1.本发明涉及尿素催化水解制氨领域，具体为一种尿素催化水解制氨设备及其制备方法。
背景技术：2.尿素在工业中运用时主要用于尾气处理，锅炉中排出的尾气中含有硝，为避免硝排出对大气环境造成污染通常会通过尿素水解或热解产生氨用于脱硝，同时货车等采用柴油内燃机的车辆也会配备尿素产生氨用于尾气处理。
3.尿素制氨主要是将固态的尿素颗粒与溶解液混合使尿素溶解在溶解液中，之后通过蒸汽加热使尿素溶液与催化剂反应产生氨、二氧化碳等气体，为避免水汽污染，氨在排出时会经过汽水分离器将水分排出。
4.现有的尿素催化水解制氨设备在停机时管道中会残留有尿素溶液，如果尿素溶液的温度较高容易生产一些难溶于水的缩二脲和其他缩合物，而换热器经过余热回收使尿素溶液的温度较高达到产生缩二脲和其他缩合物的条件，从而导致这些缩合物停留在换热器与水解器之间的管道中结块，从而容易导致管道被堵塞，使得后续再次开启加工时尿素溶解液难以输入水解器中。
技术实现要素：5.基于此，本发明的目的是提供一种尿素催化水解制氨设备及其制备方法，以解决换热器与水解器之间的管道容易被缩二脲和其他缩合物堵塞的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种尿素催化水解制氨设备及其制备方法，包括催化水解器、水解换热器和尿素溶解罐，所述水解换热器上设置有清理组件，所述清理组件包括两个尿素溶液管，所述尿素溶液管上安装有中间阀，一个所述中间阀上分别连接有溶解液阀、冲洗水阀和高温空气阀，另一个所述中间阀上分别连接有排出阀和蝶阀，所述蝶阀上连接有静置箱，所述静置箱上安装有半导体制冷片，所述尿素溶液管上贯穿有冷却管，所述冷却管上分别连接有冷却水阀和排水阀。
7.通过采用上述技术方案，通过冷却管输入冷水将停留在尿素溶液管和水解换热器中的尿素溶液降温从而减少缩二脲和其他缩合物的产生，之后通过溶解液第一次冲洗尿素溶液管和水解换热器使尿素溶液被冲出，之后通过静置箱与半导体制冷片配合将尿素溶液降温至0至10摄氏度使尿素结晶从溶解液中分离，从而便于对尿素回收在利用以减少浪费，之后通过冲洗水对尿素溶液管二次冲洗减少缩二脲、其他缩合物、溶解液和尿素溶液的残留。
8.进一步的，所述催化水解器上连接有汽水分离器，所述催化水解器上安装有催化剂泵，所述催化剂泵的进料端连接有催化剂箱。
9.通过采用上述技术方案，催化剂泵将催化剂箱中的催化剂泵入催化水解器中，之后尿素溶液通过尿素溶液管进入催化水解器中被蒸汽加热与催化剂反应产生氨气和二氧
化碳，之后通过汽水分离器将水分去除送出。
10.进一步的，所述催化水解器和水解换热器上均连接有蒸汽管道，且所述催化水解器与水解换热器之间通过尿素溶液管和蒸汽管道相连接。
11.通过采用上述技术方案，通过第二尿素溶液泵加压2.6mpa将尿素溶液送至水解换热器中，之后尿素溶液与催化水解器排出的余热蒸汽换热，使尿素溶液温度升至100℃左右，之后尿素溶液通过尿素溶液管进入催化水解器中被蒸汽加热与催化剂反应产生氨气和二氧化碳。
12.进一步的，所述尿素溶解罐上安装有溶解液泵，所述尿素溶解罐上安装有斗式提升机，所述尿素溶解罐上安装有第一尿素溶液泵，所述第一尿素溶液泵出液端连接有尿素溶液储罐，所述尿素溶液储罐上安装有第二尿素溶液泵。
13.通过采用上述技术方案，用溶解液泵将温度约90℃溶解液送入尿素溶解罐中，同时颗粒状尿素通过斗式提升机被输送至尿素溶解罐中，搅拌后将尿素颗粒与溶解液配制成浓度约40%至50%且温度为60℃的尿素溶液，之后通过第一尿素溶液泵将尿素溶液抽入尿素溶液储罐中储存。
