尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化示范文本

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煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析

煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析

煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析随着社会的发展和经济的快速增长,对能源的需求日益增加。

在这种情况下,能源的节约和高效利用成为了人们关注的焦点。

煤化工装置尿素生产过程是一个消耗能源较大的过程,因此在节能降耗方面具有一定的挑战性。

本文将从几个方面进行分析,探讨煤化工装置尿素生产过程节能降耗的技术途径及其可行性。

我们来分析目前煤化工装置尿素生产过程中存在的能源消耗情况。

煤化工装置尿素生产过程主要包括合成氨、尿素合成和尿素颗粒化三个步骤。

合成氨过程中主要能源消耗体现在天然气的蒸汽重整制氢和氮气的制氮,尿素合成过程中主要能源消耗体现在合成氨和二氧化碳的消耗,尿素颗粒化过程中主要能源消耗体现在旋流器和离心机耗能。

煤化工装置尿素生产过程中的能源消耗主要集中在原料气的消耗和设备耗能上。

针对煤化工装置尿素生产过程中存在的能源消耗情况,我们可以从以下几个方面来探讨节能降耗的技术途径。

可以通过优化合成氨工艺来降低原料气的消耗。

采用先进的蒸汽重整技术和新型的氮气制备技术,可以提高合成氨过程的能源利用效率,降低原料气的消耗。

可以通过改进尿素合成工艺来降低合成氨和二氧化碳的消耗。

采用高效的催化剂和优化的反应条件,可以提高尿素合成过程的能源利用效率,降低合成氨和二氧化碳的消耗。

可以通过更新和优化尿素颗粒化设备来降低能耗。

采用新型的旋流器和离心机,可以提高尿素颗粒化过程的能源利用效率,降低设备耗能。

在探讨节能降耗的技术途径之后,我们可以分析一下这些技术途径的可行性。

从技术上来看,这些技术途径已经在一些煤化工装置尿素生产过程中得到了应用,并取得了良好的效果。

一些尿素生产企业采用了先进的合成氨工艺和尿素合成工艺,实现了原料气的节约和能耗的降低。

从经济上来看,这些技术途径的投资成本较高,但是在长期运行中可以获得较好的经济效益。

通过技术改造和设备更新,可以降低能源消耗,提高产品质量,降低生产成本,从而增强企业的竞争力。

煤化工装置尿素生产过程节能降耗的技术途径主要包括优化合成氨工艺、改进尿素合成工艺和更新尿素颗粒化设备。

合成氨工业节能减排的分析

合成氨工业节能减排的分析

合成氨工业节能减排的分析【摘要】合成氨工业是重要的化工行业,但其高能耗和碳排放已成为环境问题。

本文通过分析合成氨工业的能耗和碳排放情况,探讨了节能减排的技术手段以及现状分析。

结论指出节能减排对合成氨工业的重要性,并提出未来发展方向。

通过探讨合成氨工业节能减排的可行性,本文旨在为减少化工行业对环境的影响提供参考。

【关键词】合成氨工业、节能减排、能耗情况、碳排放、技术手段、现状分析、可行性探讨、重要性、发展方向、总结。

1. 引言1.1 背景介绍合成氨是一种重要的化工产品,广泛应用于农业、化工和能源等领域。

合成氨工业是能源消耗和碳排放较大的产业之一,对环境造成了一定的影响。

随着全球对气候变化和环境保护的重视,节能减排已成为合成氨工业发展的必然趋势。

根据国家《十三五能效法》和《节能减排技术政策》,合成氨工业要实施更加严格的节能减排措施。

合成氨工业的节能减排问题已经引起了广泛的关注和研究。

通过分析合成氨工业的能耗情况、碳排放情况以及节能减排的技术手段,可以更全面地了解这一产业的现状和存在的问题。

在全面了解合成氨工业的节能减排情况的基础上,进一步探讨其可行性和未来发展方向,有助于指导该行业实施更加有效的节能减排措施,实现可持续发展。

1.2 研究目的研究目的是通过对合成氨工业节能减排的分析,探讨如何提高合成氨生产的能源利用效率和降低碳排放量,从而减少对环境的负面影响。

通过对合成氨工业的能耗情况、碳排放情况以及节能减排的技术手段进行深入研究,可以为相关企业和政府部门提供科学的节能减排方案和政策建议,促进合成氨工业的可持续发展。

还可以探讨合成氨工业节能减排的现状和可行性,进一步指导合成氨生产企业在节能减排方面采取有效措施。

通过本研究的开展,旨在为合成氨工业的可持续发展和环境保护作出贡献,提高我国合成氨生产的技术水平和竞争力。

2. 正文2.1 合成氨工业的能耗情况分析合成氨是一种重要的化工产品,广泛应用于农业肥料、合成树脂、石油和化学工业等领域。

合成氨行业节能降碳改造升级实施指南

合成氨行业节能降碳改造升级实施指南

合成氨行业节能降碳改造升级实施指南
随着全球能源和环境问题的日益突出,合成氨行业节能降碳改造升级已成为推进绿色可持续发展的必然趋势。

为促进我国合成氨行业节能降碳改造升级,推进行业绿色发展,制定本指南。

一、节能降碳改造升级的必要性
合成氨生产过程中,携带热量的氢气和氮气需要进行复杂的物质转移和化学反应,能耗较高,同时产生大量的二氧化碳排放。

因此,必须采取一系列措施,从源头上减少能源消耗和二氧化碳排放。

二、节能降碳改造升级的主要措施
1. 完善合成氨生产过程控制系统,提高生产能力和效率。

2. 优化合成氨生产原料的使用,合理调配氢气和氮气的比例,减少能源消耗和二氧化碳排放。

3. 使用先进的合成氨生产技术,改良传统工艺流程,提高生产效率,减少能源消耗和二氧化碳排放。

4. 推广使用清洁能源,如天然气、风能、太阳能等,减少化石能源的使用,降低二氧化碳排放。

三、节能降碳改造升级的实施步骤
1. 制定详细的节能降碳改造升级方案,明确目标和技术路线。

2. 按照方案进行生产线改造,引进先进的生产设备和技术。

3. 建立完善的质量保证体系,确保产品质量和生产效率。

4. 持续进行技术创新和改进,提高生产效率和降低能耗和二氧化碳排放。

四、节能降碳改造升级的效益
1. 降低能源消耗,节约生产成本。

2. 减少二氧化碳排放,降低环境污染。

3. 提高生产效率和产品质量,提升企业竞争力。

综上所述,合成氨行业节能降碳改造升级是加快推进绿色可持续发展的关键之一。

企业要根据本指南提出的措施和实施步骤,积极推进节能降碳改造升级工作,为绿色发展做出应有的贡献。

尿素热解制氨工艺在1000MW燃煤电厂的应用与优化

尿素热解制氨工艺在1000MW燃煤电厂的应用与优化

尿素热解制氨工艺在1000MW燃煤电厂的应用与优化
喻小伟;匡萃杰
【期刊名称】《发电技术》
【年(卷),期】2022(43)2
【摘要】尿素热解制氨工艺凭借其安全无毒的优势已经在多个电厂得到应用,但是在应用过程中存在沉积物堵塞等问题。

