尿素水解制氨技术及成套装置介绍 2×300MW 201312(出)

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优点:热解炉设备紧凑,进入中国市场早,案例多。 不足:尿素转化氨的效率低,不完全热解所产生的副产物易沉积,导
致其物耗高,由于其、燃料消耗量大,能耗不能随机组负荷降低而降 低,不能多机组公用。 典型供应商:美国燃料公司和北京洛卡公司
四、技术、经济分析
尿素热解事故
四、技术、经济分析
尿素热解事故
二、项目背景
因采用液氨蒸发工艺的脱硝还原剂制备工艺系统建设成本较低,液氨 蒸发工艺在我国被广泛用于火力发电厂的烟气脱硝工程中。
锐思环保公司在2006年就对液氨蒸发制备脱硝还原剂技术进行了研发, 并申请了多项国家专利 ( 专利号200820064513、201120152649、 201120151876 )。
四、技术、经济分析
当选者尿素作为还原剂时,目前,世界上主流的尿素制氨技术有水解 (Hydrolysis)和热解(Pyrolysis)两种。
四、技术、经济分析
一、尿素热解技术(Pyrolysis) 原理:利用辅助能源(燃油、电加热等)在350-650℃的温度范围,
将雾化的尿素溶液直接部分分解为氨气。 CO(NH2)2 → NH3 + HNCO HNCO + H2O → NH3 + CO2
从水解器排出来的氨气与从液氨蒸发器出来的氨气一样,根据DCS 需氨量信号给调节阀指定阀门开度,氨气经过氨气-空气混合器稀释(通 常为<5%)后通过氨气喷嘴进入烟道与烟道气混合后,再通过SCR反应器 进行还原反应,脱除NOx,根据SCR反应器出口测得的脱硝效率(或出口 浓度)重新对氨气调节阀指定新的开度调节氨气量。
选择性催化还原法(SCR)是目前世界 上技术最为成熟、应用最多的脱硝工 艺。
二、项目背景
SCR脱硝技术的原理是通过催化剂在合适的温度范围内使烟气中的NOX 与NH3产生反应生成对大气无害的N2与H2O,从而达到除去烟气中的NOX 的目的。
通常采用NH3做还原剂。 NH3源主要有:
氨水
液氨
尿素
大型燃煤电厂烟气脱硝 尿素水解制氨技术及成套装置
介绍材料( 2×300MW)
成都锐思环保公司 2013年
材料内容
1. 锐思环保公司简介 2. 项目背景 3. 技术原理及特点 4. 技术、经济分析 5. 项目进展及案例 6. 荣誉 7. 锐思优势
大型燃煤电厂烟气脱硝尿素水解制氨技术及成套装置 介绍材料
• 按《重大危险源识别》规定,氨作为有毒物质,储存量超过 10 吨,就 属于重大危险源。国家对重大危险源的审批是非常谨慎的。
• 对采用危化品作为原料的工程的环评、安评、道路运输等方面都有严格 的规定。
• 部分地方(陕西省、上海市)环保部门对采用液氨蒸发技术用于脱硝工 业的使用范围做了限制。
• 《建筑设计防火规范》、 《石油化工企业设计防火规范》 以及即将发布的《火力发电厂烟气脱硝设计技术规程》均 对液氨储罐与周围的道路、厂房、建筑等设施的防火间距 有着明确的要求。
5
河北邯郸电厂12#机组烟气脱硝
6
云南宣威9、10、11#机组烟气脱硝
7
新疆红雁池电厂1、2#机组烟气脱硝
8
湖北长源青山电厂12#机组烟气脱硝
9
太原第一热电厂1、2#机组烟气脱硝
10
大同一期1、2、3、4、5、6#机组烟气脱硝
11
江西丰城1、2、3、4#机组烟气脱硝工程
机组容量 2×600MW
2×350MW 2×330MW 3×300MW 1×200MW 3×300MW 2×330MW 1×330MW 2×330MW 6×330MW 4×340MW
三、技术原理及特点
布置方式:
单元制: 单元制既是一台水解器应用一台炉的二个SCR反应器,这种布置方式
通常将与热解炉一样设置的SCR钢架上。
公用制: 公用制是指一台水解反应器向多台炉的脱硝系统供氨,通常设置方
式为一拖二,或一拖三。 尿素水解制氨系统除采用常规单元制布置外还可以采用公用制系
统,公用制系统对多台炉情况下无论从管理和经济性都要优于单元制布 置。
712.8万 24.0万 1.62万 264.0万 1002.42万
尿素单价为2200元/吨 6000h小时/年
蒸汽单价为80元/吨
水单价为5元/吨
电费为0.4元/kwh