14.进一步的，所述第二尿素溶液泵出液端与水解换热器之间通过尿素溶液管相连通，且所述水解换热器为板式换热器。
15.通过采用上述技术方案，通过第二尿素溶液泵加压2.6mpa将尿素溶液送至水解换热器中，之后尿素溶液与催化水解器排出的余热蒸汽换热，使尿素溶液温度升至100℃左右。
16.进一步的，所述冷却管呈“c”字形，且所述冷却管的两端均贯穿尿素溶液管的底部。
17.通过采用上述技术方案，冷却水通过冷却水阀进入冷却管中通过冷却管的管壁导热带走尿素溶液中的热量，之后从排水阀中排出，避免尿素溶液热量过高持续产生缩二脲及其他缩合物。
18.进一步的，所述中间阀设置有四个，且四个所述中间阀分别安装于尿素溶液管的两侧和底部两侧。
19.通过采用上述技术方案，当设备停机时两个尿素溶液管与第二尿素溶液泵之间以及与催化水解器之间设置的两个中间阀关闭并开启另两个中间阀，避免尿素溶液储罐中的尿素溶液持续流入尿素溶液管中。
20.一种尿素催化水解制氨制备方法，其具体步骤如下：步骤一，用溶解液泵将温度约90℃溶解液送入尿素溶解罐中，同时颗粒状尿素通过斗式提升机被输送至尿素溶解罐中，搅拌后将尿素颗粒与溶解液配制成浓度约40%至50%且温度为60℃的尿素溶液，之后通过第一尿素溶液泵将尿素溶液抽入尿素溶液储罐中储存，同时催化剂泵将催化剂箱中的催化剂泵入催化水解器中，同时通过蒸汽管道向催化水解器中通入蒸汽；步骤二，之后通过第二尿素溶液泵加压2.6mpa将尿素溶液送至水解换热器中，之后尿素溶液与催化水解器排出的余热蒸汽换热，使尿素溶液温度升至100℃左右，之后尿素溶液通过尿素溶液管进入催化水解器中被蒸汽加热与催化剂反应产生氨气和二氧化碳，之后通过汽水分离器将水分去除送出；
步骤三，当设备停机时两个尿素溶液管与第二尿素溶液泵之间以及与催化水解器之间设置的两个中间阀关闭并开启另两个中间阀，之后冷却水通过冷却水阀进入冷却管中通过冷却管的管壁导热带走尿素溶液中的热量，之后从排水阀中排出，避免尿素溶液热量过高持续产生缩二脲及其他缩合物，同时溶解液阀打开通过溶解液反冲洗尿素溶液管从而使尿素溶液和溶解液通过蝶阀进入静置箱中，之后通过半导体制冷片快速降低尿素溶液温度从而使尿素溶解结晶以便于将尿素回收再利用，之后溶解液阀和蝶阀关闭同时冲洗水阀和排出阀打开对尿素溶液管内第二次冲洗去除溶解液残留和减少缩二脲及其他缩合物残留，二次冲洗结束后冲洗水阀关闭同时高温空气阀开启对尿素溶液管内吹风使管道内干燥以避免管道内残留有水导致后续尿素溶液被污染。
21.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：1、本发明通过清理组件的设置，通过冷却管输入冷水将停留在尿素溶液管和水解换热器中的尿素溶液降温从而减少缩二脲和其他缩合物的产生，之后通过溶解液第一次冲洗尿素溶液管和水解换热器使尿素溶液被冲出，之后通过静置箱与半导体制冷片配合将尿素溶液降温至0至10摄氏度使尿素结晶从溶解液中分离，从而便于对尿素回收在利用以减少浪费，之后通过冲洗水对尿素溶液管二次冲洗减少缩二脲、其他缩合物、溶解液和尿素溶液的残留，以避免后续加工时尿素溶液的质量受到影响，同时避免缩二脲和其他缩合物将管道堵塞，之后通过高温空气对尿素溶液管吹扫避免管道内残留有水影响后续尿素溶液质量，方便将停机时停留在管道中的尿素溶液回收以减少浪费，同时对尿素溶液管冲洗避免停机时缩二脲和其他缩合物持续产生将管道堵塞。
附图说明