国内某电厂1 000 MW机组的尿素热解装置在运行过程中由于脱硝增压风机磨蚀导致热解风量不足,电加热器出力受限,以及尿素溶液喷枪雾化效果差等原因,导致热解炉、出口管道以及喷氨格栅等被沉积物严重堵塞。

通过定期检查清理、优化调整运行参数、增强系统控制等手段,解决了系统堵塞的问题,并且明显降低了尿素耗量,每年节省大宗物质消耗成本达130万元,提高了机组可靠性与经济性,可为国内外其他配置尿素热解工艺的电厂提供借鉴。

【总页数】6页(P367-372)
【作者】喻小伟;匡萃杰
【作者单位】华电电力科学研究院有限公司;中煤新集利辛发电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK09;X511
【相关文献】
1.火电厂烟气脱硝烟道直喷尿素热解制氨工艺的应用
2.尿素热解制氨SCR脱硝技术在电厂的应用与优化
3.燃煤电厂SCR脱硝系统尿素热解制氨技术节能改造
4.尿
素热解制氨SCR脱硝技术在电厂的应用与优化初探5.火电厂烟气脱硝高温烟气旁路直喷尿素热解制氨工艺的应用
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火电机组热解尿素法脱硝控制优化

火电机组热解尿素法脱硝控制优化

摘要:随着国家能源局《电力行业危险化学品安全风险集中治理实施方案》对火电厂液氨改尿素工程时限的明确,尿素制氨在火电厂脱硝控制系统中的应用越来越广泛。

热解尿素法是尿素制氨工艺的一种,现通过对其在某电厂中的运行现状进行分析,提出SCR出口氮氧化物采用多点取样测量方式,并结合改进型基于氨氮摩尔比的串级PID脱硝控制策略进行优化,同时设置两侧SCR反应器出口氮氧化物调平控制回路。

最终通过实施,有效降低了该厂氨单耗,达到了节能降耗的目标。

关键词:热解尿素;脱硝控制;节能0 引言近年来,国家环保标准逐渐提高,监管力度也不断加大。

氮氧化物作为火电厂烟气中的一种主要污染物,一直是火电厂环保治理的重点。

目前,火电厂脱硝治理主流方法为SCR脱硝技术,其一般采用氨气作为还原剂,在催化剂的作用下,将氮氧化物还原成氮气和水,从而达到脱硝的目的。

火电厂制备氨气主要有液氨法、水解尿素法和热解尿素法。

液氨法由于其危险性,目前正在进行改造、替代。

根据国家能源局印发的《电力行业危险化学品安全风险集中治理实施方案》要求,全国公用燃煤电厂的液氨一级、二级重大危险源尿素替代改造工程要于2022年12月底前完成,液氨三级、四级重大危险源尿素替代改造工程要于2024年底前完成。

某火电机组采用热解尿素法制备氨气、SCR脱硝方式。

1 热解尿素法制氨系统概况尿素热解系统主要包括尿素溶液制备输送系统、热解炉系统、压缩空气系统,如图1所示。

尿素溶液制备输送系统将尿素颗粒用一定比例的除盐水溶解,并储存于尿素溶液储罐。

尿素溶液输送泵将尿素溶液储罐中的尿素溶液输送至计量分配装置,经计量分配后由尿素溶液喷枪雾化后进入热解炉分解为氨气,尿素溶液喷枪投入数量根据尿素消耗量实时调整。

热解炉热源采用电加热热一次风方式,将雾化进入热解炉的尿素溶液快速分解为氨气、水和二氧化碳,并经机组供氨母管输送至A、B侧SCR反应器。

压缩空气用于尿素溶液的雾化和尿素喷枪的密封,由厂区仪用压缩空气管网提供。

尿素深度水解系统优化运行总结

尿素深度水解系统优化运行总结

尿素深度水解系统优化运行总结尿素深度水解系统是化肥生产过程中的重要环节,它可以将尿素水解成氨气和二氧化碳,为后续的工艺提供工艺原料。

对于这样的系统,优化运行非常关键,不仅可以提高生产效率,还可以降低能耗、减少生产成本。

本文将对尿素深度水解系统优化运行进行总结,以期为相关领域的工程技术人员提供一些参考和借鉴。

一、系统结构和工艺原理尿素深度水解系统主要由尿素水解器、蒸汽回收器、洗涤器、除气冷却器、氨液分离器等设备组成。

系统工艺流程为:将尿素溶液经预热后进入水解器,在高温高压下发生水解反应,生成氨气和二氧化碳,混合气体通过脱气冷却器和洗涤器进行脱气、洗涤处理,然后送入氨液分离器,将产生的氨液和二氧化碳气体进行分离。

二、系统运行存在的问题1. 能耗较高:尿素深度水解系统在高温高压下进行水解反应,需要大量的能量供给,因此能耗较高。

2. 产物收率不高:目前系统中存在一定的产物回收率问题,导致氨气和二氧化碳的回收率不高,造成资源的浪费。

3. 操作稳定性较差:系统操作过程中,由于原料性质的波动、操作参数的变化等因素,导致系统运行的稳定性较差,影响了生产效率和产品质量。

三、优化运行方案1. 调整工艺参数:通过对系统的工艺参数进行调整,优化水解反应的条件,提高水解效率并降低能耗。

2. 改进气液分离器结构:针对氨液分离器的结构进行改进,提高氨气和二氧化碳的分离效率,提高产物回收率。

3. 引入先进的控制系统:将先进的控制系统引入到尿素深度水解系统中,实现系统自动控制和在线监测,提高系统的稳定性和可靠性。

1. 生产效率提高:优化运行后,系统的水解效率得到了提高,生产效率明显上升。

2. 能耗降低:通过调整工艺参数和改进设备结构,系统的能耗得到了降低,节能效果显著。

3. 产品质量提升:系统稳定性得到了改善,产品质量得到了提升,满足了市场对于产品质量的要求。

通过对尿素深度水解系统优化运行的总结,可以看出优化运行对系统的运行效果有着显著的影响。

燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化

燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化

燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化发布时间:2022-11-29T09:50:06.133Z 来源:《科学与技术》2022年8月15期作者:骆跃[导读] 在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高骆跃单位:长安益阳发电有限公司湖南益阳 413000摘要:在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高,以液氨为原料的脱硝还原剂将逐渐被尿素所替代。

因此,如何选用适宜的尿素制氨技术已成为烟气脱硝项目的一个重要内容。

本文主要介绍了目前燃煤电厂采用的各种尿素制氨技术,并对其技术特点进行了分析。

本研究表明,常规尿素水解工艺要优于传统尿素制氨,呈现出一定的安全性和稳定性,相对来说运行成本较低,这对于燃煤电厂尿素供氨工艺选择和优化具有非常重要的现实意义。

关键词:燃煤电厂;尿素制氨;研究与优化0 引言催化还原法是目前火力发电厂应用最广泛的工艺之一,具有广阔的应用前景。

以往的脱硝技术大多采用液氨,但是根据GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》,液氨总量超过10t就属于严重危险源,因此,国内对液氨使用的限制非常严格。

考虑到尿素具有性状相对稳定、对环境无直接危害、运输储存安全方便等特点,采用尿素替代液氨将成为国内脱硝还原剂工艺发展的必然趋势,已然成为火电厂SCR脱硝装置液氨替代品首选[1]。

