尿素热解技术
尿素溶液热解系统概述和工艺设计
尿素溶液热解系统概述和工艺设计SCR烟气脱硝的还原剂应具有效率高、价格低、安全性高、仓储便利、占地面积小等特点，目前常用的还原剂主要有液氨、氨水和尿素三种。
液氨虽然具有来源广、投资费用低等优点，但因其是有毒物质，具有很强的安全威胁性和毒性，同样氨水也具有安全问题，这两种还原剂逐渐被尿素所取代。
尿素制氨工艺包括水解和热解两种技术，其中热解工艺具有很高的稳定性、安全性和可利用率，越来越受到业内的认可和青睐。
1 原理介绍2 流程介绍尿素热解法制氨系统分为尿素溶液制备系统和热解系统两部分，其中尿素制备包括斗提机、溶解罐、溶液给料泵、储罐、尿素溶液循环装置（HFD），热解包括计量分配装置（MDM）、电加热器（EH）、含喷射器（INJ）的绝热分解室（DC）。
（1）袋装尿素经过破袋后，由斗提机输送到溶解罐里，用除盐水将干尿素溶解成40～60%（一般为50%）质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。
（2）尿素溶液经由尿素溶液循环泵输送至计量分配装置母管接口，再通过循环管路经由背压控制阀回到尿素溶液储罐。
（3）50%尿素溶液结晶温度约为18℃，为防止设备及管路内溶液结晶，罐体需要内置蒸汽盘管，管路可设置疏水、电伴热并采用硅酸铝或岩棉管壳保温。
（4）尿素溶液经过计量分配装置精确地测量和控制输送到喷射器，经过雾化喷嘴喷入分解室后热解，生成NH3、H2O和CO2，分解产物喷入SCR脱硝系统。
（5）尿素热解采用锅炉热一次风或二次风，风量设计值由热平衡计算所得，风压不低于8.5KPa，如达不到此压力值，需设置增压风机。
用电加热器将高温空气加热到约350～600 ℃后进入绝热分解室。
3 核心设备的设计理念及优化3.1 尿素溶解罐材料采用S*****不锈钢，溶解罐除设有水流量和温度控制系统外，还采用输送泵将尿素溶液从储罐底部向侧部进行循环，使尿素溶液更好地混合。
尿素溶液浓度的精准配制是通过装在循环回路上的密度计信号控制溶解罐进水自动完成的。
尿素热解技术
尿素制氨SCR兑硝技术一、国内外脱硝还原剂制备现状目前大型电厂烟气脱硝主要采用选择性催化脱硝(SCR)技术，其化学反应机理比较复杂，但主要的反应是NH3在一定的温度和催化剂作用下，选择性地把烟气中的NOx还原为N2和水，目前最常用的还原剂制备方法一般有3种：液氨法、氨水法、尿素法。
1.1液氨法采用液氨法，具有投资少，运行费用较低等优点。
但根据我国《危险化学物品名表》(GB12268-90)和《重大危险源辨识》(GB18218-2000)的有关规定, 液氨在生产场所超过40t、储存场所超过100t时构成重大危险源，需报相关安全生产部门审批。
液氨的储存和制备系统在安全、消防和环保等方面需满足相关的规范，对电厂的日常运行和管理按二级重大危险源要求。
液氨储存和装卸场所应禁止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近，如表1所示。
据统计，我国95%以上的危险化学品涉及异地运输问题，例如液氨的年流动量达100多万吨，，其中80%是通过公路运输的。
国内外统计表明,危险化学品运输事故占危险化学品事故总数的30%~40%。
危险化学品公路运输事故频繁发生对社会公共安全造成了巨大的损失和潜在威胁。
此外，液氨具有极强的挥发性、腐蚀性，因此，在使用及运输过程中也容易产生泄露，从而导致事故的发生图1我国各种危险化学品事故发生比例2.2氨水法氨水法采用浓度为20%~25%的氨水溶液作为原料。
氨水储罐中的氨水通过加热装置使其蒸发，形成氨气和水蒸汽，送至烟气系统。
采用氨水法较液氨法相对安全，但同样存在安全隐患，且与其它常用方法比较运行费用最高。
因此90年代以后国际上已经很少采用氨水作为SCR脱硝还原剂。
2.3尿素法热解法：国际上应用的是由美国FuelTech公司设计的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术。
其技术要点为利用热空气作为热源，在450-600E来快速分解40%-55%的尿素水溶液。
其优点为：近常压热解，操作压力低。
其缺点和容易出现的故障现象有：1）燃油耗量大、运行费用高。
尿素法脱硝热解炉技术资料
烟气脱硝改造工程尿素热解装置工艺流程描述、系统运行及控制说明1. 系统概述尿素热解法制氨系统包括尿素储仓、干卸料、螺旋给料机、尿素溶解罐、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、供液泵、计量和分配装置、背压控制阀、绝热分解室(内含喷射器)、电加热器及控制装置等。
