本实用新型专利技术涉及一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置。本实用新型专利技术在在尿素储存罐和液体催化剂储存罐之后设置新型水解反应设备，在新型水解反应设备中，设置汽热换热管组，设置过渡金属氧化物催化剂平板和搅拌器，在过渡金属氧化物催化剂平板上设置圆形孔洞。本实用新型专利技术通过液相催化机理和固相催化机理的协同作用，高效解决尿素催化水解的效率和氨气出口参数波动等关键核心工艺问题，尿素溶液的水解效率提高了15%左右，制氨率提高了10%左右。本实用新型专利技术运行成本低、检修和运行维护方便，适用于尿素的高效催化水解。适用于尿素的高效催化水解。适用于尿素的高效催化水解。
【技术实现步骤摘要】
一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置
[0001]本技术涉及一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置，尤其涉及一种由尿素溶液储存罐、液体催化剂储存罐、新型水解反应设备、汽液换热管组、过渡金属氧化物催化剂平板、搅拌器和氨空气混合器组成的用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置。
技术介绍
[0002] 氨气作为工业烟气脱硝的主要催化剂已经被广泛应用，但一段时间以来，我国工业烟气脱硝多使用液氨作为氨催化剂的主要来源，液氨在储存和使用过程中存在着重大安全隐患，《国家能源局关于印发（燃煤发电厂液氨罐区安全管理规定）的通知》（国能安全[2014]328 号）对氨区的安全设计、运行维护、应急管理和安全管理提出严格要求，以防范液氨事故的发生。《国家能源局综合司关于切实加强电力行业危险化学品储存等安全防范工作的通知》（国能综通安全[2020]85 号）要求各电力企业积极实施危化品技术改造升级工程，加快推动燃煤发电厂尿素替代液氨改造，大力提升电力行业危化品本质安全水平。总体而言，选择性催化还原烟气脱硝还原剂液氨改尿素能从根本上消除重大危险源，大幅提高工业烟气脱硝的安全性，消除安全隐患，降低安全风险。
[0003] 《国家能源局关于印发<电力行业危险化学品安全风险集中治理实施方案>的通知》（国能发安全[2022]21 号）要求，全国公用燃煤电厂的液氨一级、二级重大危险源尿素替代改造工程要于 2022 年 12 月底前完成，液氨三级、四级重大危险源尿素替代改造工程要于 2024 年底前完成。
[0004]选择性催化还原烟气脱硝技术是目前工业烟气脱硝的主流技术，该技术采用氨气作为还原剂，在催化剂作用下，将氮氧化物还原成氮气和水，从而达到脱硝净化的目的。目前，选择性催化还原脱硝制氨技术主要有两种，液氨法和尿素法。由于液氨作为脱硝还原剂来源存在较大的安全隐患，尿素制氨技术越来越成为主流发展技术。
[0005]从目前的技术发展来看，尿素制氨技术主要有尿素热解、普通尿素水解和尿素催化水解三类。尽管尿素热解技术制氨速率快，但能耗高是其致命弱点。从节能角度，尿素水解技术的优势得以凸显，尿素催化水解技术是一种很有市场前景的尿素制氨技术。
[0006]虽然尿素催化水解技术在加热温度较低和催化剂的作用下，系统制氨速率可大大提高。但其制氨效率存在的波动性对脱硝用氨气的负荷需求造成较大影响，从而直接影响工业烟气脱硝效率，也给尿素催化水解技术的开发和应用效果的实现增加了很大难度。本专利技术针对当前尿素催化水解存在的制氨效率和氨气出口参数波动等问题，进行工艺技术的提效、创新和升级，对尿素催化水解工艺的关键问题和设计参数进行研发，并通过产业化应用进行验证和完善，具有重要的意义。
[0007]本技术采用创新的尿素液相催化水解和固相催化水解协同的双重催化水解工艺，通过液相催化机理和固相催化机理的协同作用，高效解决尿素催化水解的效率和氨气出口参数波动等关键核心工艺问题，通过液相催化机理和固相催化机理的协同创新设计，设计了一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置，通过工程的实践验证，取得了预期
的效果。
技术实现思路
