專利名稱：一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于化學(xué)制氨系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)。
二、背景技術(shù)隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，國家對火電廠氮氧化物(NOx)排放提出了嚴格的要求， 眾多火電廠要求安裝脫硝裝置，在眾多脫硝方法當(dāng)中，SCR脫硝工藝以其獨特的優(yōu)點成 為火電廠脫硝裝置的首選，SCR工藝利用脫硝還原劑制備出NH3利用噴氨格柵與煙氣混 合，在催化劑作用下還原為N2。SCR煙氣脫硝的還原劑一般有三種液氨、氨水和尿素。液氨一般采用純度 99.8%的氨，無雜質(zhì)；氨水[NH4OH]商業(yè)上一般運用濃度為20% 30%的氨水，蒸發(fā)過 程中需要消耗大量電力；尿素[CO(NH2)2]呈顆粒狀，蒸發(fā)時需要溶解成水溶液。三種還原劑，液氨法的反應(yīng)劑費用、初投資、運行的費用最低，但氨是國家規(guī) 定的乙類危險品，在液氨的運輸和儲存過程中都存在一定的危險性，液氨的運輸和儲存 都需要國家有關(guān)部門的審批和準(zhǔn)許。液氨的儲存量超過40噸即可被列為重大危險源。氨水法使用的氨水質(zhì)量分數(shù)為20% 30%，較液氨安全，但氨水也是一種危險 性物質(zhì)，具有毒性和腐蝕性，低濃度的氨氣刺激眼睛、皮膚和鼻子，而且運輸體積大， 運輸成本相對純氨高。尿素法使用的尿素為顆粒態(tài)儲存，還原劑安全無害，但尿素制氨系統(tǒng)復(fù)雜、占 地面積大、初投資和運行費用很高，并且尿素作為還原劑有潮解問題，尿素添加劑影響 SCR催化劑使用壽命。總之，三種方法各有優(yōu)劣，碳酸氫銨在常溫常壓下為顆粒態(tài)儲存，沒有毒性， 是我國除了尿素以外第二大氮肥，所以來源廣泛，儲存和運輸方面也沒有安全問題，與 尿素相比，由于碳酸氫銨可以在顆粒態(tài)熱解生成氨氣，并且碳酸氫銨也沒有腐蝕性，因 此碳酸氫銨制氨系統(tǒng)經(jīng)濟性更好。綜合各方面考慮，碳酸氫銨適合作為脫硝還原劑。因 此，本發(fā)明提出碳酸氫銨熱解制氨的系統(tǒng)與工藝。
三、發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種系統(tǒng)簡潔、生產(chǎn)高 效的碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種碳酸氫銨熱解制氨系 統(tǒng)，包括粉倉，其特征在于所述的粉倉依次串接有給粉機、文丘利混合器、熱解室、 緩沖罐、氨氣空氣混合器、噴氨格柵和SCR反應(yīng)器。所述的文丘利混合器上還連接有送粉風(fēng)機。所述的熱解室上還串接設(shè)置有加熱器和熱空氣風(fēng)機。所述的緩沖罐和氨氣空氣混合器之間還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，氨氣空氣混合器上還設(shè) 置有稀釋風(fēng)機。[0013]所述熱解室為立式長方體罐，所述的立式長方體罐罐體下部設(shè)置有兩根熱空氣 引入管，上部設(shè)置有一根混合氣體引入管，罐體四周設(shè)置四根碳酸氫銨氣體引入管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)直接熱解碳酸氫銨顆粒，減少了尿素還原劑的溶解系 統(tǒng)，節(jié)省設(shè)備占地面積和降低系統(tǒng)復(fù)雜性，避免了液氨及氨水等還原劑在運輸存儲方面 的安全隱患，簡化了系統(tǒng)設(shè)計，進一步提高了經(jīng)濟性，整個脫硝系統(tǒng)簡潔，高效。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型熱解室示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖2的B-B剖視圖。附圖標(biāo)記說明1-粉倉、2-給粉機、3-文丘利混合器、4-送粉風(fēng)機、5-熱空 氣風(fēng)機、7.1-熱空氣引入管、7.2-碳酸氫銨氣體引入管、7.3-混合氣體引入管、6-加熱 器、7-熱解室、8-緩沖罐、9-調(diào)節(jié)閥、10-稀釋風(fēng)機、11-氨氣空氣混合器、12-噴氨格 柵、13-煙氣、14-SCR反應(yīng)器。
五具體實施方式
參見圖1: 一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，包括粉倉1，所述的粉倉1依次串接有 給粉機2、文丘利混合器3、熱解室7、緩沖罐8、氨氣空氣混合器11、噴氨格柵12和 SCR反應(yīng)器14，所述的文丘利混合器3上還連接有送粉風(fēng)機4，所述的熱解室7上還串接 設(shè)置有加熱器6和熱空氣風(fēng)機5，所述的緩沖罐8和氨氣空氣混合器11之間還設(shè)置有調(diào)節(jié) 閥9，氨氣空氣混合器11上還設(shè)置有稀釋風(fēng)機10。粉倉1內(nèi)的碳酸氫銨通過給粉機2控制進入文丘里混合器3的給粉量，通過碳酸 氫銨氣體引入管7.2進入熱解室7與被加熱器6加熱到300°C的熱空氣混合分解成氨氣， 二氧化碳和水，然后從混合氣體引入管7.3進入緩沖罐8，緩沖罐與相關(guān)管道進行保溫， 以防止氣體中水凝結(jié)，緩沖罐8出口混合氣體通過調(diào)節(jié)閥9調(diào)節(jié)進入氨氣混合器11的氨 氣量，由稀釋風(fēng)機10稀釋為濃度為5%左右的氣體，送入噴氨格柵12，與上游來的煙氣 13混合均勻進入SCR系統(tǒng)催化劑層14反應(yīng)，NOx被還原成N2。