用于有效運行熱反應器的設備制造技術

本實用新型專利技術涉及一種用于有效運行熱反應器的設備，該熱反應器用于氣化尿素以便為了NOx的選擇性催化還原而向SCR單元或其它裝置供料，該設備包括：使尿素水溶液氣化并形成含有NH3和HNCO的熱氣化產物流的氣化反應器；將熱氣體引入氣化反應器中的導管裝置；具有雙流體噴嘴的多個注射器；從氣化反應器的外部位置伸入內部的多個導向槽，每個導向槽用于一個注射器，以容許各注射器通過導向槽從該氣化反應器外部的位置移動到內部；與各注射器相關聯以防止氣體在運行期間從氣化反應器內部逸出以及注射器移動的壓蓋裝置；以及將由尿素水溶液與熱氣體在氣化反應器中接觸而產生的產物氣體輸送至使用該產物氣體的設備中的導管裝置。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術總體上涉及用于有效運行熱反應器的設備，該熱反應器用于使尿素氣化以便例如為了 NOx的選擇性催化還原(SCR)而向SCR單元或其它裝置供料，該設備通過當尿素注射器需要修理或清潔時能繼續運行而有效運行該熱反應器。
技術介紹
存在許多其加熱氣流中使用氨的工業應用。在空氣污染控制的情況下，實例為注入少量氨的煙氣調節，和取決于較大量的氨的SCR系統。只要熱氣流中需要氨，都希望避免使用危險且處理費用高的氨本身。能將尿素轉化成氨的技術是高溫設備和系統，例如授予FUEL TECH, Inc.的中國專利技術專利No. 200710086890. 0 (專利技術人Sun等)描述了可產生復雜產物氣流的熱設備。當作為水溶液引入這類氣化設備中的尿素通過熱氣體氣化時，噴嘴(也稱注射器)會偶爾阻塞或堵塞。當該堵塞發生時，必須將噴嘴拆下以修理或清潔。另外，已發現噴嘴或注射器獲益于規則的定期維護。理想地，維護會容許連續運行熱分解。然而，由于反應器在正壓下，拆下注射器可導致對運行員而言危險的情況。不幸的是，當處理用戶定制的設備時，通常沒有可用的商業部件來容許非標準運行，并且用于在運行期間拆下注射器的合適工具的缺乏可能導致整個發電裝置的運行的時間損失，或拆下運行與麻煩的污染控制裝置相符的不合規則的裝置的風險以拆解和修理?，F在需要能清潔或修理注射器而不關閉氣化反應器或甚至整個系統的設備。特別需要將尿素轉化成氨，仍保持完全控制氨產生的能力而不具有設備積垢或過度試劑使用或污染控制效力損失的系統。
技術實現思路
本技術提供了一種用于有效運行熱反應器的設備，該熱反應器用于使尿素氣化以便為了例如NOx的選擇性催化還原而向SCR單元或其它裝置供料，該設備通過當尿素注射器需要修理或清潔時使該熱反應器能繼續(連續，持續)運行而有效運行該熱反應器。本技術提供了一種設備，它包含用于使含水尿素(尿素水溶液)受熱一段時間以實現含水尿素的氣化并形成含有氨(NH3)和異氰酸(HNCO)的熱氣化產物流的氣化反應器；用于將熱氣體引入該氣化反應器中的導管裝置；具有雙流體噴嘴的多個注射器，其中一種流體為尿素水溶液，另一種為霧化空氣，這兩種流體通過延伸至氣化反應器中的多壁導管裝置中的同心通道供入所述多個注射器中；從所述反應器的外部位置延伸至反應器內部的多個導向槽，每個導向槽用于一個注射器，以容許各注射器通過導向槽從反應器外部的位置移至反應器內部的位置，由此使各注射器可適當地定位在反應器內以及從反應器中取出；與各注射器相關聯的壓蓋裝置，用以防止氣體在運行期間從反應器內部逸出以及注射器的移動；和用于將由尿素水溶液與熱氣體在氣化反應器中接觸而產生的產物氣體輸送至將使用它的裝置、例如SCR中的導管裝置。