22.图1为本发明的尿素催化水解制氨设备结构原理示意图；图2为本发明的换热器结构示意图；图3为本发明的尿素溶液管结构示意图；图4为本发明的尿素溶液管剖面结构示意图。
23.图中：1、催化水解器；2、汽水分离器；3、催化剂箱；4、催化剂泵；5、清理组件；501、尿素溶液管；502、冷却管；503、溶解液阀；504、冲洗水阀；505、高温空气阀；506、冷却水阀；507、排水阀；508、中间阀；509、排出阀；510、蝶阀；511、静置箱；512、半导体制冷片；6、水解换热器；7、第二尿素溶液泵；8、尿素溶液储罐；9、第一尿素溶液泵；10、尿素溶解罐；11、溶解液泵；12、斗式提升机。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
26.一种尿素催化水解制氨设备及其制备方法，如图1、2、3和4所示，包括催化水解器1、水解换热器6和尿素溶解罐10，水解换热器6上设置有清理组件5，清理组件5包括两个尿素溶液管501，尿素溶液管501上安装有中间阀508，一个中间阀508底部通过管道分别连接
有用于输入溶解液对尿素溶液管501第一次冲洗的的溶解液阀503、用于输入清水对尿素溶液管501第二次冲洗的冲洗水阀504和用于输入高温空气蒸发残留水分并带走的高温空气阀505，另一个中间阀508底部通过管道分别连接有用于排出水和高温空气的排出阀509和用于输出溶解液和尿素溶液的蝶阀510，蝶阀510一侧连接有静置箱511，静置箱511外表面安装有用于对尿素溶液降温使其结晶的半导体制冷片512，尿素结晶后将其捞出沥干避免后续尿素颗粒重新在溶解液中溶解，尿素溶液管501底部贯穿有用于对尿素溶液降温避免持续产生缩二脲和其他缩合物的冷却管502，冷却管502一端连接有用于输入清水的冷却水阀506，冷却管502另一端连接有用于排出清水的排水阀507，方便将停留在管道中的尿素溶液回收以减少浪费，同时对尿素溶液管501冲洗避免缩二脲和其他缩合物将管道堵塞。
27.参阅图1和2，在上述实施例中，催化水解器1顶部连接有用于将氨中的水分分离的汽水分离器2，催化水解器1一侧安装有用于输送催化剂的催化剂泵4，催化剂泵4的进料端连接有用于储存催化剂的催化剂箱3，催化水解器1和水解换热器6上均连接有用于输送减温减压蒸汽和余热蒸汽的蒸汽管道，且催化水解器1与水解换热器6之间通过尿素溶液管501和蒸汽管道相连接，尿素溶解罐10顶部一侧安装有用于输入高温溶解液的溶解液泵11，尿素溶解罐10一侧安装有用于输入尿素颗粒晶体的斗式提升机12，尿素溶解罐10另一侧安装有第一尿素溶液泵9，第一尿素溶液泵9出液端连接有用于保温储存尿素溶液的尿素溶液储罐8，尿素溶液储罐8上安装有第二尿素溶液泵7，第二尿素溶液泵7出液端与水解换热器6之间通过尿素溶液管501相连通，且水解换热器6为板式换热器，方便产出氨气以对锅炉等设备的尾气脱硝。
28.参阅图1、3和4，在上述实施例中，冷却管502呈“c”字形，且冷却管502的两端均贯穿尿素溶液管501的底部，中间阀508设置有四个，且四个中间阀508分别安装于尿素溶液管501的两侧和底部两侧，通过冷却管输入冷水将停留在尿素溶液管501和水解换热器6中的尿素溶液降温从而减少缩二脲和其他缩合物的产生。
