尿素分解有兩種方式,一是尿素水解,二是尿素?zé)峤狻?br/>a、尿素水解的原理是把40%左右的尿素溶液(38℃),通過預(yù)熱器加熱到121℃,泵入水解反應(yīng)器,在130-180℃和0.17-0.2MPa的反應(yīng)條件下,先生成中間產(chǎn)物氨基甲酸銨,隨后氨基甲酸銨分解,生成氨氣和二氧化碳,分解出來的氨基產(chǎn)物作為SCR脫硝反應(yīng)的還原劑。主要反應(yīng)如下:
NH2CONH2 + H2O→ NH2CO2NH4
NH2CO2NH4→ 2NH3+CO2
尿素水解反應(yīng)是一個(gè)可逆的過程,在溫度低于175℃時(shí)分解出的氨氣和二氧化碳會(huì)重新生成氨基甲酸銨。
尿素水解系統(tǒng)一般包括尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶液儲(chǔ)罐、供液泵、水解反應(yīng)器、緩沖罐、蒸汽加熱器及疏水回收裝置等
由于尿素水解存在氨基甲酸銨腐蝕,水解器需要采用316L不銹鋼材質(zhì)制作,而且需要低壓蒸汽進(jìn)行加熱。尿素水解的轉(zhuǎn)化率一般在38%左右,會(huì)有一定的殘留液,需要回收處理。考慮到熱力公司本身沒有低壓蒸汽等原因,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)尿素分解制氨氣采用尿素?zé)峤鉅t。
b、尿素?zé)峤獾脑硎前阎苽浜玫?0%左右的尿素溶液通過尿素溶液輸送泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴進(jìn)入絕熱分解室,在350℃-600℃,0.1Mpa的條件下分解,生成NH3、H2O、CO2,稀釋空氣經(jīng)加熱后也進(jìn)入分解室,與NH3、CO2混合后經(jīng)氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入脫硝反應(yīng)器煙道。
為了降低能耗,本項(xiàng)目尿素?zé)峤庀到y(tǒng)采用150℃左右的鍋爐熱一次風(fēng)作為尿素?zé)峤夥磻?yīng)的稀釋風(fēng),通過電加熱器將熱風(fēng)加熱到合適(350-600℃)的溫度后,進(jìn)入熱解爐發(fā)生熱解反應(yīng),滿足制氨要求。稀釋風(fēng)利用 2 臺(tái)高溫風(fēng)機(jī)作為輸送動(dòng)力,利用電加熱器將熱風(fēng)溫度提升達(dá)到進(jìn)入熱解爐的溫度,隨后將尿素溶液噴入熱解爐。尿素在溫度高時(shí)不穩(wěn)定,會(huì)分解成 NH3 和 HNCO。HNCO 進(jìn)一步反應(yīng)生成 NH3 。該過程產(chǎn)生的反應(yīng)劑 NH3 通過噴氨格柵注入煙氣中,與煙氣中的氮氧化物(NOx) 反應(yīng),生成對(duì)環(huán)境無害的氮?dú)?N2)和水(H20)。
尿素?zé)峤庵饕磻?yīng)如下:
CO(NH2)2 → NH3 + HNCO
HNCO + H2O → NH3 + CO2
尿素?zé)峤庀到y(tǒng)包括尿素制備系統(tǒng)、尿素溶液儲(chǔ)罐、輸送裝置、計(jì)量分配裝置、熱解爐、高溫風(fēng)機(jī)、電加熱器及控制裝置等。



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