理想地，各注射器安裝在分開的(隔開的，獨立的)吸氣壓蓋中，所述吸氣壓蓋具有與注射器的最大橫截面互補的橫截面。由于分解室處在正壓下，壓蓋必須使得能移除注射器，同時單元運行以保持熱氣體以防倒流至外部。本技術的吸氣壓蓋是獨特的，因為它容許通過它移除注射器以便檢修該注射器，而同時氣化反應器繼續運行。優選地，設置空氣供應裝置以將加壓空氣在比氣化反應器的內部壓力更高的壓力下引入吸氣壓蓋中。 本技術的其它和優選方面描述于下文中。附圖說明結合進本說明書并構成說明書的一部分的附圖闡述了本技術的具體實施方案，所述附圖與以上給出的總體描述和下文給出的具體實施方案的詳細說明一起用于解釋本技術的原理。圖中類似的附圖標記表示類似或相應的部件。在附圖中圖1為包含本技術的設備的燃燒設施的示意圖；圖2為更詳細地顯示可用于本技術中的一種形式的注射器和壓蓋組合的詳細側視圖；圖3為顯示比圖1所示更詳細的氣化反應器的示意圖；圖4為可用于引導氣化反應器內的空氣流的空氣分布板的頂視圖。具體實施方式對本技術的描述參考附圖進行，其中圖1、圖2、圖3和圖4示意性示出簡化的優選實施方案。下文描述附圖和它們代表的設備，并且合理地引用授予FUEL TECH, Inc.的中國專利技術專利No. 200710086890. O (專利技術人Sun等)中描述的各種組件，該專利文獻通過引用全部結合在此。術語“尿素”意指包括其所有商購形式的尿素，其典型地基本由尿素組成，含有95重量％或更多的尿素。較純形式的尿素是優選的并且在本技術方法中具有數個優點。尿素優選作為濃度為約30%至約70%的水溶液提供，其中約45%至約60%是最優選的。如上所述，當尿素通過熱處理氣化時，反應物氣體不僅含有氨和異氰酸，而且還可能含有來自副反應的副產物一這取決于熱分解產物的溫史。圖1為利用本技術的燃燒設施的示意圖，用以提供通過熱氣化尿素水溶液獲得的不含任何固體或液體的氣化尿素流。該燃燒設施包括燃燒室10，該燃燒室具有燃燒器，所述燃燒器通過燃燒來自未示出的源的燃料與管道14提供的空氣而在燃燒區12中提供熱量。熱的燃燒氣體將沿塊箭頭所示的方向通過爐子10，并且源自燃燒的熱量傳遞至換熱器16和18，然后進入選擇性催化還原反應器20中，在該反應器中可將燃燒期間產生的NOx用氨或氣化尿素(包括氨和HNC0)處理以使該NOx轉化成氮氣和水?；蛘?許多設施可獲益于在較高溫度下單獨使用尿素的選擇性非催化還原(SNCR),例如由Epperly等的US專利No. 5，057，293所教導的，其中附加地或者不需要反應器20。在SCR反應器20之后，燃燒氣體將流過空氣-空氣換熱器22，所述換熱器用于預熱由管道24提供的外部空氣以將其經由管線14輸送至燃燒區12中。離開換熱器22的燃燒氣體在通過管道26進入靜電除塵器(ESP) 28 (或其它顆粒物控制設備如集塵室)中時被顯著冷卻，顆粒物在該靜電除塵器中被收集，然后氣體經過氣體煙 30。這是實際工業或實用燃燒器和流出物處理設備的非常簡化的形式，但示出了主要組件及其相互關系。尿素氣化系統40總體地示于圖1中，它包括工藝氣體供應32和多個注射器42、42’等一此處為便于闡述示出兩個。參考圖2，該圖更詳細地示出注射器42的細節。霧化空氣經由管線43供應，該供應源與經由導管44的含水尿素供應源同心并在其外部，所述含水尿素供應源將尿素溶液供入反應器室48內的噴嘴裝置45中。