一種尿素制備氨氣的方法
【專利摘要】一種尿素制備氨氣的方法，使用除鹽水將固體尿素濃解成質(zhì)量百分比為35％?60％尿素溶液進(jìn)入壓縮空氣霧化裝置，霧化后的尿素溶液進(jìn)入微波反應(yīng)爐腔中，反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，使霧化后的尿素溶液瞬時分解成氨氣及其副產(chǎn)物，氨氣及其副產(chǎn)物通過抽氣泵抽進(jìn)入溫水溶液中反應(yīng)生成氨氣；反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，反應(yīng)爐腔微波的功率要大于每升大于80mW；反應(yīng)爐腔中溫度150℃—200℃，壓力1.5MPa—3.5MPa；氨氣及其副產(chǎn)物通過泵送入一定溫度的水溶液后蒸發(fā)后得到氨氣。
【專利說明】
一種尿素制備氨氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于防治大氣污染的煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種尿素制備氨氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了防止環(huán)境的污染，燃燒煙氣中必須去除氮氧化物(MKNO2)。目前比較主流的工藝分為:SCR脫硝和SNCR脫硝，其中SCR是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù)，它是一種爐后脫硝，該技術(shù)使用到還原劑NH3的來源有3種:液氨、氨水和尿素。由于液氨是一種十分危險化學(xué)品，隨著國家對安全問題的日益重視，出臺一系列相關(guān)的限制措施，使用液氨脫硝非常繁瑣;氨水作為還原劑脫硝也因為其運行成本居高不下而受到應(yīng)用的局限;尿素具有無毒性、便于運輸、存儲等特點而得到廣泛應(yīng)用。
[0003]尿素制氨的基本原理是尿素溶液在一定溫度下發(fā)生分解，其產(chǎn)生的氣體中含有二氧化碳(CO2)、水蒸氣和氨氣(NH3)。根據(jù)其溫度、壓力的不同尿素分解可分為尿素水解和尿素?zé)峤狻?br>[0004](I)尿素水解，濃度為40%?50%質(zhì)量百分比的尿素溶液，在一定壓力下送至水解換熱器在100 °C—185°C下進(jìn)行分解，目前常用的方法有:AOD法U2A法及Saf eDeNOx法。但由于解反應(yīng)器由于操作溫度較高，加之反應(yīng)過程中產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使設(shè)備更易受到腐蝕。腐蝕可能造成設(shè)備的泄漏，從而產(chǎn)生安全隱患，同時還會造成管道堵塞等問題。
[0005](2)尿素?zé)峤?，濃度?0%?50%質(zhì)量百分比的尿素溶液，在熱解室溫度500°C —600°C下進(jìn)行分解，熱解室通常利用柴油、燃?xì)庾鳛闊嵩?，因此柴油、燃?xì)馐褂昧看?，造成運行的費用極高，同時極難控制，安全性低。
[0006]盡管技術(shù)人員對以上兩種技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)但是均不能克服以上缺點，為此，需要一種新型的尿素制備氨氣的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的，提出一種尿素制備氨氣的方法，通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波制備氨氣的方法，使霧化后的尿素溶液瞬時分解成氨氣及其副產(chǎn)物，氨氣及其副產(chǎn)物通過抽氣栗抽進(jìn)入一定溫度的水溶液中進(jìn)一步反應(yīng)生成氨氣。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案，一種尿素制備氨氣的方法，使用一定質(zhì)量百分比的尿素溶液進(jìn)入壓縮空氣霧化裝置，霧化后的尿素溶液進(jìn)入微波反應(yīng)爐腔中，反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，使霧化后的尿素溶液瞬時分解成氨氣及其副產(chǎn)物，氨氣及其副產(chǎn)物通過抽氣栗抽進(jìn)入一定溫度的水溶液中進(jìn)一步反應(yīng)生成氨氣；
[0009]使用一定質(zhì)量百分比的尿素溶液，使用除鹽水(離子交換后)將固體尿素濃解成質(zhì)量百分比為35%-60%尿素溶液。