1尿素制氨工艺我公司燃煤4台燃煤机组(2×330?MW+2×650?MW)脱硝均采用SCR工艺,在技术改造之前,脱硝还原剂为液氨。

在2021年,该火电厂对脱硝氨区进行技术改造,采用尿素水解制氨代替液氨,以消除危险化学品重大危险源。

尿素水解和尿素热解是目前较为成熟、应用广泛的尿素生产工艺。

尿素水解分为电加热尿素和烟气加热两类。

上述两条工艺路线所需尿素均为50%,因此尿素转化为50%浓度尿素时,各工艺路线基本相同,区别在于尿素溶液转化方式为50%[2]。

1.1尿素水解制氨工艺1.1.1常规水解制氨工艺我厂采用尿素为还原介质的脱硝工艺系统,无液氨存储系统,尿素利用水解系统制备为氨气(CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑),后经与稀释风机鼓入的稀释空气在氨/空气混合器中混合后,送达氨喷射系统。

合成氨工艺分析及节能改造措施

合成氨工艺分析及节能改造措施
2.2净化原料气
净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。这一流程相对复杂,包含以下几个环节:第一,变换一氧化碳。由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一氧化碳,而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行转变,将一氧化碳向二氧化碳进行转变可以降低其脱除的难度,同时可以增加氢气含量。在工业生产过程中,变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序,因此应使这一工序的能耗降低,以解决能源浪费问题。第二,原料气脱碳脱硫。在合成氨生产过程中,脱碳脱硫是重要环节。可以通过两种方式进行脱碳,一种是物理吸收法,另一种是化学吸收法。脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。在脱碳过程中,回收利用二氧化碳是重要工序,由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢铵,还可以制造纯碱和尿素等,因此回收利用二氧化碳可以实现资源节约的目的,同时能得到环保的效果。另外,脱硫的方式也包括两种,一种是干法脱硫,另一种是湿法脱硫,其中干法脱硫指的是通过固体脱硫剂进行脱硫,可取得良好脱硫效果,但脱硫剂难以再生,在精脱硫中较为常用;湿法脱硫指的是通过溶液进行脱硫,此种脱硫方式具有可再生性,在粗脱硫中较为常用。
3.2废水循环利用技术改进
在合成氨生产中,为节约成本通常以碎煤为主要原材料,但此种材料的应用在形成煤气水后无法彻底地分离其中的粉尘和焦油,进而堵塞了合成氨生产所用管道,增加了热损失。另外,废水的应用可使生产效率提升,同时使能源消耗降低。对于废水循环利用技术来说,可以通过多次沉降煤粉和焦油,并加设气浮装置,力求在沉降后减少煤气水中悬浮物和油质量浓度,避免出现装置堵塞现象,使装置运行效率得到提升。
2合成氨工艺流程分析
2.1制取原料气
生产的原料包括许多种类,不仅包括天然气、焦炉煤气和煤炭生产,还包括重油、石脑油等,在制备合成气的条件下,将这些材料置于高温和水蒸气效应的条件下。固体焦炭、原煤,一般采用固体燃料气化法制备合成气;针对剩余部分,一般采用非催化部分氧化法制备合成气;对于石脑油等,可以通过循环蒸汽法的第二阶段。本程序的目的是制备含氮和氢的饲料气体。氢气主要由天然气、石脑油、重油、煤、焦炭、焦炉煤气等原料组成。一般来说,这些材料在高温和水蒸气中都是氢气、一氧化碳和合成气的其他成分,这一过程被称为气化。对于固体原料煤和焦炭,通常采用固体燃料气化制备合成气的方法;采用合成气的非催化部分氧化渣的方法;在工业生产合成气中,利用二次蒸汽重整过程,对气态碳氢化合物和石脑油进行了二次蒸汽改造。氮主要来自于空气,可以通过物理方法液化空气或化学方法获得。第一种物理方法是首先降低空气液化温度,再次升高温度,低沸点的氮气体逸出,以获得高纯氮。化学方法是在空气中制造碳,在气体中重新吸收二氧化碳是氮气。.

尿素水解制氨在电厂中的应用

尿素水解制氨在电厂中的应用

尿素水解制氨在电厂中的应用1. 引言1.1 电厂中的氨的重要性在电厂中,氨是一种重要的化学品。

氨在电厂中的主要用途包括氮气吹扫、冷凝剂、吸附剂、脱硫剂等。

作为氨基团含量最高的碱氧化物,氨在电厂中具有很强的还原性和碱性,能够与酸性氧化物反应生成盐类,从而达到脱除硫化氢等有毒气体的目的。

氨还可以被用作燃料添加剂,在锅炉中发挥活性剂的作用,提高燃烧效率。

在现代电力工业中,氨已经成为不可或缺的重要化学品。

随着电力需求的不断增加,电厂的规模不断扩大,氨的应用范围也在不断扩大。

通过尿素水解制氨这一技术,可以更加高效地生产氨气,满足电厂燃料添加剂、脱硫剂等多种用途的需求,为电厂正常运行和环境保护提供了重要的支持。

电厂中的氨的重要性不可忽视,尿素水解制氨技术的发展对于提高电厂效率、降低排放并保护环境具有重要意义。

1.2 尿素水解制氨的原理尿素水解制氨的原理是指通过尿素水解反应,将尿素分解成氨和二氧化碳。

这是一种重要的化学反应,可在适当的条件下将尿素转化为氨气。

具体的水解反应式如下:(NH2)2CO + 2H2O → 2NH3 + CO2该反应在碱性条件下进行更为迅速,因此常常使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质作为催化剂。

在高温和高压下,反应速度也会增加。

尿素水解制氨的原理基于尿素的结构,尿素中含有两个氨基和一个羰基,当接受水分子的攻击时,将断裂成两个氨基和一个羰基,形成氨气。

通过调控反应条件和催化剂的选择,可以高效地实现尿素水解制氨的反应。

这种原理不仅在实验室中得到了广泛应用,而且在工业生产中也被广泛采用。

尿素水解制氨是一种具有高效率和环保性的氨生产方法,对于电厂等工业领域具有重要意义。

1.3 尿素水解制氨在电厂中的应用意义尿素水解制氨在电厂中的应用意义非常重大。

氨是电厂中一种重要的原料,用于脱硫和脱氮等环保设备的运行。

通过尿素水解制氨可以提供稳定的氨气来源,确保环保设备的正常运行。

尿素水解制氨可以减少对外购氨的依赖,降低成本,提高电厂的经济效益。

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范本

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范本

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范本一、引言尿素热解制氨是一种重要的工艺过程,它可以将尿素通过高温反应转化为氨气。