這種配置使尿素相對于導管44中的熱量絕緣。多個導向槽50 (例如見圖2)從所述反應器48的外部位置(例如圖2的左側)延伸至該反應器的內部(例如圖2的右側)。所述多個導向槽50容許具有探針軸47的各個注射器縱向移動通過導向槽50，以使各注射器可適當地定位于反應器內以及從反應器中取出。壓蓋裝置56與具有軸47的各注射器42相關聯，以防止氣體在反應器運行期間從該反應器內部逸出并防止注射器在反應器48運行期間移動?？蓪虿?0加工成提供徑向地圍繞并延長通道50的長度的多個、例如六個槽。這些槽有利于空氣從壓蓋裝置56流入反應器48內，以確保從反應器48的外部至內部的正向凈流。可將一個或多個槽的尺寸設計成容許突出的注射器噴嘴45通過。理想地，各個注射器42安裝在分開的吸氣壓蓋56中，該吸氣壓蓋具有與注射器軸47和噴嘴裝置45的最大橫截面互補的橫截面，以便能在通道50中移動。由于分解室48在正壓下，壓蓋56必須使得能夠移除注射器，同時該單元運行以防止熱氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于有效運行熱反應器的設備，該熱反應器用于氣化尿素以便為了NOx的選擇性催化還原而向SCR單元或其它裝置供料，該設備通過當尿素注射器需要修理或清潔時使之能繼續運行而有效運行該熱反應器，該設備包括：a．使尿素水溶液受熱一段時間以實現尿素水溶液的氣化并形成含有NH3和HNCO的熱氣化產物流的氣化反應器；b．將熱氣體引入該氣化反應器中的導管裝置；c．具有雙流體噴嘴的多個注射器，其中一種流體為尿素水溶液，另一種流體為霧化空氣，這兩種流體通過伸入該氣化反應器中的多壁導管裝置中的同心通道供入所述多個注射器中；d．從該氣化反應器的外部位置延伸至該氣化反應器內部的多個導向槽，每個導向槽用于一個注射器，以容許各注射器通過導向槽從該氣化反應器外部的位置移動到該氣化反應器內部的位置，由此使各注射器能適當地定位在該氣化反應器內以及從該氣化反應器中取出；e．與各注射器相關聯以防止氣體在運行期間從氣化反應器內部逸出以及注射器移動的壓蓋裝置；以及f.將由尿素水溶液與熱氣體在氣化反應器中接觸而產生的產物氣體輸送至使用該產物氣體的設備中的導管裝置。

【技術特征摘要】
2012.07.02 US 61/667,0461.一種用于有效運行熱反應器的設備，該熱反應器用于氣化尿素以便為了 NOx的選擇性催化還原而向SCR單元或其它裝置供料，該設備通過當尿素注射器需要修理或清潔時使之能繼續運行而有效運行該熱反應器，該設備包括a.使尿素水溶液受熱一段時間以實現尿素水溶液的氣化并形成含有NH3和HNCO的熱氣化產物流的氣化反應器；b.將熱氣體引入該氣化反應器中的導管裝置；c.具有雙流體噴嘴的多個注射器，其中一種流體為尿素水溶液，另一種流體為霧化空氣，這兩種流體通過伸入該氣化反應器中的多壁導管裝置中的同心通道供入所述多個注射器中；d.從該氣化反應器的外部位置延伸至該氣化反應器內部的多個導向槽，每個導向槽用于一個注射器，以容許各注射器通過導向槽從該氣化反應器外部的位置移動到該氣化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·H·孫，J·M·鮑伊爾，P·G·卡爾米納尼，
申請(專利權)人：燃料技術公司，
類型：實用新型
國別省市：