一种撬装卧式尿素热解炉
技术领域
本发明属于小流量尿素热解
技术领域
，尤其是涉及一种撬装卧式尿素热解反应器及其导流装置。背景技术
目前的SCR及SNCR脱硝工艺中采用的脱硝还原剂一般有三种，分别为液氨、氨水和尿素，液氨的脱硝效率最高，且原料来源广泛，价格便宜，但液氨具有易燃易爆特性，为危化品，运输、储存和使用有严格要求；氨水作为脱硝剂效率低于液氨，运输、储存及管理都低于液氨，同时也存在安全问题，且用量及运输成本过高；但尿素是一种颗粒状的农业肥料，安全无害，位于大中城市及其近郊区的脱硝场景宜选用尿素作为还原剂。
现有尿素热解装置的主要应用于电厂、垃圾焚烧厂等大型应用领域，然而在小规模应用中(如小型锅炉、柴油车等)得不到充分重视。现有大型尿素热解炉尺寸较大，占地空间大，不利于小规模应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种撬装卧式尿素热解炉，采用卧式，尺寸较小，可以便捷应用，以解决小流量尿素热解。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种撬装卧式尿素热解炉，包括：横向连通的进口段、渐扩段、主体段、收缩段和出口段，以及设置于主体段内的变直径多孔板、喷枪和水漂式导流板；其中，进口段、主体段和出口段均为圆筒状，主体段的直径大于进口段和出口段，渐扩段和收缩段均为空心圆台状；进口段的一端为进气口；渐扩段的小底面连接进口段的另一端，大底面连接主体段的一端；收缩段的大底面连接主体段的另一端，小底面连接出口段的一端；出口段的另一端为出气口；变直径多孔板为竖向布置的圆板，边缘连接于主体段的靠近渐扩段的内壁上，变直径多孔板上分布有多排不同孔径的圆孔，圆孔的孔径从上到下依次增大；喷枪位于相对变直径多孔板靠近收缩段的一侧，喷嘴位于主体段的轴心线上，并朝向出气口；水漂式导流板固定于相对喷枪远离变直径多孔板的一侧，为一横放的楔形结构，靠近喷枪的一端为头部，远离喷枪的一端为尾部，尾部高于头部构成一斜坡。
进一步地，喷枪布置位置相距主体段与渐扩段连接处300-500mm，变直径多孔板与喷枪之间间隔150-250mm，导流板的头部相距喷枪300-500mm。
进一步地，变直径多孔板的多排圆孔按照横行竖列进行排列，每行的圆孔的孔径按照从上到下呈等差数列增加，公差范围为2-4mm。
进一步地，变直径多孔板有9行9列共69个圆孔，每行圆孔的中心间距为40mm。
进一步地，变直径多孔板最下方一行圆孔的孔径(直径最大)为36mm。
进一步地，水漂式导流板与主体段内壁的底部连接，水漂式导流板长度为600-800mm。
进一步地，水漂式导流板的尾部相对于头部的高度为40-60mm。
本发明的撬装卧式尿素热解炉取得的有益效果是：热空气从热解炉的进气口进入，经过变直径多孔板进入热解炉内部，由于变直径多孔板设置自下而上9行圆孔，圆孔直径呈等差数列，公差范围为2-4mm。当热空气过变直径多孔板时，气体流速发生变化，导致主体段下半部分气体流速快，上半部分气体流速慢。这样能够有效地缓解重力对尿素溶液的影响，能够避免喷枪喷出的液体颗粒沾壁的风险。为防止主体段后半段气体流速不足，在离喷枪300- 500mm处设置高度为40-60mm，长度为600-800mm的水漂式导流板。热空气经过导流板后，气体沿着导流板呈一定角度(4-6度)上升，对尿素溶液下半部分有一定的收缩作用，从而避免尿素溶液沾壁。本发明的撬装卧式尿素热解炉通过变直径多孔板和水漂式导流板的搭配组合使得尿素溶液颗粒在热解炉中分布均匀，一方面使得热空气在主体段下半部分形成高速气流，使得尿素液滴喷入炉体后，不易在炉壁粘附，避免结晶。另一方面导流板对主体段下半部分气流的抬升作用，使尿素溶液颗粒尾端得以收缩，尿素溶液整体上在主体段均匀分布。总的来说，本发明有效地解决了尿素热解过程中尿素溶液因重力影响粘附在炉壁上结晶的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式以及技术方案，附图三张以解释其中原理，下面对附图做简单的介绍。