然而,在该过程中存在着一定的安全风险和能源浪费的问题。

为了确保该工艺的安全运行和能源的有效利用,本文将提供一份安全运行与节能优化的范本。

二、安全运行范本1. 设备安全1.1 确保设备的正常运行,及时发现和处理设备故障,确保设备的完好,并配备相应的应急排放系统。

1.2 严格执行设备的日常检修制度,按照规定对设备进行定期巡检和保养。

1.3 建立完善的设备保护装置和联锁装置,确保设备在异常情况下能够自动停机并排除故障。

1.4 定期对设备进行安全评估和隐患排查,确保设备的安全性能。

2. 危险源管理2.1 制定完善的危险源管理制度,对可能导致事故的危险源进行识别、评估和控制。

2.2 加强对危险品的储存和管理,确保其符合相关的规范和标准。

2.3 建立健全的事故应急预案,提前进行演练和培训,确保在事故发生时能够迅速响应和处理。

3. 人员培训与管理3.1 对相关人员进行岗前培训和定期培训,确保其具备相关的安全操作知识和技能。

3.2 建立健全的安全管理制度,对人员的安全行为进行监督和管理。

3.3 设立安全生产责任制,明确各级管理人员的安全职责和权限。

4. 环境保护4.1 严格执行环境保护法规和标准,确保工艺过程中的废气、废水和固体废物符合相关的排放标准。

4.2 加强对环境监测的管理,定期对环境参数进行监测和检测。

4.3 建立环境应急预案,针对可能发生的环境事故进行预防和应对。

三、节能优化范本1. 工艺优化1.1 优化反应条件,以提高反应转化率和产氨效率。

1.2 引入高效催化剂,降低反应温度和压力,以减少能量消耗。

2. 设备改造与节能技术应用2.1 对设备进行节能改造,如增加换热器、增加废热回收装置等。

2.2 使用先进的能耗监测与控制系统,对设备的运行进行动态调整,以达到最佳的节能效果。

3. 能源管理3.1 建立能源管理制度,对能源的使用进行计量和监控。

合成氨工业节能减排研究论文[优秀范文5篇]

合成氨工业节能减排研究论文[优秀范文5篇]

合成氨工业节能减排研究论文[优秀范文5篇]第一篇:合成氨工业节能减排研究论文摘要:随着国民经济和技术的发展,我国的合成氨工业的产能和技术已发展到世界先进水平。

但随着合成氨工业的发展,节能减排问题也日益突出。

本文通过对合成氨工业的特点的分析,提出了有关于节能减排的几点建议,给相关部门提供参考。

关键词:合成氨;节能减排;1我国合成氨工业的基本情况我国的合成氨工业目前处于世界领先的水平,主要以煤为原料经济实惠。

因其具有成本低,应用方便的特点,今后的仍然会是我国合成氨工业的主要原料。

2合成氨工业节能减排的探究2.1分析节约能源的潜能氨的热值大约是22.4GJ/t;合成氨的过程是一个消耗大量能量的过程,这也使合成氨工业成为高耗能产业之一。

根据现在的局面可以看出,国外先进的合成氨工业和中国大型合成氨工业相比,我国合成氨工业耗40-60GJ能量才能够生产一吨产品氨,国外的能源消耗要比中国减少一半,因此我国合成氨工业的节能减排改造迫在眉睫。

2.2分析降耗工段原料转化过程能耗最多的一个工段之一,在整个过程中直接影响合成氨综合能耗。

另整个过程中热能的利用、换热、冷却过程的热量消耗也较大,70%以上的热能损耗都在这一环节。

2.3分析动力的耗能全装置耗能和付出初级能源代价耗能在总能耗约占据37.68%,它们的消耗数量分别为3.21GJ/t和11.48GJ/t,其中合成气压缩机消耗能量超过50%。

制造30%的动力能源就需要消耗一份初级能源,所以对这方面节能是非常有必要的。

动力能源的目的是为了克服装置阻力进行工艺气输送和提供氨合成工序氨合成反应所需的高压。

从表面看,原料转化过程大部分能源消耗发生的阶段,但是氨合成工序实际上成为合成氨工业中动能消耗量最大的一个阶段。

3合成氨的节能措施3.1改良流体输送设备3.1.1采用汽轮机驱动提供合成氨动力源我国电力大部分以煤为原料制蒸汽驱动汽轮机发电,汽—电转化与电力输送、电—动力转化是能源消耗高的主要因素之一,其转化效率不足70%,而汽轮机直接驱动离心透平压缩机、合成循环机及大型泵类提供动力源省去这一能耗过程,转化效率高达90%以上,是节能减排最有效的措施之一。

尿素水解制氨工艺设计及运维经验探讨

尿素水解制氨工艺设计及运维经验探讨

尿素水解制氨工艺设计及运维经验探讨摘要:火力电厂烟气SCR脱硝工艺中氨系统的设计及运维经验探讨,着重论述了制氨系统设计、流程、运维及安全注意事项等。

并从工程实例出发,更加直观地展现了SCR工艺系统的设计布置方法。

为火力电厂同类工程提供技术参考和依据,以提高电力企业的生产安全性和可靠性。

关键词:火力电厂;烟气SCR脱硝;尿素水解制氨系统引言华能某电厂现役四台机组,采用选择性催化还原(SCR)工艺。

在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况(BMCR)、处理100%烟气量条件下,催化剂层数按2+1(初装+备用)设置,在锅炉正常负荷范围内,工艺系统按入口NOx浓度500mg/m3、处理100%烟气量设计。

1烟气SCR脱硝设计依据烟气脱硝系统采用尿素水解+SCR技术,尿素水解器由设计院设计,2014年投产(此种方式在全国当时属于首例),共两台水解反应器,两条供氨管路,同时供应本单位所有锅炉,两台水解反应器出口设联络阀,每台水解器设计纯氨出力283.5kg/h,公用一套还原剂储存、尿素水解法制氨系统,并按照85%脱硝效率设计。

氨气是无色、有强烈刺激性气味的气体,分子式为NH3。

尿素水解制氨原理是尿素水溶液在一定温度下会发生水解反应生成氨气。

其化学反应式为:NH2-CO-NH2(CH4N2O)+H2O→2NH3+CO2。

设计工况下,反应器温度160℃、反应器压力0.55MPa。

水解反应器出口气体成分:NH3:37.5%;CO2:18.75%;H2O:43.75%(体积含量)。

水解器内的尿素溶液浓度可达到35~50%,气液两相平衡体系的压力约为0.55~0.65MPa,温度约为130~150℃。

尿素水解系统包括尿素水解反应器模块、计量模块、尿素水解系统设置尿素搅拌溶解系统、尿素给料输送存储系统、尿素水解系统、蒸汽减温减压系统、空压机系统及排污系统。

主要设计的所属设备有:斗式提升机、尿素溶解罐、尿素溶解罐搅拌器、混合给料泵、尿素溶液输送泵、尿素溶液储罐、水解器、疏水箱、疏水泵、除盐水箱、除盐水加压泵、减温减压器、地坑泵、空压机、压缩气干燥塔、压缩器储气罐、氨气-空气混合器、涡流混合器等。

尿素热解法制氨工艺原理

尿素热解法制氨工艺原理

尿素热解法制氨工艺原理尿素热解法制氨工艺是一种通过加热尿素分解产生氨气的方法。

其原理如下:1. 尿素分解:尿素(CO(NH2)2)在高温下分解成氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)。

尿素分解的化学反应如下:CO(NH2)2 -> NH3 + CO22. 逆反应:尿素热解生成的氨气和二氧化碳在高温下可能会发生逆反应,重新生成尿素。

这个反应被称为热还原。

热还原反应的化学反应如下:NH3 + CO2 -> CO(NH2)23. 温度控制:为了促进尿素分解的反应进行,需要将反应温度控制在较高的范围内,通常为250℃至400℃之间。