所述的熱解室、緩沖罐與相關(guān)管路采取保溫措施，避免氣體中水凝結(jié)。參見圖2、圖3、圖4:熱解室7為立式長方體罐，所述的罐體下部設(shè)置有兩根 熱空氣引入管7.1，上部設(shè)置有一根混合氣體引入管7.3，罐體四周設(shè)置四根碳酸氫銨氣 體引入管7.2，熱解室的高必須保證碳酸氫銨粉末在爐內(nèi)停留0.3 0.5秒以使碳酸氫銨完 全熱解。四根碳酸氫銨引入管采用對沖混合的方式，兩根熱空氣引入管分別位于兩對碳 酸氫銨引入管正下方，確保熱空氣對碳酸氫銨粉末有依托作用，以確保碳酸氫銨粉末在 熱解爐內(nèi)有足夠的停留時間，達到100%分解?；旌蠚獬隹诠芪挥跓峤馐覚M截面中心，根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)可知，在300°C時，在 0.1s左右碳酸氫銨會完全分解，碳酸氫銨送入熱解室的入口為兩組對沖噴嘴，利用兩組 相對的噴嘴造成強烈的混合，并且熱空氣通過入口進入熱解室并對碳酸氫銨粉末有良好的依托作用，使碳酸氫銨在熱解室內(nèi)停留0.1 0.5秒以達到完全分解。碳酸氫銨含氮量為17%，尿素為46%，目前碳酸氫銨價格約為600元/T，尿素 價格為1900元/T，每生成Ikg的氨氣，則花費2.79元的碳酸氫銨，或者3.35元的尿素。 對比可知，使用碳酸氫銨制氨更經(jīng)濟。由于碳酸氫銨理論熱解溫度為86°C，農(nóng)業(yè)化肥碳 酸氫銨由于其中含有雜質(zhì)，因此分解溫度在60°C左右，并且本工藝利用碳酸氫銨可以在 顆粒狀態(tài)直接熱解的特點，避免了設(shè)置溶解系統(tǒng)，使得脫硝系統(tǒng)更為簡潔、設(shè)備占地面 積更小，提高了經(jīng)濟性與安全性。本發(fā)明碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)的工藝流程為1)碳酸氫銨粉末通過罐裝車或袋裝通過破袋機送入粉倉1內(nèi)儲存；2)粉倉1下的給粉機2根據(jù)煙氣中的量來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，控制給粉量；3)碳酸氫銨粉末落入文丘里混合器3被送粉風(fēng)機4吹來的空氣輸送到熱解室7 ；4)在熱解室7中，碳酸氫銨粉末經(jīng)過熱空氣風(fēng)機5吹入風(fēng)經(jīng)加熱器加熱被分解出 氨氣、二氧化碳和水；5)熱解后的混合氣體流入到緩沖罐8，隨后通過調(diào)節(jié)閥9進入氨氣空氣混合器11 進行稀釋；6)稀釋后的混合氣體通過噴氨格柵12與上游來的煙氣13均勻混合后進入SCR 反應(yīng)器14，在催化劑V205-W03/Ti02的作用下將NOX還原成，達到煙氣脫硝目的。給粉機2的給粉量與煙氣中NOx量成一定函數(shù)關(guān)系碳酸氫銨的給粉量為G = Q^c mo ^ K χ 9 6
30x0.95Q-煙氣流量，Nm3/hCno-煙氣中 NO 濃度，mg/Nm3K-氨氮比系數(shù)，即氨氣與氮氧化物的摩爾比系數(shù)，一般取1.05。
權(quán)利要求1 一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，包括粉倉(1)，其特征在于所述的粉倉(1)依次串 接有給粉機(2)、文丘利混合器(3)、熱解室(7)、緩沖罐(8)、氨氣空氣混合器(11)、噴 氨格柵(12)和SCR反應(yīng)器(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于所述的文丘利 混合器(3)上還連接有送粉風(fēng)機(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于所述的熱解室(7)上還串接設(shè)置有加熱器(6)和熱空氣風(fēng)機(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于所述的緩沖罐(8)和氨氣空氣混合器(11)之間還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(9)，氨氣空氣混合器(11)上還設(shè)置有 稀釋風(fēng)機(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，其特征在于所述熱解室(7) 為立式長方體罐，所述的立式長方體罐罐體下部設(shè)置有兩根熱空氣引入管(7.1)，上部設(shè) 置有一根混合氣體引入管(7.3)，罐體四周設(shè)置四根碳酸氫銨氣體引入管(7.2)。
專利摘要本實用新型屬于化學(xué)制氨系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)。一種碳酸氫銨熱解制氨系統(tǒng)，包括粉倉，所述的粉倉依次串接有給粉機、文丘利混合器、熱解室、緩沖罐、氨氣空氣混合器、噴氨格柵和SCR反應(yīng)器。本實用新型直接熱解碳酸氫銨顆粒，減少了尿素還原劑的溶解系統(tǒng)，節(jié)省設(shè)備占地面積和降低系統(tǒng)復(fù)雜性，避免了液氨及氨水等還原劑在運輸存儲方面的安全隱患，簡化了系統(tǒng)設(shè)計，進一步提高了經(jīng)濟性，整個脫硝系統(tǒng)簡潔，高效。
文檔編號C01C1/02GK201793380SQ201020522779
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者張強 申請人:西安熱工研究院有限公司