一种尿素分解制氨系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113368805A(43)申请公布日2021.09.10(21)申请号202110631337.2(22)申请日2021.06.07(71)申请人北京未来明能科技有限公司地址101102北京市通州区京经济技术开发区（通州）景盛北一街甲12号院7号楼5层1单元503(72)发明人彭代军(74)专利代理机构北京君尚知识产权代理有限公司11200代理人李文涛(51)Int.Cl.B01J19/26(2006.01)B01J4/02(2006.01)B01J19/00(2006.01)C01C1/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种尿素分解制氨系统及方法(57)摘要本发明提出一种尿素分解制氨系统及方法，属于尿素制取氨气技术领域，利用锅炉内烟气为热源，以加装内置或外置换热器的方式，将冷风加热到400‑800℃的温度，热风通过加热器或温度调节器调节到合适的温度之后进入反应器，供尿素溶液热解反应，反应后的含有氨气的产品气经由反应器出口送至外部使用。CN113368805ACN113368805A权利要求书1/1页1.一种尿素分解制氨系统，其特征在于，包括：换热器，用于将接收到的冷风加热到400‑800℃，转化成热风；加热器或温度调节器，加热器用于将经过换热器转化成的热风进一步加热，温度调节器用于通过工艺水对经过换热器转化成的热风进行降温，经加热或降温后的热风送入到反应器中；流量调节器，用于对尿素溶液进行流量调节，然后送入到喷射器；喷射器，位于反应器内的上部，用于将尿素溶液雾化喷射到反应器内；反应器，用于利用热风的热量对尿素进行分解和水解反应，生成氨气。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，反应器内的温度为300‑700℃时，尿素进行分解和水解反应。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一溶液储罐，设置在流量调节器之前，用于存储尿素溶液。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括一溶解罐，设置在溶液储罐之前，用于接收尿素和工艺水并溶解成尿素溶液。5.一种尿素分解制氨方法，其特征在于，包括以下步骤：通过换热器接收冷风，并将冷风加热到400‑800℃，转化成热风；通过加热器或温度调节器对所述热风进行升温或降温，然后输入到反应器中；通过流量调节模块调节尿素溶液的流量，然后输出到喷射器；喷射器将尿素溶液雾化喷射到反应器中；反应器接收热风和尿素溶液，利用所述热风提高的热量，对尿素进行分解以及对中间产物进行水解，生成氨气。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用工艺水对尿素进行溶解，得到尿素溶液。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若换热器转化的热风的温度未达到一预设下限值，通过加热器进一步加热该热风至达到上述预设下限值；若换热器转化的热风的温度高于一预设上限值，通过温度调节器控制工艺水喷洒降温至不高于所述预设上限值。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，反应器内的温度为300‑700℃时，尿素进行分解和水解反应。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，尿素分解的化学反应式为CO(NH2)2→NH3+HNCO。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，中间产物为HNCO，水解的化学反应式为HNCO+H2O→NH3+CO2。2CN113368805A说明书1/3页一种尿素分解制氨系统及方法技术领域[0001]本发明属于尿素制取氨气技术领域，具体涉及一种尿素分解制氨系统及方法。背景技术[0002]制氨反应器是尿素和水在高温条件下发生化学反应的场所，在一定的温度条件下，反应生成物主要为NH3和CO2，总化学反应：[0003]CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2[0004]在设定的雾化参数条件下，尿素溶液通过喷射器喷入反应器内部，快速蒸发、反应，生成含有NH3的混合气体。反应推进率随温度升高而增大；温度越高，尿素分解越彻底；高温是获得高NH3转化率的必要条件。[0005]随着严格的环保标准的实施，以及对液氨的使用限制，使用尿素为原料制取氨气的技术得到越来越多的应用。传统的尿素热解制氨技术中，尿素的分解主要在反应器中进行。反应器利用空预器提供的一次风，通过电加热装置作为热源，来分解通过喷射系统喷出的尿素溶液。一次风通过电加热器控制装置以维持适当的尿素分解温度，尿素溶液经过一个多组分配计量装置后通过喷射器注入到热空气中。[0006]目前多采用电加热器对温度进行调节，而由于电功率相对较大，配置的电气和电缆设备规格较高，增加了用户的购置成本。此为还多采用电加热器对温度进行提升到合适的温度之后，供反应器使用，而电加热器需要消耗较为优质的电能，增加了用户的使用成本。发明内容[0007]本发明的目的是提出一种尿素分解制氨系统及方法