在这个温度范围内,尿素会快速分解生成氨气和二氧化碳。

同时,为了避免热还原反应的发生,需要控制反应温度高于尿素热还原温度,通常为500℃以上。

4. 催化剂:尿素热解反应通常在催化剂的存在下进行,常用的催化剂有金属氧化物,如镍、钼、铅等。

这些催化剂可以提高尿素热解反应的速率和选择性,并降低反应温度。

尿素热解法制氨工艺在工业上广泛应用,其具有高效、低能耗、环保等优点。

通过适当的温度控制和催化剂的使用,可以使尿素在较短的时间内高效地分解产生氨气。

尿素热解法制氨工艺还涉及以下几个方面的原理:1. 反应动力学:尿素热解反应的速率受到反应物浓度、温度和催化剂的影响。

通常情况下,反应速率随着反应物浓度的增加而增加,但在高浓度下可能会发生缓慢的表观反应速率。

此外,随着温度的升高,反应速率也会增加。

催化剂的存在可以提高反应速率和转化率,同时提高反应的选择性。

2. 化学平衡:尿素热解产生的氨气和二氧化碳反应会生成尿素。

因此,在反应进行时需要控制反应的温度和其他条件,使得生成氨气的速率远远高于生成尿素的速率。

这样可以实现氨气的连续产生。

3. 产物回收:在尿素热解制氨过程中,除了生成的氨气外,还会产生二氧化碳等副产物。

为了实现氨气的高效回收利用,通常采用吸收法或冷却法来将氨气从气体混合物中分离出来。

脱硝系统尿素水解制氨工艺运行成本分析及优化设计

脱硝系统尿素水解制氨工艺运行成本分析及优化设计

2020年第1期(总第172期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2020年1月节能减排脱硝系统尿素水解制氨工艺运行成本分析及优化设计杨炜明1,李二欣2(1.河北衡丰发电有限责任公司,河北衡水053000; 2.国电环境保护研究院有限公司,江苏南京210031)摘要:液氨在运输、储存、使用等环节存在较大的安全隐患,脱硝系统液氨供氨工艺正逐步被尿素制氨工艺替代。

详细梳理了尿素水解制氨工艺运行过程中消耗的资源,并以2x330MW机组尿素水解制氨项目改造为例,计算了系统正常运行期间各资源消耗量及费用,据此提出降低运行费用的努力方向及系统设计优化方式。

关键词:液氨;尿素水解;制氨;运行费用中图分类号:X511文献标识码:A文章编号:2095-0802-(2020)01-0074-03Operation Cost Analysis and Optimization Design of Urea Hydrolysis Ammonia Process inDenitration SystemYANG Weiming1,LI Erxin2(1.Hebei Harv Power Generation Co.,Ltd.,Hengshui053000,Hebei,China; 2.State Power Environmental Protection ResearchInstitute Co.,Ltd.,Nanjing210031,Jiangsu,China)Abstract:Because liquid ammonia has great potential safety problems in transportation,storage and use,the ammonia supply by liquid ammonia of denitrification system is gradually replaced by ammonia production of urea.This paper combed the resources consumed in the operation of urea hydrolysis ammonia production process in detail,and calculated the consumption and cost of resources during the normal operation of the system by taking the revamping of urea hydrolysis ammonia production project of2x 330MW units as an example,based on which,the direction of efforts to reduce the operation cost and the optimization mode of system design were proposed.Key words:liquid ammonia;urea hydrolysis;ammonia production;operating cost近些年,化工行业接连发生危害较大的爆炸事件,引起恶劣的社会影响,造成严重的生态环境伤害。

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化(3篇)

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化(3篇)

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化尿素热解制氨工艺是一种常用的化学工艺,用于生产氨气。

在工业生产中,保证工艺的安全运行和实现节能优化是非常重要的。

本文将分析尿素热解制氨工艺的安全运行和节能优化,并提出相关的建议。

一、尿素热解制氨工艺的安全运行1. 设备选型和设计合理性在尿素热解制氨工艺中,设备的选型和设计对安全运行至关重要。

首先,应选择符合国家标准和行业要求的设备供应商,并对设备的质量进行严格把关。

其次,设备的设计应符合工艺要求及相关安全规范,包括设备的结构强度、耐压性能、防爆措施等。

2. 安全操作规程和操作培训对于尿素热解制氨工艺,员工务必熟悉相关的操作规程,并严格按照规程进行操作。

此外,应定期组织操作培训,提高员工的操作技能和安全意识,以减少操作错误和事故的发生。

3. 定期设备检查和维护尿素热解制氨工艺中的设备应定期进行检查和维护,以确保其正常运行和安全性。

定期检查可以发现和解决潜在的故障和问题,维护可以保持设备的良好状态,并防止设备过早损坏或失效。

4. 安全监测和应急预案在尿素热解制氨工艺中,应设置相应的安全检测设备,监测关键参数和气体浓度等。

同时,应建立完善的应急预案,并进行定期演练,以应对可能发生的事故和紧急情况。

二、尿素热解制氨工艺的节能优化1. 余热回收利用尿素热解制氨过程中产生的热量可以回收利用,用于加热和提供其他热能需求。

可以采用余热回收装置,将废热回收供热或发电,从而实现能源的节约利用。

2. 采用高效催化剂和催化剂再生技术选择高效的催化剂可以提高氨合成反应的转化率,减少副产物的生成,从而节约原料和能源消耗。

另外,采用催化剂再生技术可以延长催化剂的使用寿命,减少催化剂的消耗和排放。

3. 提高设备热效率和运行稳定性通过提高设备的热效率,如增加换热面积、优化流体力学设计等,可以减少能源的损失。

同时,保持设备的运行稳定性,避免频繁的停机和启动,可以提高工艺的节能效果。

4. 优化工艺条件和操作参数通过分析和优化工艺条件和操作参数,如反应温度、压力、进料比例等,可以降低工艺的能耗和原料消耗。

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化(2篇)

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化(2篇)

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化目前在众多的火力发电厂脱硝技术中,选择性催化还原工艺(SCR)和选择性非催化还原工艺(SNCR),是应用最为广泛的两种技术。

脱硝还原剂主要来源有氨水、液氨和尿素三种,又以液氨和尿素应用最为广泛。

由于尿素在运输、储存及电厂操作方面具有的安全性优势,越来越多的火力发电厂选用尿素作为脱硝还原剂。

尿素热解制氨工艺成为了烟气脱硝装置的核心技术之一。

但是,尿素在热解过程中,往往伴随着尿素热解不充分,导致热解系统出现结晶、堵塞等问题,并成为影响烟气脱硝装置长周期安全稳定运行的隐患。

石景山热电厂xx年完成了全厂4台670吨燃煤锅炉烟气脱硝环保改造工程。

锅炉烟气脱硝工程采用炉内低NOx燃烧器与SCR相结合的技术措施。

其中,脱硝还原剂采用尿素热解制氨工艺,将50%尿素溶液使用专用的雾化喷射装置喷入到热解炉中,尿素溶液雾滴在热解炉内350~600℃的环境下迅速完成分解制NH3过程,而尿素热解所需要的热量是通过燃用0#轻柴油得到。

