晶析出，堵塞尿素溶液输送管道。4.当水解反应器压力大于0.6MPa时，蒸汽耗量的增加幅度大于产氨量的增加幅度，水解反应器的经济性降低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种尿素水解制氨系统，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：一种尿素水解制氨系统，包括水解反应器、氨空混合器以及SCR反应器，还包括用于将催化剂送至所述水解反应器的离心泵以及根据氮氧化合物含量大小控制所述离心泵启停的第一PID控制器，所述离心泵、所述水解反应器、所述氨空混合器以及所述SCR反应器依次连通。进一步，所述水解反应器具有供蒸汽输入的蒸汽入口，蒸汽通过蒸汽管道送至所述水解反应器。进一步，所述蒸汽管道上设有蒸汽调节阀。进一步，还包括根据所述水解反应器内的温度大小来控制所述蒸汽调节阀的开度的第二PID控制器。进一步，还包括废液箱，所述水解反应器的反应废液通过废液管送至所述废液箱。进一步，所述水解反应器与所述废液箱之间还连通有氨气排放管道，所述氨气排放管道上设有产品气排放阀。进一步，还包括根据所述水解反应器内的压力大小来控制所述产品气排放阀的开度的第三PID控制器。进一步，还包括用于将尿素溶液送至所述水解反应器的供给泵。进一步，所述供给泵与所述水解反应器的连通管道以及所述水解反应器与所述氨空混合器的连接管道均设有蒸汽伴热组件。进一步，所述水解反应器、与所述水解反应器连接的管道、与所述氨空混合器连接的管道以及与所述SCR反应器连接的管道均为不锈钢器件。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、通过给水解反应器中添加催化剂，尿素水解反应速度可以提高十倍，然后通过第一PID控制器来自动控制离心泵的启停，以达到自动控制催化剂供给的目的。2、通过第二PID控制器来自动控制蒸汽的输入，可以严格控制温度，防止温度大于160℃时腐蚀速率急剧增加的问题。3、通过第三PID控制器来自动调整水解反应器内的压力大小，降低了蒸汽消耗量，提高了水解反应器的经济性。4、通过设置的蒸汽伴热可以解决管道堵塞的问题。5、通过采用不锈钢器件，可以强化抗腐蚀能力。附图说明图1为本技术实施例提供的一种尿素水解制氨系统的示意图；图2为本技术实施例提供的一种尿素水解制氨系统的第一PID控制器调控的控制回路的示意图；图3为本技术实施例提供的一种尿素水解制氨系统的第二PID控制器调控的控制回路的示意图；图4为本技术实施例提供的一种尿素水解制氨系统的第三PID控制器调控的控制回路的示意图；附图标记中：1-水解反应器；2-氨空混合器；3-SCR反应器；4-离心泵；5-第一PID控制器；6-蒸汽调节阀；7-第二PID控制器；8-废液箱；9-产品气排放阀；10-第三PID控制器；11-供给泵；12-电厂疏水箱；13-尿素溶液箱；14-催化剂溶液罐；15-稀释风机。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1和图2，本技术实施例提供一种尿素水解制氨系统，包括水解反应器1、氨空混合器2、SCR反应器3、用于将催化剂送至所述水解反应器1的离心泵4以及根据氮氧化合物含量大小控制所述离心泵4启停的第一PID控制器5，所述离心泵4、所述水解反应器1、所述氨空混合器2以及所述SCR反应器3依次连通。在本实施例中，尿素溶液输送到水解反应器1后，尿素在一定的温度和压力下发生水解反应，生成氨气、二氧化碳以及水蒸气，然后再氨空混合器2中混合，此时选用稀释风机15将热风输送至氨空混合器2，氨气和热风在混合器中充分混合后体积分数降低至5％以下，最后进入到SCR反应器3进行脱硝反应以获得产品。在这个过程中，在水解反应器1中的反应速率较慢，在锅炉负荷变化较大时，水解产氨速率难以跟上脱硝需氨变化速率，因此采用离心泵4给水解反应器1输送催化剂，以加快反应速率，其中催化剂可以储存于催化剂溶液罐14中，而且可以通过第一PID控制器5根据烟道出口烟气氮氧化合物的含量大小来控制离心泵4启动或停止，这里所采用的第一PID控制器5是本领域常用的控制器件，预设好值后可以自动进行控制调节，例如当氮氧化合物含量达到报警值1时，自动启动离心泵4，离心泵4工作以输送催化剂至水解反应器1，而当氮氧化合物含量小于报警值2时，则停止离心泵4。作为本技术实施例的优化方案，请参阅图1，所述水解反应器1具有供蒸汽输入的蒸汽入口，蒸汽通过蒸汽管道送至所述水解反应器1。在本实施例中，提供的蒸汽可以进入到水解反应器1加热盘管，因为尿素在一定的温度和压力下才可以发生水解反应，因此可以提供蒸汽来加快反应。优选的，所述蒸汽管道上设有蒸汽调节阀6，通过设定蒸汽调节阀6可以根据需要来控制蒸汽的供给量。进一步优化上述方案，请参阅图1和图2，本系统还包括根据所述水解反应器1内的温度大小来控制所述蒸汽调节阀6的开度的第二PID控制器7。在本实施例中，此处选用的第二PID控制器7与上述的第一PID控制器5作用一致，也是用来进行自动控制，此处是根据水解反应器1内的温度来调控，因为当温度大于160℃时，腐蚀速率会急剧增加，而通过设定，可以用第二PID控制器7根据温度，例如温度达到155℃时就控制蒸汽调节阀6的开度，减小或终止蒸汽的输入，而当温度小于该温度时，就不控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尿素水解制氨系统，包括水解反应器、氨空混合器以及SCR反应器，其特征在于：还包括用于将催化剂送至所述水解反应器的离心泵以及根据氮氧化合物含量大小控制所述离心泵启停的第一PID控制器，所述离心泵、所述水解反应器、所述氨空混合器以及所述SCR反应器依次连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种尿素水解制氨系统，包括水解反应器、氨空混合器以及SCR反应器，其特征在于：还包括用于将催化剂送至所述水解反应器的离心泵以及根据氮氧化合物含量大小控制所述离心泵启停的第一PID控制器，所述离心泵、所述水解反应器、所述氨空混合器以及所述SCR反应器依次连通。


2.如权利要求1所述的一种尿素水解制氨系统，其特征在于：所述水解反应器具有供蒸汽输入的蒸汽入口，蒸汽通过蒸汽管道送至所述水解反应器。


3.如权利要求2所述的一种尿素水解制氨系统，其特征在于：所述蒸汽管道上设有蒸汽调节阀。


4.如权利要求3所述的一种尿素水解制氨系统，其特征在于：还包括根据所述水解反应器内的温度大小来控制所述蒸汽调节阀的开度的第二PID控制器。


5.如权利要求1所述的一种尿素水解制氨系统，其特征在于：还包括废液箱，所述水解反应器的反应废液通过废液管送至所述废液箱。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向东，吕晓峰，王栋，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42