一种耐腐蚀氨热解装置的制作方法

1.本实用新型涉及热解装置技术领域，特别涉及一种耐腐蚀氨热解装置。


背景技术：

2.在当前scr法和sncr法脱硝技术中，使用的还原剂主要有三种：液氨、氨水和尿素。其中，液氨属于危险化学品，其运输和存储要求苛刻，而氨水在运输和储存过程中也存在着安全隐患，越来越多的电厂开始倾向于采用尿素热解制氨工艺。
3.尿素热解制氨工艺具有系统简单、投资成本低、运行稳定、响应速度快、维护量小等优点。然而在实际应用中，仍存在较多的缺陷，如：尿素热解炉存在尿素溶液与热空气混合不充分的问题，影响热解效果；尿素热解炉需采用尿素级不锈钢材料制作，使用寿命短、造价高，炉内结晶会占用热解室空间，堵塞底部尾管，导致出口风量减少，系统供氨量不够，影响脱硝装置的可靠性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种耐腐蚀氨热解装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐腐蚀氨热解装置，包括外腔体，所述外腔体下方和上方分别设有进风口和出风口，外腔体中设有内筒和融合腔，融合腔位于内筒上方，内筒下方进口处设有均风分流模组，均风分流模组上方设有顺流喷雾层，内筒上方出口处设有逆流喷雾层，内筒外侧壁与外腔体内侧壁间形成有层流腔，层流腔分别连通进风口和融合腔。
6.作为优选，所述顺流喷雾层中设有多组顺流旋转雾化喷嘴，均风分流模组包括多组旋流模块，旋流模块包括导流筒和通过旋流转轴转动设置在导流筒中的旋流叶片，所述顺流旋转雾化喷嘴与旋流叶片同轴设置，并且顺流旋转雾化喷嘴的旋转喷雾方向与旋流叶片的旋转方向相反。
7.作为优选，所述旋流转轴下端设有锥形部，锥形部的外锥面向下方。
8.作为优选，所述逆流喷雾层中设有多组逆流旋转雾化喷嘴。
9.作为优选，所述内筒通过固定板与外腔体固定连接。
10.作为优选，所述融合腔上部向出风口方向的内径逐渐缩小。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、由于平流气流保护层在雾化尿素溶液颗粒与外腔体的侧壁间形成隔离，能够有效的避免雾化尿素溶液颗粒与外腔体内侧壁接触，起到保护外腔体内侧壁、避免外腔体内侧壁被腐蚀的作用；
13.2、由于采用下进上出的气流流动方式，利用热空气上升原理，使热解蒸发吸热的热能量能够得到补偿，从而使得热解装置尾端的温差降低；
14.3、由于设置了两组喷雾层，热解装置内的热解反应分两层进行，其中第一层热解在内筒内膨胀压缩，第二层热解在内筒上方出口处蒸发增压，整体蒸发膨胀的速度比较缓
和，能够提高氨在空气中的溶解度，避免尿素热解不完全、形成结晶。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
16.图2为图1中a-a处的剖面示意图；
17.图3为图1中b-b处的剖面示意图；
18.图4为本实用新型实施例中旋流模块的结构示意图(含顺流旋转雾化喷嘴)；
19.图5为本实用新型实施例中旋流模块与顺流旋转雾化喷嘴配合的螺旋扰动及撞击对流效果示意图；
20.图6为本实用新型实施例工作状态的示意图(箭头及螺旋曲线为流体流动轨迹示意)。