脱销改造工程竣工投产后在尿素热解装置系统中相继出现以下主要问题:1、脱硝尿素热解炉在实际运行中,尿素热解炉及喷射系统内均不同程度的出现结晶、堵塞问题,严重时,曾发生过热解炉因大面积结晶堵塞被迫停运的情况。

经调研,在北京、上海、深圳、河北、山西等地,很多电厂使用的尿素热解装置同样存在尿素热解反应不充分、热解炉大量产生沉积物的问题。

部分电厂采用提高热解室出口温度的方法消除热解炉中的沉积物,由此增加了尿素热解的能耗与运行费用。

尿素热解反应不充分、热解装置产生大量沉积物已是国内较为常见的问题。

2、尿素热解装置运行费用高。

单台热解炉每年的0#轻柴油消耗量432吨,费用达到350余万元,石热电厂4台脱硝热解炉每年消耗柴油的成本支出高达约1500万元。

为减少燃油消耗,降低运行成本,石热电厂根据现有热源条件,于xx年自主完成了尿素热解炉稀释风源的改造:利用锅炉高温热一次风(280~320℃)替代原稀释风系统。

火力发电厂尿素制氨系统运行导则

火力发电厂尿素制氨系统运行导则

火力发电厂尿素制氨系统运行导则下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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火力发电厂尿素水解制氨系统调试导则

火力发电厂尿素水解制氨系统调试导则

火力发电厂尿素水解制氨系统调试导则1. 引言火力发电厂尿素水解制氨系统是一种重要的能源生产过程,通过将尿素水解为氨气来供应燃料,以增加燃烧效率和减少对环境的影响。

为了确保系统能够正常运行并达到设计要求,需要进行系统调试。

本文将提供一套详细的调试导则,以帮助工程师们顺利进行尿素水解制氨系统的调试工作。

2. 调试前准备工作在开始调试之前,需要进行一系列准备工作,包括但不限于以下内容:2.1 系统检查•检查所有设备和管道连接是否牢固,并修复任何可能的漏洞。

•检查仪表和控制系统是否正常工作,并测试其准确性。

•检查所有阀门和泵的操作是否正常,并确保其能够按需打开或关闭。

2.2 安全措施•建立必要的安全措施,如设置紧急停机按钮、安装警示标识等。

•员工必须穿戴适当的个人防护装备,如安全帽、护目镜、防护服等。

•确保所有人员都熟悉应急预案,并进行相应的培训。

2.3 调试工具和设备•准备必要的调试工具和设备,如压力表、温度计、流量计等。

•确保这些工具和设备经过校准,并处于良好的工作状态。

3. 调试步骤3.1 初始设置•打开尿素供料系统,并确保供料稳定。

•开启氨气收集系统,并确保收集器正常工作。

•打开冷却水系统,并调整冷却水温度至合适范围。

3.2 氨气生成•调整尿素供料速率,以控制氨气生成速率。

•监测氨气产量和浓度,确保其符合设计要求。

3.3 氨气收集与净化•调整收集器的操作参数,以提高氨气收集效率。

•使用适当的净化装置,如吸附剂或膜分离器,去除氨气中的杂质。

3.4 检测与控制•定期对关键参数进行检测,如氨气浓度、压力和温度。

•根据检测结果,调整系统的控制参数,以保持系统的稳定运行。

3.5 故障排除•当发生故障时,及时采取措施进行排除,并记录故障原因和解决方案。

•对于严重的故障,必要时暂停调试工作,并寻求专业技术支持。

4. 调试记录和报告在调试过程中,应详细记录每一步的操作、参数变化和检测结果。

调试结束后,编写一份详细的调试报告,包括但不限于以下内容:•调试过程中遇到的问题和解决方案。

尿素分解生成氨气环评

尿素分解生成氨气环评

尿素分解生成氨气环评
尿素分解生成氨气的过程主要涉及以下反应:
CO(NH2)2 → NH3 + H2CO
尿素分解反应发生在高温和碱性条件下。

一般来说,当尿素与碱性催化剂(如氢氧化钠、氢氧化钾等)一起加热时,尿素会发生分解反应,生成氨气和甲醛。

这是一个放热反应,温度越高,反应速率越快。

尿素分解生成氨气的环评主要考虑以下几个方面:
1. 环境影响:尿素分解反应会产生氨气,氨气具有刺激性气味并对环境有一定的影响。

尿素分解过程中产生的甲醛也是一种挥发性有机物,对空气质量有一定影响。

2. 安全性:在尿素分解过程中,反应温度较高,需要采取相应的安全措施,以防止温度过高导致爆炸等事故发生。

3. 废物处理:尿素分解反应产生的废物需要进行科学的处理和处置,以减少对环境的负面影响。

4. 节能环保:尿素分解反应可以利用产生的氨气用于其他工艺或应用,以节约能源和减少对环境的影响。

综上所述,尿素分解生成氨气的环评需要考虑环境影响、安全
性、废物处理和节能环保等方面,以确保该过程在环保和可持续发展的前提下进行。

尿素热解制氨系统方案

尿素热解制氨系统方案

1主要设计原则及技术要求3.1 主要设计原则1)脱硝工艺采用 SCR法。

2)本方案脱硝系统运行的锅炉负荷 (MCR) 设计条件下限为 ~60% (即60~100% BMCR)。

3)采用尿素SCR工艺的烟气脱硝技术,若锅炉已有低NOx燃烧技术(LNB),烟气脱硝技术应与之配合使用;4)吸收剂采用尿素。

使用50%尿素水溶液(wt%)作为SCR烟气脱硝系统的还原剂;按氨流量要求每台炉167kg/hr来设计;5)脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。