本发明中的附图只是示意图，附图中所绘制的结构、大小等仅用于配合说明书所解释的内容，并不构成对本发明的不当限定，因此任何结构的修饰、比例关系的改变、大小的调整，在类同本发明所产生的功效及所能达成的目的下，均属于本发明所包括的保护范围内。
图1为本发明所提供的热解炉的一种具体实施的结构示意图；
图2为图1所示的热解炉中的变直径多孔板的局部放大图；
图3为图1所示的热解炉中的水漂式导流板详图。
附图标记说明：
1-进口段；2-渐扩段；3-变直径多孔板；4-喷枪；5-水漂式导流板；6-主体段；7-收缩段， 8-出口段。
具体实施方式
下述由特定的实施实例说明本发明的实施方式，可供参考本说明书的人员更清晰地了解本发明的布置及其优点。接下来描述的实例是本发明的一部分实例，并非全部实例，基于本实例，所做出的其他结构的修饰、比例关系的改变、大小的调整，在类同本发明所产生的功效及所能达成的目的下，均属于本发明所包括的保护范围内。
参考图1、图2和图3，图1为本发明所提供的尿素热解炉的一种具体实施方式的结构示意图；图2是图1所示的热解炉的变直径多孔板示意图；图3是图1所示的热解炉的导流板示意图。
在一个具体实施方式中，本发明所提供的尿素热解炉包括进口段1、渐扩段装置2、变直径多孔板3、喷枪4、主体段5、水漂式导流板6、收缩段7和出口段8。
具体地，进气段1为圆筒状，直径为100mm，长度为300mm；渐扩段2为空心圆台状，小底面直径为100mm，大底面直径400mm，两底面之间高度为260mm；主体段6为圆筒状，直径为400mm，长度为3000mm；收缩段7为圆台状，大底面直径为400mm，小底面直径为 100mm，两底面之间的高度为260mm；出口段8为圆筒状，长度为300mm。变直径多孔板3 共9行圆孔，第一行圆孔直径最小(2mm)，第九行圆孔直径最大(36mm)，每行圆孔直径比前一行小4mm。第一行和第九行圆孔个数为5个，第二行和第八行的圆孔个数为7个，第三至七行的圆孔个数均为9个。变直径多孔板位于喷枪4左边200mm处。喷枪4位于主体段6 与渐扩段2的交界面右边350mm处。水漂式导流板5的长度为700mm，高度为50mm，位于喷枪4右边350mm处。
本热解炉在一具体实施例中，用于供热厂29MW燃气锅炉SCR脱硝尿素热解炉，尿素热解炉周围均布1支喷枪，喷枪伸入尿素热解炉200mm，喷枪管直径16mm。喷枪喷液量为3kg/h(0.00083kg/s)，所用的雾化空气量为15Nm3/h，雾化液滴的最大粒径Dmax为125 um，最小粒径Dmin为20um，平均粒径D32为50um，液滴平均速度为5.051m/s。此外，雾化角度设置为20度。
本发明的工作过程：650℃的高温空气从进气口1进入，经过变直径多孔板3，一大部分热空气进入到主体段6下半部分，一小部分进入到主体段6上半部分，热空气形成自下而上的速度梯度，在一定程度是缓解了因重力影响导致尿素溶液颗粒粘附炉壁的情况。搭配水漂式导流板5，使得尿素溶液颗粒尾端得以收缩，避免了沾壁。设置于主体段6的喷枪4喷出的温度为20℃，50％尿素液滴与热风接触，充分接触反应后，热解气体从出口出去。
在工作过程中，本热解炉的进口热空气在经过水漂式导流板5后，热空气呈明显速度梯度进入炉体，热空气的导流效果非常好，能从炉顶到炉底一直保持着速度梯度。主体段6下半部分速度明显较上半部分速度高尿素液滴喷入后，不发生沾壁的情况，尿素液滴在炉壁不结晶。
以上所述实例仅为本方案的一个具体实施案例，对本发明没有什么限制，凡是基于本实例，所做出的其他结构的修饰、比例关系的改变、大小的调整，在类同本发明所产生的功效及所能达成的目的下，均属于本发明所包括的保护范围内。