29.一种尿素催化水解制氨制备方法，其具体步骤如下：步骤一，用溶解液泵11将温度约90℃溶解液送入尿素溶解罐10中，同时颗粒状尿素通过斗式提升机12被输送至尿素溶解罐10中，搅拌后将尿素颗粒与溶解液配制成浓度约40%至50%且温度为60℃的尿素溶液，之后通过第一尿素溶液泵9将尿素溶液抽入尿素溶液储罐8中储存，同时催化剂泵4将催化剂箱3中的催化剂泵入催化水解器1中，同时通过蒸汽管道向催化水解器1中通入蒸汽；步骤二，之后通过第二尿素溶液泵7加压2.6mpa将尿素溶液送至水解换热器6中，之后尿素溶液与催化水解器1排出的余热蒸汽换热，使尿素溶液温度升至100℃左右，之后尿素溶液通过尿素溶液管501进入催化水解器1中被蒸汽加热与催化剂反应产生氨气和二氧化碳，之后通过汽水分离器2将水分去除送出；步骤三，当设备停机时两个尿素溶液管501与第二尿素溶液泵7之间以及与催化水解器1之间设置的两个中间阀508关闭并开启另两个中间阀508，之后冷却水通过冷却水阀506进入冷却管502中通过冷却管502的管壁导热带走尿素溶液中的热量，之后从排水阀507中排出，避免尿素溶液热量过高持续产生缩二脲及其他缩合物，同时溶解液阀503打开通过溶解液反冲洗尿素溶液管501从而使尿素溶液和溶解液通过蝶阀510进入静置箱511中，之后通过半导体制冷片512快速降低尿素溶液温度从而使尿素溶解结晶以便于将尿素回收再
利用，之后溶解液阀503和蝶阀510关闭同时冲洗水阀504和排出阀509打开对尿素溶液管501内第二次冲洗去除溶解液残留和减少缩二脲及其他缩合物残留，二次冲洗结束后冲洗水阀504关闭同时高温空气阀505开启对尿素溶液管501内吹风使管道内干燥以避免管道内残留有水导致后续尿素溶液被污染。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
技术特征：1.一种尿素催化水解制氨设备，包括催化水解器（1）、水解换热器（6）和尿素溶解罐（10），其特征在于：所述水解换热器（6）上设置有清理组件（5），所述清理组件（5）包括两个尿素溶液管（501），所述尿素溶液管（501）上安装有中间阀（508），一个所述中间阀（508）上分别连接有溶解液阀（503）、冲洗水阀（504）和高温空气阀（505），另一个所述中间阀（508）上分别连接有排出阀（509）和蝶阀（510），所述蝶阀（510）上连接有静置箱（511），所述静置箱（511）上安装有半导体制冷片（512），所述尿素溶液管（501）上贯穿有冷却管（502），所述冷却管（502）上分别连接有冷却水阀（506）和排水阀（507）。2.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述催化水解器（1）上连接有汽水分离器（2），所述催化水解器（1）上安装有催化剂泵（4），所述催化剂泵（4）的进料端连接有催化剂箱（3）。3.根据权利要求2所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述催化水解器（1）和水解换热器（6）上均连接有蒸汽管道，且所述催化水解器（1）与水解换热器（6）之间通过尿素溶液管（501）和蒸汽管道相连接。4.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述尿素溶解罐（10）上安装有溶解液泵（11），所述尿素溶解罐（10）上安装有斗式提升机（12），所述尿素溶解罐（10）上安装有第一尿素溶液泵（9），所述第一尿素溶液泵（9）出液端连接有尿素溶液储罐（8），所述尿素溶液储罐（8）上安装有第二尿素溶液泵（7）。5.根据权利要求4所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述第二尿素溶液泵（7）出液端与水解换热器（6）之间通过尿素溶液管（501）相连通，且所述水解换热器（6）为板式换热器。