大型燃煤电厂烟气脱硝尿素水解制氨技术及成套装置 介绍资料
五、项目进展及案例
五、项目进展及案例
锐思环保公司的尿素水解制氨技术是联合四川大学在化工行业 应用非常广泛的尿素溶液深度水解工艺基础上研发而来,使其 能更方便的用于电厂烟气脱硝项目。
在华电宜宾电厂建成了一套中试装置,经过西安热工院的检测 并通过了中电联组织的专家评审,此项技术已经获得多项国家 专利。(专利号200920081993.4、20112030107.2,20112003971 3.0,201120046489.8)。
入选国家高技术发展计划(863计划)“我国高灰烟气对催化剂 性能影响研究及脱硝工程示范”子课题:烟气脱硝用尿素水解 制氨技术及成套设备的研究
二、项目背景
锐思环保公司 在采用液氨蒸发 作为脱硝还原剂制备技术方面 着丰 富的工程设计及工程实施经验:
2008年 承接工程
60余项工程
125MW ~1000MW
1500kg/h
二、项目背景
安全隐患大 审批难度大 占地面源自文库大
• 众所周知,液氨是一种有毒的危险化学品,当氨 气泄漏时,会造成相当大的危害。在液氨的运输、 卸料、储存、运行、检修等各个环节均存在安全 隐患。
大型燃煤电厂烟气脱硝尿素水解制氨技术及成套装置 介绍资料
四、技术、经济分析
四、技术、经济分析
还原剂制备技术
SCR、SNCR、SNCR-SCR等烟气脱硝技术均需要使用还原剂。目前的 还原剂主要来源包括:液氨、尿素和氨水。
氨自合成氨厂由液氨槽车运送到电厂氨区,利用槽车自身压力或氨 卸料压缩机增压的方式将其由槽车输入至储罐内储存。储罐内的液氨通 过管道或液氨泵送至蒸发器,在蒸发器内被加热气化,通过气氨缓冲罐 稳压后经管道送至SCR系统。液氨储罐及蒸发系统紧急排放的氨气则排入 氨气稀释罐中,经水吸收后排入废水池,再由废水泵送至主厂废水处理 系统。
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:反应器的腐蚀问题
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:氨气输送管道回凝堵塞
尿素水解制氨反应器含氨产品气回凝温度(露点)根据入口尿素溶 液浓度和出口压力不同而有所变化。产品气出口温度根据反应器反应温 度和露点图进行调整,调整方式有:
1)增加产品气再热段:通过在水解反应器含氨产品气出口增加采 用蒸汽加热的再热段,使产品气的温度高于露点温度一定值以防止产品 气回凝腐蚀、堵塞管道;(金堂1#炉采用此种方式)
氨水
液氨
尿素
一、锐思环保公司简介
大型燃煤电厂烟气脱硝尿素水解制氨技术及成套装置 介绍材料
二、项目背景
二、项目背景
最新的《火电厂大气污染物排放标准》已于2012年1月1日实施,其中 我国绝大部分地区火力发电厂的氮氧化物的排放限值为100mg/Nm3 。
大型燃煤电厂要达到“排放标准”的 要求,绝大多数电厂的烟气脱硝装置 需要采用选择性催化还原法(SCR)。
1
总投资
2
年运行成本
尿素费用
辅助蒸汽费用 水费
运行电费 合计
尿素水解法
尿素热解法
一、物料消耗
486
540
0
540
120
1100
二、投资及运行费用对比
~1700万
~1500万
备注 热解转化率按90%计
含尿素储存及溶解等所有 设备供货安装、电控等
641.52万 64.8万 1万 28.8万
736.12万
关于锐思环保水解制氨技术 项目进展(二)
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:反应器的腐蚀问题
尿素水解制氨反应是合成尿素的逆反应,在产氨过程中会产生一种 叫做氨基甲酸铵的中间体,是尿素水解制氨的主要腐蚀性物质,其腐蚀 性对温度较为敏感,不同温度区间对材料腐蚀速率变化较大,主要表现 为均匀腐蚀和晶间腐蚀。综合考虑反应操作温度区间内的抗腐蚀性能和 经济性,可以选择316L和2205双相不锈钢作为水解反应器设备本体材质。 试验内容、步骤及结果详见上海电力学院《尿素水解制氨反应器材质腐 蚀性能评价试验》。
一、锐思环保公司简介
一、锐思环保公司简介
成都锐思环保公司是1999年成立的一家面向电力行业的专业环 保工程公司,是四川省高新技术企业。