[0010]反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，頻率為900MHZ-2500MHZ;微波的功率要大于每升大于80mW。
[0011]反應(yīng)爐腔中溫度150°C—200 °C，壓力 I.5MPa—3.5MPa。
[0012]氨氣及其副產(chǎn)物通過栗送入一定溫度(如70°C以上)的水溶液，如溫度為70°C —100°C。蒸發(fā)后得到氨氣，其體積濃度大于90%。氨氣70°C以上溶液中溶解很低，而其它氣體能夠溶于熱水中。
[0013]有益效果:本發(fā)明通過一定功率的微波方法制備尿素，克服尿素水解和尿素?zé)峤庵苽淠蛩氐牟蛔?，設(shè)備要求低，投資成本低，蒸發(fā)后得到氨氣濃度高于上兩種方法，且整體上制備成本低，故在應(yīng)用上優(yōu)點極為明顯。使霧化微波后的尿素溶液瞬時分解成氨氣及其副產(chǎn)物，氨氣及其副產(chǎn)物通過抽氣栗抽進(jìn)入一定溫度的去離子水溶液中進(jìn)一步反應(yīng)生成氨氣。本發(fā)明通過微波加熱產(chǎn)生氨氣的方法有效解決了傳統(tǒng)尿素采用熱解法及水解法帶來的缺陷。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的尿素制備氨氣的原理即控制結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]實施一:
[0017]使用離子交換處理后的除鹽水將固體尿素溶解成質(zhì)量百分比為45%尿素溶液，通過壓縮空氣霧化裝置，進(jìn)入微波反應(yīng)爐腔中，反應(yīng)爐腔(可以是圓柱或矩形的反應(yīng)腔，在反應(yīng)腔內(nèi)均勻布置產(chǎn)生微波的磁控管，每只磁控管的功率為0.8-3000W);通過磁控管產(chǎn)生2450MHz的微波，抽氣栗抽取反應(yīng)后的混合物質(zhì)，進(jìn)入溫度為90°C的去離子水中，蒸發(fā)后得到氨氣。實際使用時反應(yīng)腔每升300mW-2000mW。
[0018]實施二:
[0019]使用離子交換處理后的除鹽水將固體尿素溶解成質(zhì)量百分比為60%尿素溶液，通過壓縮空氣霧化裝置，進(jìn)入微波反應(yīng)爐腔(可以是圓柱或矩形的反應(yīng)腔，在反應(yīng)腔內(nèi)均勻布置產(chǎn)生微波的磁控管，每只磁控管的功率為0.8-3000W)中，通過若干磁控管產(chǎn)生950MHz的微波，抽氣栗抽取反應(yīng)后的混合物質(zhì)，進(jìn)入溫度為95°C的去離子水中，蒸發(fā)后得到氨氣。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種尿素制備氨氣的方法，其特征是使用除鹽水將固體尿素濃解成質(zhì)量百分比為35%-60%尿素溶液進(jìn)入壓縮空氣霧化裝置，霧化后的尿素溶液進(jìn)入微波反應(yīng)爐腔中，反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，使霧化后的尿素溶液瞬時分解成氨氣及其副產(chǎn)物，氨氣及其副產(chǎn)物通過抽氣栗抽進(jìn)入一定溫度的水溶液中進(jìn)一步反應(yīng)生成氨氣；反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，反應(yīng)爐腔微波的功率要大于每升大于80mW;反應(yīng)爐腔中溫度150°C —200°C，壓力1.5MPa—3.5MPa;氨氣及其副產(chǎn)物通過栗送入一定溫度的水溶液后蒸發(fā)后得到氨氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素制備氨氣的方法，其特征是栗送入70°C— 100°C水溶液中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素制備氨氣的方法，其特征是反應(yīng)爐腔中通過磁控管產(chǎn)生一定頻率的微波，頻率為900MHz-2500MHz。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素制備氨氣的方法，其特征是微波反應(yīng)爐腔中反應(yīng)爐腔微波的功率每升300mW-5000mW。
【文檔編號】H05B6/64GK105883853SQ201610488914
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】卞金洪, 紀(jì)正飚, 張蕾
【申請人】鹽城工學(xué)院