阅读说明：本技术 一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置 (Energy-saving urea system steam temperature and pressure reduction device that hydrolysises ) 是由 徐晓涛 潘栋 罗志 董陈 杨世极 舒凯 李淑宏 尚桐 袁壮 杨晓刚 石磊 张向 于 2021-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置,能够实现尿素水解系统的热量循环,回收高温高压蒸汽热量并加以二次利用,形成节能型循环回路,简化系统设备的布置同时提高运行经济性,降低改造成本,提高减温减压的质量。包括换热器,其上设置有蒸汽进口、蒸汽出口、稀释风进口和稀释风出口；所述蒸汽进口通过高温蒸汽管路与提供高温蒸汽的气源连接,高温蒸汽管路上设置调压阀；所述稀释风进口通过冷稀释风管路与提供冷稀释风的风源连接,冷稀释风管路上设有流量调节阀和流量计,所述蒸汽减温减压装置设置在所述尿素水解反应器和所述烟气换热器之间。(The invention provides a steam temperature and pressure reducing device of an energy-saving urea hydrolysis system, which can realize heat circulation of the urea hydrolysis system, recover high-temperature and high-pressure steam heat and reutilize the high-temperature and high-pressure steam heat to form an energy-saving circulation loop, simplify the arrangement of system equipment, improve the operation economy, reduce the modification cost and improve the quality of temperature and pressure reduction. Comprises a heat exchanger, a steam inlet, a steam outlet, a dilution air inlet and a dilution air outlet are arranged on the heat exchanger; the steam inlet is connected with an air source for providing high-temperature steam through a high-temperature steam pipeline, and a pressure regulating valve is arranged on the high-temperature steam pipeline; the dilution air inlet is connected with an air source for providing cold dilution air through a cold dilution air pipeline, a flow regulating valve and a flow meter are arranged on the cold dilution air pipeline, and the steam temperature and pressure reducing device is arranged between the urea hydrolysis reactor and the flue gas heat exchanger.)

一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置

技术领域

本发明属于尿素水解系统技术领域，具体涉及一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置。

背景技术

尿素水解制氨是一种成熟的脱硝还原剂制备工艺，国内外很多火电机组均已完成尿素水解替代液氨工艺改造。

尿素水解反应原理是将50％左右质量浓度的尿素溶液注入水解反应器被加热至一定温度和压力后发生水解反应生成NH₃、CO₂和水蒸汽，然后进入脱硝区氨空混合器内与热稀释风混合后送入脱硝反应器，热稀释风一般利用布置在脱硝出口烟道内的烟气换热器加热冷稀释风获得。水解反应器加热蒸汽设计温度为180℃、压力1MP，加热蒸汽通过减温减压装置制备，气源取自厂区公用辅汽或机组冷再抽汽，这类蒸汽温度一般高于300℃、压力超过1MPa。

目前常用的减温减压装置主要由减压阀、减温水泵和减温水喷嘴组成。高温高压蒸汽经过减压调节阀后压力调节至1MPa附近，然后通过减温水喷嘴喷射大量的减温水对高温蒸汽进行降温，使蒸汽温度降至180℃，最后进入水解反应器。因此，上述蒸汽减温减压过程能量损耗大，且需要额外设置相应的减温装置对蒸汽进行降温，在降温时会浪费大量减温水，增加系统复杂度的同时提高了整体的运行成本，不仅如此，还需要配备相应的废水处理装置对减温水进行二次处理，降温效率和效果也不尽人意，影响机组运行经济性。

此外，如上述，尿素水解反应后，尿素水解后生成的产物需要与热稀释风混合进行脱硝区进行脱硝，所以，通常在尿素水解系统中还需要设置烟气换热器先对冷稀释风进行加热得到热稀释风后与产物混合，所用热稀释风的用量较大时，则需要对应设置换热面积很大的烟气换热器进行加热获得所需热稀释风，过大的换热器在考虑如何布置时的难度加大，增加了尿素水解系统的布置难度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置，能够实现尿素水解系统的热量循环，回收高温高压蒸汽热量并加以二次利用，形成节能型循环回路，简化系统设备的布置同时提高运行经济性，降低改造成本，提高减温减压的质量。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置，包括

换热器，其上设置有蒸汽进口、蒸汽出口、稀释风进口和稀释风出口；

所述蒸汽进口通过高温蒸汽管路与提供高温蒸汽的气源连接，高温蒸汽管路上设置调压阀；

所述稀释风进口通过冷稀释风管路与提供冷稀释风的风源连接，冷稀释风管路上设有流量调节阀和流量计。

优选地，所述换热器采用蒸汽暖风器、混合式换热器或管壳式换热器其中一种。

优选地，所述高温蒸汽管路上还设置有手动球阀、测压装置和第一测温元件。

优选地，所述调压阀采用双阀座减压阀结构。

优选地，所述调压阀和手动球阀之间设置有安全阀。

优选地，所述安全阀采用冲量式安全阀。

优选地，所述冷稀释风管路上还设置有多个截止阀。

优选地，所述蒸汽出口处设置有第二测温元件。

一种节能型尿素水解系统，上述的蒸汽减温减压装置、尿素水解反应器和烟气换热器，所述蒸汽减温减压装置设置在所述尿素水解反应器和所述烟气换热器之间；

其中，所述换热器的蒸汽出口与所述尿素水解反应器的反应入口连接，所述换热器的稀释风出口与所述烟气换热器的入口连接，所述尿素水解反应器的反应出口和所述烟气换热器的出口分别与脱硝区的氨空混合器入口连接。