[0008]本技术的目的是提供一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置，采用在尿素储存罐和液体催化剂储存罐之后设置新型水解反应设备，在新型水解反应设备中，设置汽热换热管组，设置过渡金属氧化物催化剂平板和搅拌器，在过渡金属氧化物催化剂平板上设置圆形孔洞的用于工业烟气选择性催化还原脱硝的尿素高效催化水解方法。本专利技术对尿素催化水解的制氨效率高、装置运行和氨气出口参数稳定、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于工业烟气选择性催化还原脱硝的尿素高效催化水解。
[0009]为达到上述目的，本技术的尿素溶液储存罐和液体催化剂储存罐分别通过尿素溶液管道和液体催化剂管道与新型水解反应设备相连接，氨空气混合器通过水解反应生成气输送管道与新型水解反应设备相连接。
[0010]为达到上述目的，本技术的汽液换热管组和过渡金属氧化物催化剂平板分别与新型水解反应设备相连接。
[0011]为达到上述目的，本技术的搅拌器与新型水解反应设备相连接。
[0012]本技术的尿素溶液储存罐和液体催化剂储存罐在尿素高效催化水解装置投运后，通过尿素溶液管道和液体催化剂管道分别向新型水解反应设备注入尿素溶液和液体催化剂，尿素溶液和液体催化剂通过汽热换热管组的加热升温，发生催化水解反应，生成氨气和二氧化碳。
[0013]本技术的搅拌器可高效促进尿素溶液和液态催化剂的流动和充分混合，提高液相催化效率和氨气产生率，同时增大尿素溶液与过渡金属氧化物催化剂平板的充分接触。
[0014]本技术的过渡金属氧化物催化剂平板设置圆形孔洞，可供尿素溶液和液相催化剂的顺畅流通。本技术的过渡金属氧化物催化剂平板表面的过渡金属氧化物催化剂对尿素的水解具有较好的催化作用，在搅拌器对溶液的强化流通作用下，尿素溶液可在过渡金属氧化物催化剂的作用下，大大增强尿素溶液的水解效率，提升了尿素的制氨率。在尿素液相催化作用的叠加和协同下，尿素溶液的水解效率提高了15%左右，制氨率提高了10%左右。同时，新型水解反应设备出口的氨气混合气参数稳定性得以增强。
[0015]本技术的过渡金属氧化物催化剂平板采用过渡金属氧化物作为催化介质，该催化介质对尿素水解制氨具有很好的催化作用，可提高15%左右的尿素水解效率。
[0016]本技术的汽液换热管组利用150℃—180℃左右的低品质饱和蒸汽作为换热热源，来加热新型水解反应设备中的尿素溶液和液体催化剂，以促进尿素水解反应的进行。
[0017]本技术的新型水解反应设备制成的氨气混合气通过水解反应生成气输送管道，输送至氨空气混合器，在氨空气混合器的作用下，符合工业烟气脱硝需求的氨气催化剂通过氨空气混合气输送管道送至选择性催化反应单元使用。
[0018]与现有技术相比，本技术具有以下特点：
[0019]（1）由于采用了创新的尿素液相催化水解和固相催化水解协同的双重催化水解工艺，通过液相催化机理和固相催化机理的协同作用，高效解决尿素催化水解的效率和氨气出口参数波动等关键核心工艺问题，尿素溶液的水解效率提高了15%左右，制氨率提高了
10%左右。
[0020] （2）本技术实现了尿素的高效催化水解制氨，大大降低了尿素催化水解制氨的净化成本和装置运行成本。
[0021] （3）本技术具有检修和运行维护方便等特点。
附图说明
[0022]下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。
[0023]图1是本技术的工艺流程示意图。
[0024]图2是过渡金属氧化物催化剂平板截面示意图。
[0025] 图中：1. 尿素溶液储存罐、2. 尿素溶液管道、3. 液体催化剂储存罐、4. 液体催化剂管道、5. 新型水解反应设备、6. 汽液换热管组、7. 过渡金属氧化物催化剂平板、8.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于烟气脱硝的尿素高效催化水解装置，主要由尿素溶液储存罐、液体催化剂储存罐、新型水解反应设备、汽液换热管组、过渡金属氧化物催化剂平板、搅拌器和氨空气混合器组成，其特征在于：尿素溶液储存罐和液体催化剂储存罐分别与新型水解反应设备相连接，氨空气混合器与新型水解反应设备相连接，汽液换热管组、过渡金属氧化物催化剂平板和搅拌器分别与新型水解反应设备相连接。2.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠勇，李湘滨，王伟，徐德新，孙新伟，么世杰，张吉祥，刘玉君，孙铎，
申请(专利权)人：北京龙电宏泰环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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