6)脱硝设备年利用小时暂按6000小时考虑,年运行时间暂按 8000小时考虑。

7)脱硝系统整套装置的可用率在正式移交后的一年中大于98%8)装置服务寿命为30年。

3.2 主要技术要求1)本工程采用尿素热解法制备脱硝还原剂,全厂2台锅炉共用一个还原剂储存与供应系统。

2)尿素热解制氨工艺和设备具有可靠的质量和先进的技术,能够保证高可用率和低物耗,完全符合环境保护要求,便于运行维护。

3)所有的设备和材料应是新的和优质的。

4)机械部件及其组件或局部组件应有良好的互换性。

5)确保人员和设备安全。

6)观察、监视、维护简单。

7)运行人员数量少。

8)在设计上要留有足够的通道,包括施工、检修所需要的吊装与运输通道及消防应急通道。

3.3规范、规程和标准参考和规章要求 - 中国工作根据适合中国法规的设备GB8978-1996《污水综合排放标准》GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》DB11/139-2002《北京市锅炉污染物综合排放标准》GBZ2-2002《作业环境空气中有害物职业接触标准》DL5033-1996《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》GB50187-93《工业企业总平面设计规范》DL5028-93《电力工程制图标准》SDGJ34-83《电力勘测设计制图统一规定:综合部分(试行)》DL/T5032-94《火力发电厂总图运输设计技术规程》DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》DL/T5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》YB9070-92《压力容器技术管理规定》GBl50-98 《钢制压力容器》GB50260-96 《电力设施抗震设计规范》DL5022-93 《火力发电厂土建结构设计技术规定》GB4272-92 《设备及管道保温技术通则》DL/T630-2001 《火力发电厂保温材料技术条件》DL/T5072-1997 《火力发电厂保温油漆设计规程》GB12348-90 《工业企业厂界噪声标准》GBJ87-85 《工业企业噪声控制设计规范》DL/T5054-96 《火力发电厂汽水管道设计技术规定》SDGJ6-90 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》GBJ16-1987(2002)《建筑设计防火规范》GB50160-92(1999)《石油化工企业设计防火规范》GB50229-1996 《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50116-98 《火灾自动报警系统设计规范》DL/T5041-95 《火力发电厂厂内通信设计技术规定》GBJ42-81 《工业企业通讯技术规定》NDGJ16-89 《火力发电厂热工自动化设计技术规定》DL/T657-98 《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T658-98 《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》DL/T659-98 《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》NDGJ92-89 《火力发电厂热工自动化内容深度规定》DL/T5175-2003 《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》DL/T5182-2004 《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定》GA/T75-94 《安全防范工程程序与要求》GB14285-93 《继电保护和安全自动装置技术规程》GB50062-92 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》DL/T 5153-2002 《火力发电厂厂用电设计技术规定》DLGJ56-95 《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》GB9089.4-92 《户外严酷条件下电气装置装置要求》GB7450-87 《电子设备雷击保护导则》GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》GB12158-90 《防止静电事故通用导则》GB50052-95 《供配电系统设计规范》GB50054-95 《低压配电设计规范》GB50055-93 《通用用电设备配电设计规范》GB50056-93 《电热设备电力装置设计规范》GB50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB50217-94 《电力工程电缆设计规范》DLGJ154-2000 《电缆防火措施设计和施工验收标准》GB12666.5-90 《耐火试验(耐高温电缆)》DL/T621-97 《交流电气装置的接地》CECS31:91 《钢制电缆桥架工程设计规范》DLGJ158-2001 《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》GB50017-2003 《钢结构设计规范》GBJ135-90 《高耸结构设计规范》GB50003-2001 《砌体结构设计规范》GB50040-96 《动力机器基础设计规范》JGJ107-96 《钢筋机械连接通用技术规程》GB/T11263-1998 《热轧H型钢和部分T型钢》YB3301-92 《焊接H型钢》YB4001-91 《压焊钢格栅板》NDGJ5-88 《火力发电厂水工设计技术规定》GBJ14-87 1997版《室外排水设计规范》GBJ13-86 1997版《室外给水设计规范》GBJ69-84 《给水排水工程结构设计规范》DLGJ24-91 《火力发电厂生活、消防给水和排水设计技术规定》2工艺系统说明脱硝用还原剂主要有液氨、氨水和尿素。

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尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。

目前在众多的火力发电厂脱硝技术中,选择性催化还原工艺(SCR)和选择性非催化还原工艺(SNCR),是应用最为广泛的两种技术。

脱硝还原剂主要来源有氨水、液氨和尿素三种,又以液氨和尿素应用最为广泛。

由于尿素在运输、储存及电厂操作方面具有的安全性优势,越来越多的火力发电厂选用尿素作为脱硝还原剂。

尿素热解制氨工艺成为了烟气脱硝装置的核心技术之一。

但是,尿素在热解过程中,往往伴随着尿素热解不充分,导致热解系统出现结晶、堵塞等问题,并成为影响烟气脱硝装置长周期安全稳定运行的隐患。

石景山热电厂20xx年完成了全厂4台670吨燃煤锅炉烟气脱硝环保改造工程。

锅炉烟气脱硝工程采用炉内低NOx燃烧器与SCR相结合的技术措施。

其中,脱硝还原剂采用尿素热解制氨工艺,将50%尿素溶液使用专用的雾化喷射装置喷入到热解炉中,尿素溶液雾滴在热解炉内350~600℃的环境下迅速完成分解制NH3过程,而尿素热解所需要的热量是通过燃用0#轻柴油得到。

脱销改造工程竣工投产后在尿素热解装置系统中相继出现以下主要问题:1 、脱硝尿素热解炉在实际运行中,尿素热解炉及喷射系统内均不同程度的出现结晶、堵塞问题,严重时,曾发生过热解炉因大面积结晶堵塞被迫停运的情况。

经调研,在北京、上海、深圳、河北、山西等地,很多电厂使用的尿素热解装置同样存在尿素热解反应不充分、热解炉大量产生沉积物的问题。

部分电厂采用提高热解室出口温度的方法消除热解炉中的沉积物,由此增加了尿素热解的能耗与运行费用。

尿素热解反应不充分、热解装置产生大量沉积物已是国内较为常见的问题。

2 、尿素热解装置运行费用高。

单台热解炉每年的0#轻柴油消耗量432吨,费用达到350余万元,石热电厂4台脱硝热解炉每年消耗柴油的成本支出高达约1500万元。

为减少燃油消耗,降低运行成本,石热电厂根据现有热源条件,于20xx年自主完成了尿素热解炉稀释风源的改造:利用锅炉高温热一次风(280~320℃)替代原稀释风系统。

但是,由于锅炉使用回转式预热器,锅炉热一次风中含尘量较高,在热解炉改用锅炉热一次风后,热解炉及喷氨管线出现了粉尘沉积、堵塞的问题。

使用锅炉热风做为热解炉稀释风,可以降低运行成本,但由于尿素热解不充分以及热风携带的粉尘均会堵塞喷氨管线。

特别是喷氨格栅的喷氨支管堵塞后,会导致SCR喷氨格栅氨气/烟气配比失衡,SCR反应器局部氨逃逸率增大,进而引起脱硝效率降低、脱硝物料消耗增加等负面影响。

氨逃逸量增加还会使锅炉烟气系统硫酸氢铵生成量上升,甚至会造成预热器堵塞、除尘器电场极板大量粘灰造成电场封闭等后果。

因此,尿素热解不充分以及高含尘量的热风,均会对烟气脱硝装置以及锅炉主要设备的安全稳定运行构成威胁。

针对石热电厂烟气脱销系统运行中发生的问题,我们组织专业技术人员与北京科技大学化学与生物工程学院化学系对对尿素热解系统沉积物的成因及处理对策开展分析和研究。

通过尿素热解过程的研究及尿素热解系统沉积物分析结果得出以下结论:(1)尿素热解装置的沉积物主要成份为三聚氰酸;(2)尿素热解装置产生沉积物的原因是局部反应环境温度过低。

脱硝热解及喷氨系统产生结晶的根本原因在于尿素溶液喷射至热解炉内部后,初步分解成NH3和HNCO(异氰酸)后,出现局部温度快速下降,使部分异氰酸进一步分解的反应条件不够强烈,影响其进一步与水反应生成NH3和CO2,而是发生聚合反应形成颗粒并在系统内沉降,即形成结晶。

结合石热电厂现场设备运行情况,我们针对“反应区域温度、尿素雾化效果、尿素雾滴在高温区的停留时间”三个影响异氰酸分解的主要原因进行了设备优化改造。

1 提高保温质量将热解炉出口至喷氨格栅的沿程管道及设备保温厚度由25mm增加50mm,并在加强了局部防风、防雨性能。

采取上述措施后,进入喷氨格栅前的热解气体温度普遍提高了15℃,原来露天布置的喷氨格栅应对大风、雨雪等不利环境的能力得到大幅提升,解决了喷氨格栅局部反应环境温度过低出现结晶堵塞的问题。