6.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述冷却管（502）呈“c”字形，且所述冷却管（502）的两端均贯穿尿素溶液管（501）的底部。7.根据权利要求1所述的一种尿素催化水解制氨设备，其特征在于：所述中间阀（508）设置有四个，且四个所述中间阀（508）分别安装于尿素溶液管（501）的两侧和底部两侧。8.根据权利要求1至7中任意一条所述的一种尿素催化水解制氨制备方法，其具体步骤如下：步骤一，用溶解液泵（11）将温度约90℃溶解液送入尿素溶解罐（10）中，同时颗粒状尿素通过斗式提升机（12）被输送至尿素溶解罐（10）中，搅拌后将尿素颗粒与溶解液配制成浓度约40%至50%且温度为60℃的尿素溶液，之后通过第一尿素溶液泵（9）将尿素溶液抽入尿素溶液储罐（8）中储存，同时催化剂泵（4）将催化剂箱（3）中的催化剂泵入催化水解器（1）中，同时通过蒸汽管道向催化水解器（1）中通入蒸汽；步骤二，之后通过第二尿素溶液泵（7）加压2.6mpa将尿素溶液送至水解换热器（6）中，之后尿素溶液与催化水解器（1）排出的余热蒸汽换热，使尿素溶液温度升至100℃左右，之后尿素溶液通过尿素溶液管（501）进入催化水解器（1）中被蒸汽加热与催化剂反应产生氨气和二氧化碳，之后通过汽水分离器（2）将水分去除送出；步骤三，当设备停机时两个尿素溶液管（501）与第二尿素溶液泵（7）之间以及与催化水解器（1）之间设置的两个中间阀（508）关闭并开启另两个中间阀（508），之后冷却水通过冷却水阀（506）进入冷却管（502）中通过冷却管（502）的管壁导热带走尿素溶液中的热量，之后从排水阀（507）中排出，避免尿素溶液热量过高持续产生缩二脲及其他缩合物，同时溶解
液阀（503）打开通过溶解液反冲洗尿素溶液管（501）从而使尿素溶液和溶解液通过蝶阀（510）进入静置箱（511）中，之后通过半导体制冷片（512）快速降低尿素溶液温度从而使尿素溶解结晶以便于将尿素回收再利用，之后溶解液阀（503）和蝶阀（510）关闭同时冲洗水阀（504）和排出阀（509）打开对尿素溶液管（501）内第二次冲洗去除溶解液残留和减少缩二脲及其他缩合物残留，二次冲洗结束后冲洗水阀（504）关闭同时高温空气阀（505）开启对尿素溶液管（501）内吹风使管道内干燥以避免管道内残留有水导致后续尿素溶液被污染。
技术总结本发明公开了一种尿素催化水解制氨设备及其制备方法，涉及尿素催化水解制氨领域，包括催化水解器、水解换热器和尿素溶解罐，水解换热器上设置有清理组件，清理组件包括两个尿素溶液管，尿素溶液管上安装有中间阀，一个中间阀上分别连接有溶解液阀、冲洗水阀和高温空气阀，另一个中间阀上分别连接有排出阀和蝶阀。本发明通过清理组件的设置，通过冷却管输入冷水将停留在尿素溶液管和水解换热器中的尿素溶液降温从而减少缩二脲和其他缩合物的产生，之后通过溶解液第一次冲洗尿素溶液管和水解换热器使尿素溶液被冲出，方便将停机时停留在管道中的尿素溶液回收以减少浪费，同时对尿素溶液管冲洗避免停机时缩二脲和其他缩合物持续产生将管道堵塞。物持续产生将管道堵塞。物持续产生将管道堵塞。
技术研发人员：王喆 王海彬 王越 李杨 王刚
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司大连电厂
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/1