主要从事的业务有: 1、水处理工程设计及总承包。 2、电厂脱硫施工图设计。 3、电厂脱硝施工图设计。 4、电厂烟气脱硫辅助系统设计及总承包(脱硫废水) 5、电厂烟气脱硝还原剂制备系统设计及总承包。
根据水解反应的动力学关系,当需要的负荷改变时,控制压力不 变,改变进入水解反应器的尿素溶液量和提高反应器操作温度即能实现 产氨量的增加。
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:响应锅炉负荷慢的问题
但实际的情况是从机组负荷调整反馈到水解器控制系统,水解器改 变尿素溶液进料量、供热蒸汽流量到改变整个反应体系的温度从而控制 氨气瞬间发生量,这之间存在一段时间滞后,这也是传统水解制氨反应 器瞬间产氨量均存在的跟随响应机组负荷慢的问题。
三、技术原理及特点
尿素溶液制备车间
水解制氨
三、技术原理及特点
总体性能指标
反应温度:140~160℃ 反应压力:0.4~0.6MPa 尿素溶液浓度:40~60wt% 加热蒸汽压力:0.8~1.1MPa
单位时间水解速度
三、技术原理及特点
工艺参数:温度
100 110 120 130 140 150 160 温度℃
2)控制反应器出口压力:在反应器出口管道增加压力调节阀,降 低出口管道(阀后)的压力以降低产品气的露点,同时给产品气管道伴 热即可实现。(东胜项目采用此种方式)
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:氨气输送管道回凝堵塞
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:响应锅炉负荷慢的问题
解反应的动力学关系为: N=r×V=k×CA×V=k×NA
四、技术、经济分析
尿素热解事故
四、技术、经济分析
二、尿素水解技术(Hydrolysis) 原理:将一定浓度的尿素溶液在压力0.45~0.65MPa、温度140-160℃的
条件下进行水解反应,释放出氨气;根据加热方式可分为直接通入蒸汽 加热及盘管换热蒸汽加热两种。
CO(NH2)2 + H2O NH2-COO-NH4 2NH3 ↑+ CO2↑ 优点:工艺成熟,在国外电力行业和国内外化工行业应用广泛,反应条
件温和,除需要电厂低压蒸汽外不需要其它辅助能源,运行费用低。 不足:对设备材料的耐腐蚀性有一定要求。
典型供应商:美国walcho公司和 成都锐思公司
四、技术经济分析报告
2×300MW机组(2×135kg/h需氨量)投资、运行费用对比
项目
1 尿素耗量(kg/h)
2 除盐水耗(kg/h)
3
电耗(kw)
三、技术原理及特点
三、技术原理及特点
尿素水解制氨原理:
烟气脱硝用尿素水解制氨的基本原理是基于在一定温度、压力条件 下,尿素水溶液可以分解产生氨和二氧化碳,产生的氨气用作SCR工艺的 脱硝还原剂,其反应方程式为:
CO(NH2)2 + H2O NH2-COO-NH4 2NH3 ↑+ CO2↑
该反应广泛应用于尿素合成工艺中废水残余尿素的回收利用(尿素 深度水解工艺)。
五、项目进展及案例
通过了发改委和中电联组织的“大型燃煤电厂烟气脱硝用 尿素水解制氨技术及成套装置 专家评审会”
关于锐思环保水解制氨技术 项目进展(一)
序号 1
工程名称 四川成都金堂电厂61、62#机组烟气脱硝
2
辽宁大连开发区电厂1、2#机组烟气脱硝
3
内蒙古东胜电厂1、2#机组烟气脱硝
4
云南宣威电厂7、8、12#机组烟气脱硝
• 用液氨蒸发技术作为脱硝还原剂的电厂,占地面积大,征 地成本高,占地有限的老厂脱硝改造存在困难。
二、项目背景
随着脱硝技术的逐渐普及,为了有效降低还原剂在运输和使用过程中 的安全风险,越来越多的国家和地区开始采用其他氨源作为脱硝还原 剂的来源。
大型燃煤电厂烟气脱硝尿素水解制氨技术及成套装置 介绍材料
三、技术原理及特点
解决的主要技术问题:响应锅炉负荷慢的问题
产品气 0.4MPa
加热蒸汽
0.6MPa

冷凝疏水
尿素溶液
三、技术原理及特点
尿素水解制氨技术响应机组负荷慢是一个伪命题!
尿素水解器的瞬间产气量不需要与锅炉脱硝所需要的氨气量一一对 应,只需要从水解器瞬时排出的量与锅炉脱硝所需要的氨气量对应即 可。
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