2 提高尿素溶液雾化质量(1)稳定雾化风压力。

我们一是将尿素雾化风源由杂用压缩空气系统(运行压力0.35-0.6Mpa)改为仪用压缩空气系统(运行压力0.55-0.6Mpa),改造后雾化风压力稳定性得到大幅提升,解决了因雾化空气压力不稳造成雾化效果降低的问题。

(2)提高雾化压缩空气品质,避免喷嘴堵塞。

我们在雾化压缩空气管道上加装了高精度三重(除水、油、杂质)空气过滤器,用于去除压缩空气中的杂质,提高雾化空气品质,并将过滤器至尿素喷枪的管道全部更换为不锈钢材质,彻底解决了压缩空气中携带杂质堵塞喷嘴的问题。

(3)自主完成尿素喷枪改造。

在改善、提高雾化空气品质后,虽然尿素喷枪的雾化效果得到明显提高,仍难以将尿素溶液完全雾化,尿素热解不充分的问题虽得到明显缓解但仍未得到根治。

为了得到更好的雾化效果,我们自主进行尿素喷枪的改良,并研制出新型的雾化喷嘴。

新型喷嘴采用大气液混合室设计,增加了气液两相混合的时间与空间,在混合室内雾化空气对尿素溶液的扰动增强,尿素溶液与雾化空气混合更为均匀。

设计更为合理的雾化喷孔内径,提高混合液初始喷射流速,使气液混合流得到二次雾化,彻底解决了尿素溶液雾化效果差的问题。

同时,对雾化喷嘴的喷射夹角进行了优化设计,适当的喷射覆盖面,可以避免尿素溶液直接喷射到热解炉内壁上,解决了热解炉内壁形成“低温区”产生结晶物问题,并避免了多支尿素喷枪喷射面相互重叠形成“交叉覆盖”产生大液滴的问题。

该尿素雾化装置具有以下特点:(1)超大混合室设计,确保尿素溶液与雾化源充分混合;(2)优化设计雾化喷射角;(3)超音速雾化喷射流速。

气-液两相流通过雾化喷孔的流速达到655~786m/s,超音速喷射流速使气、液两相流体二次混合更为充分、雾化更彻底。

(4)生产制造成本低。

新型雾化喷嘴采用316 L不锈钢材料制造,每只喷嘴制作成本为400元,仅为进口同类产品价格的1/10。

该技术20xx年获首都职工自主创新成果三等奖,20xx 年获得国家知识产权局专利。

专利编号ZL 2013 2 0800389.9。

石热电厂自20xx年开始应用优化改良的尿素喷枪,历经2年多的时间考验,4台机组热解炉及喷氨管道沿程均未出现三聚氰酸结晶,尿素热解系统结晶堵塞的问题得到了彻底根治。

3、针对20xx年为了节能降耗,将尿素热解炉稀释风源改造为利用锅炉高温热一次风(280~320℃)替代原稀释风系统而导致的热解炉及喷氨管线出现粉尘沉积、堵塞的问题,石景山热电厂成功研制、开发适用于高温环境的多管式旋风除尘器装置,去除热一次风粉尘。

采用该套除尘装置投运后,一举解决了粉尘堵塞、磨损喷氨系统的问题。

该除尘装置具有以下主要特点:1) 除尘性能稳定,对锅炉热一次风携带粉尘(粒径<20μm)除尘率大于85%;2) 耐高温,可在300~350℃高温环境下长周期稳定运行;3) 耐磨损,采用耐磨材质制造,具有高耐磨、耐酸腐蚀性;4) 压损小,除尘器整体阻力<500Pa;5) 投资费用低,成本回收周期短。

热一次风除尘装置设备投资费用不足30万元,投资回收周期仅需要3个月。

该技术20xx年获首都职工自主创新成果二等奖。

并获得国家知识产权局专利,专利编号ZL 2013 2 0792168.1。

目前,该装置在石热电厂连续运行已达到一年,经实际检验,可以有效的减少热风中尘含量,预防和避免脱硝喷氨系统的堵塞。

4、完善辅助设施,细化维护制度(1)脱硝系统喷氨格栅小联箱加装一路吹扫风在检修中发现喷氨格栅喷嘴处积灰严重,有些喷嘴已在运行中被灰堵死,容易造成喷氨不均布,使氨逃逸增加。

我们在喷氨格栅小联箱上加装一路吹扫风,可以达到在线吹扫小联箱及喷氨枪管的目的。

(2)热解炉温度测点改进和完善。

对热解炉本体的三只温度测点(不耐高温,长时间运行容易烧弯,显示不准确)进行了改进,更换了耐高温的刚玉测点,能够保障长周期稳定运行;并在热解炉底部增加了壁温测点,便于实时监控热解室温度场变化,为分析热解炉内部燃烧及结晶情况提供了数据参考。

(3)制定细致的定期工作制度。

石热电厂针对尿素热解系统所暴露出的问题,制定《尿素喷枪定期试验制度及验收标准》、《脱硝SCR均布测试方法及定期试验制度》、《脱硝AIG定期检验制度》等一系列制度。

通过细致、完善的定期工作制度,保证了尿素热解以及喷氨系统长期处于良好的工作状态。

通过以上一系列的设备、系统及管理改进,使我公司锅炉脱硝尿素热解装置达到了安全、可靠的长周期运行的目的。

同时利用电厂烟气余热,一台机组尿素热解炉每年减少0#轻柴油消耗180余吨,柴油消耗量降幅达36.78%,年节约成本约140余万元。

以20xx年6月在石热电厂4号机组脱硝热解炉进行应用统计数据为例。

热解炉使用热一次风作为稀释风后,热解炉稀释风温度由145℃提高至275℃,每小时燃油量由59.07kg/h降至36.67kg/h,热解炉平均燃油消耗量减少了22.04kg/h,降幅达到37.93%。

4号炉脱硝热解炉当月节油量为16.132吨。

结束语当前,国内在尿素热解制氨工艺的研究与应用上仍处于起步阶段,相关领域的研究和可供借鉴的经验很少。

石热电厂通过对尿素热解过程中副产品的解剖分析,有助于相关环保技术公司以及应用单位对脱硝热解反应过程易发生的问题有更清晰的认识,对消化吸收及应用推广尿素热解制氨技术具有一定推动作用。

在控制、消除尿素热解过程中副产品方面,通过应用自主改良研发的尿素喷枪,提高尿素溶液雾化效果,提高尿素利用率,避免尿素热解过程中的副产品生成,有效的提高了脱硝装置运行安全、可靠性。

为国内尿素热解制氨工艺的应用单位提供了大量的可借鉴经验,推广后,对提高国内尿素热解制氨工艺的烟气脱硝装置运行安全可靠性具有积极作用。

在尿素热解装置应用锅炉热一次风方面,充分考虑锅炉热一次风含尘对脱硝热解系统的影响,并率先考虑应用多管式除尘器去除锅炉热一次风粉尘,为解决尿素热解装置使用锅炉热一次风的负面影响找到了一条可行之路。

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