21.图中，10、外腔体；11、进风口；12、出风口；21、内筒；22、固定板；31、融合腔；40、均风分流模组；41、旋流模块；42、导流筒；43、旋流转轴；44、锥形部；45、旋流叶片；51、顺流喷雾层；52、顺流旋转雾化喷嘴；61、逆流喷雾层；62、逆流旋转雾化喷嘴；71、层流腔。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.如附图1-6所示，本实用新型提供的一种耐腐蚀氨热解装置，包括外腔体10，外腔体10下方和上方分别设有进风口11和出风口12，高温烟气由进风口11进入外腔体10，并从出风口12处排出，即装置采用下进上出的气流流动方式(在本实施例中，热解的热能来源为高温烟气自身热量，其中出风口12处，高温烟气温度≥650℃，高温烟气的获取不属于本方案的创新点，因此不做赘述)，外腔体10中设有内筒21和融合腔31，其中内筒21通过固定板22与外腔体10固定连接，融合腔31位于内筒21上方，内筒21下方进口处设有均风分流模组40，均风分流模组40上方设有顺流喷雾层51，内筒21上方出口处设有逆流喷雾层61，顺流喷雾层51及逆流喷雾层61均用于雾化形成尿素溶液颗粒，内筒21外侧壁与外腔体10内侧壁间形成有层流腔71，层流腔71分别连通进风口11和融合腔31。
24.工作时，高温烟气由进风口11处进入外腔体10后，经过分流，一部分通过均风分流模组40进入内筒21，另一部分进入内筒21与外腔体10之间层流腔71，通过层流腔71的导向，从而在该部分高温烟气进入到融合腔31后，使其能够沿着外腔体10的内侧壁层向流动，即在融合腔31的外侧形成向出风口12方向流动的平流气流保护层，在高温烟气进入内筒21后，与雾化后的尿素溶液颗粒充分混合，并进行热解反应产生氨气，继而进入融合腔31中，相较于现有技术，由于平流气流保护层在雾化尿素溶液颗粒与外腔体10的侧壁间形成隔离，能够有效的避免雾化尿素溶液颗粒与外腔体10内侧壁接触，起到保护外腔体10内侧壁、避免外腔体10内侧壁被腐蚀的作用，采用上述方案后，仅需对内筒21进行防腐处理，如采用尿素级不锈钢材料，外腔体10可采用普通碳钢，在降低装置整体成本的同时，能够有效延长装置的使用寿命；此外，由于采用下进上出的气流流动方式，利用热空气上升原理，使热解
蒸发吸热的热能量能够得到补偿，从而使得热解装置尾端的温差降低；由于设置了两组喷雾层，热解装置内的热解反应分两层进行，其中第一层热解在内筒21内膨胀压缩，第二层热解在内筒21上方出口处蒸发增压，整体蒸发膨胀的速度比较缓和，能够提高氨在空气中的溶解度，避免尿素热解不完全、形成结晶。
25.进一步的，顺流喷雾层51中设有多组顺流旋转雾化喷嘴52，逆流喷雾层61中设有多组逆流旋转雾化喷嘴62，均风分流模组40包括多组旋流模块41，旋流模块41包括导流筒42和通过旋流转轴43转动设置在导流筒42中的旋流叶片45，顺流旋转雾化喷嘴52与旋流叶片45同轴设置，并且顺流旋转雾化喷嘴52的旋转喷雾方向与旋流叶片45的旋转方向相反，高温烟气进入均风分流模组40后，部分进入旋流模块41，通过旋流叶片45形成螺旋扰动气流，部分穿过旋流模块41间的间隙形成射流状气流，其中，由于顺流旋转雾化喷嘴52的旋转喷雾方向与旋流叶片45的旋转方向相反，即雾化尿素溶液颗粒的旋转流动方向与螺旋扰动气流的旋转方向相反，从而使得雾化尿素溶液颗粒与螺旋扰动气流形成持续的撞击对流，雾化尿素溶液颗粒能够进一步细化，提高雾化尿素溶液颗粒与高温烟气的混合效率；继而雾化尿素溶液颗粒与高温烟气在内筒21上方出口处形成的混合扩散湍流，通过平流气流保护层对混合扩散湍流进行阻隔，避免其腐蚀外腔体10。
26.进一步的，旋流转轴43下端设有锥形部44，锥形部44的外锥面向下方，高温烟气在由旋流模组下方进入时，在锥形部44的作用下压缩加速。
27.进一步的，融合腔31上部向出风口12方向的内径逐渐缩小，通过逐渐缩小融合腔31上部的内径，对融合腔31内的气体进行压缩，从而提高氨在空气中溶解均匀度。
28.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。