优选地，所述稀释风出口和烟气换热器之间的管路上设置有逆止阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置，通过在原有的尿素水解系统中增加一套换热器，其上设置4个接口，包括蒸汽进出口和稀释风进出口，蒸汽进口前设有调压阀，先对气源引入的高温高压蒸汽进行调压操作，调整至合适的压力后，进入换热器中，并将部分冷稀释风引入，与高温蒸汽进行混合换热，并在稀释风进口前设置有流量调节阀和流量计，通过调节进入换热器的冷稀释风流量来控制蒸汽出口蒸汽的温度，从而达到回收高温高压蒸汽热量的目的，提高了机组运行经济性；此外，换热器的稀释风出口连接脱销烟道出口的烟气换热器，由于部分冷稀释风在换热器内被加热成热稀释风，可直接参与后续与水解产物的混合，能够大大减小SCR出口烟气换热器换热面积，降低换热器采购费用，节省改造成本，实现尿素水解系统的热量循环，对回收高温高压蒸汽热量二次利用，形成节能型循环回路。

附图说明

图1是本发明蒸汽减温减压装置结构示意图；

图2是本发明节能型尿素水解系统结构示意图。

图中：换热器1，蒸汽进口11，蒸汽出口12，稀释风进口13，稀释风出口14，调压阀2，流量调节阀3，流量计4，尿素水解反应器5，烟气换热器6，手动球阀7，压力变送器8，温度变送器9，逆止阀10，氨空混合器15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置，包括，

换热器1，其上设置有蒸汽进口11、蒸汽出口12、稀释风进口13和稀释风出口14；

所述蒸汽进口11通过高温蒸汽管路与提供高温蒸汽的气源连接，高温蒸汽管路上设置调压阀2；

所述稀释风进口13通过冷稀释风管路与提供冷稀释风的风源连接，冷稀释风管路上设有流量调节阀3和流量计4。

本发明提供一种节能型尿素水解系统蒸汽减温减压装置，通过在原有的尿素水解系统中增加一套换热器1，其上设置4个接口，包括蒸汽进出口和稀释风进出口，蒸汽进口11前设有调压阀2，先对气源引入的高温高压蒸汽进行调压操作，调整至合适的压力后，进入换热器1中，并将部分冷稀释风引入，与高温蒸汽进行混合换热，并在稀释风进口13前设置有流量调节阀3和流量计4，通过调节进入换热器1的冷稀释风流量来控制蒸汽出口12蒸汽的温度，从而达到回收高温高压蒸汽热量的目的，提高了机组运行经济性；此外，换热器1的稀释风出口14连接脱销烟道出口的烟气换热器6，由于部分冷稀释风在换热器1内被加热成热稀释风，可直接参与后续与水解产物的混合，能够大大减小SCR出口烟气换热器6换热面积，降低换热器采购费用，节省改造成本，实现尿素水解系统的热量循环，对回收高温高压蒸汽热量二次利用，形成节能型循环回路。

本实施例中，所述换热器1采用蒸汽暖风器、混合式换热器或管壳式换热器其中一种，其内部设置为纵横交错的蛇形管，可以在有限的空间内增大换热面积，其中蒸汽进口11和蒸汽出口12与换热器1内部的热源管连接，稀释风进口13和稀释风出口14与换热器1内部的冷源管连接；或者热流体和冷流体在换热器内直接基础接触进行换热。

本实施例中，所述高温蒸汽管路上还设置有多个手动球阀7、测压装置和第一测温元件。

优选地，所述调压阀2采用双阀座减压阀结构。

优选地，所述调压阀2与管路上第二个手动球阀之间设置有安全阀。

优选地，所述安全阀采用冲量式安全阀。

优选地，所述测压装置采用压力变送器8。

优选地，所述第一测温元件采用温度变送器9。

本实施例中，所述冷稀释风管路上还设置有多个截止阀。

本实施例中，所述蒸汽出口12处设置有第二测温元件。

优选地，所述第二测温元件采用温度变送器9。

本发明还提供一种节能型尿素水解系统，包括上述的蒸汽减温减压装置、尿素水解反应器5和烟气换热器6，所述蒸汽减温减压装置设置在所述尿素水解反应器5和所述烟气换热器6之间；

其中，所述换热器1的蒸汽出口12与所述尿素水解反应器5的反应入口连接，所述换热器1的稀释风出口14与所述烟气换热器6的入口连接，所述尿素水解反应器5的反应出口和所述烟气换热器6的出口分别与脱硝区的氨空混合器15入口连接。

本实施例中，所述稀释风出口14和烟气换热器6之间的管路上设置有逆止阀10。

本发明提供的一种节能型尿素水解系统，在使用时操作如下：

高温高压蒸汽经过调压阀2后从蒸汽进口11进入换热器1；

冷稀释风经过流量调节阀3和流量计4后从稀释风进口13进入换热器1；

经过调压的高温蒸汽与冷稀释风在换热器1中进行换热；

换热后蒸汽的温度和压力下降至尿素溶液水解合适温度，送入尿素区；

冷稀释风被加热后，与剩余冷稀释风汇合进入脱硝出口烟气换热器6再次被加热后去到脱硝区氨空混合器15，与尿素水解的产物混合。

本发明中，由于尿素水解器设计的加热蒸汽温度180℃、压力1MP，蒸汽压力主要依靠调压阀2控制，为了控制蒸汽暖风器出口蒸汽温度，在冷稀释风进入蒸汽暖风器前管道设置了流量调节阀3和流量计4，通过调节进入蒸汽暖风器的冷稀释风流量，并耦合调压阀2作用来控制蒸汽暖风器出口蒸汽的压力和温度参数，能够始终满足尿素水解系统加热蒸汽参数要求，确保尿素水解反应的稳定，持续制备氨气还原剂。

上述实施方式和说明书只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。