整套系统考虑夏天防晒，冬天防冻措施。
尿素粉末储存于储仓，由螺旋给料机输送到溶解罐里，用去离子水将干尿素溶解成40~55%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐；尿素溶液经由供液泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室内分解，生成NH3、H2O和CO2，分解产物经由氨喷射系统进入脱硝系统。
所设计的尿素制氨工艺满足：还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便、灵活、可靠；尿素制氨工艺配有良好的控制系统。
2. 主要设备（1）尿素储仓设置2套锥形底立式尿素筒仓，体积要满足全厂4台机组3天用量要求，碳钢制造，锥体内衬1Cr18Ni9Ti不锈钢。
筒仓设计考虑配备流化风或振动装置来防止尿素吸潮、架桥及堵塞。
此外，还应配有布袋过滤器，预留气力输送接口。
（2）尿素溶解罐设置两只尿素溶解罐，采用两套螺旋给料机将尿素输送到溶解罐。
在溶解罐中，用去离子水（也可使用反渗透水和冷凝水，不使用软化水）制成40~55%的尿素溶液。
当尿素溶液温度过低时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度高于82℃（确保不结晶）。
材料采用1Cr18Ni9Ti不锈钢，内衬防腐材质。
尿素溶液配制采用计量罐方式。
溶解罐除设有水流量和温度控制系统外，还采用输送泵将化学剂从储罐底部向侧部进行循环，使化学剂更好地混合。
（3）尿素溶液混合泵尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，每只尿素溶解罐设两台泵一运一备，并列布置。
此外，溶液混合泵还利用溶解罐所配置的循环管道将尿素溶液进行循环，以获得更好混合。
（4）尿素溶液储罐尿素溶液经由尿素溶液给料泵进入尿素溶液储罐。
设置两只尿素溶液储罐，满足4天的系统用量（40~55%尿素溶液）要求。
尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用
尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用引言：锅炉烟气脱硝工程是环保领域中的重要一环，其主要目的是降低锅炉烟气排放中的氮氧化物（NOx）浓度，减少大气污染对环境和人类健康的影响。
尿素热解和水解技术作为一种现代化的脱硝方法，其应用在锅炉烟气脱硝工程中逐渐受到关注。
本文将从尿素热解和水解技术的原理、应用以及优势等方面综合评估其在锅炉烟气脱硝工程中的价值和作用。
一、尿素热解和水解技术的原理1. 尿素热解技术原理尿素热解技术是利用高温下尿素分解生成氨和氰酸酯的反应过程。
尿素经过加热后产生氨气，而氨气可以与烟气中的NOx反应生成氮气和水，从而实现脱硝的目的。
2. 尿素水解技术原理尿素水解技术是将尿素与碱性溶液反应生成氨气的过程。
水解反应一般在碱性环境中进行，并通过调节反应条件和溶液浓度来实现对NOx 的脱除。
二、尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用1. 尿素热解技术的应用尿素热解技术因其简便、高效的特点在锅炉烟气脱硝工程中得到广泛应用。
通过在锅炉燃烧过程中注入尿素，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，达到减少大气污染的效果。
尿素热解技术还可以与其他脱硝技术相结合，提高脱硝效果。
2. 尿素水解技术的应用尿素水解技术是一种适用于低温、低压条件下的脱硝方法，因其操作简便、能耗低的特点受到关注。
该技术主要应用于小型锅炉和工业锅炉等烟气处理中，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，实现环境保护的目标。
三、尿素热解和水解技术的优势1. 高效性尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中具有高效的优势。
通过合理设计脱硝装置和优化工艺参数，可以实现高效的脱硝效果，使锅炉烟气排放中的NOx浓度大幅度降低。
2. 环保性尿素热解和水解技术对环境友好，其产生的副产物往往可以再利用。
在脱硝过程中，尿素经过热解或水解反应后生成的氮气、水和少量的氨气等对环境没有明显的污染。
3. 经济性尿素热解和水解技术的投资和运维成本相对较低，适用于各种规模和类型的锅炉。
尿素热解工作原理
尿素热解工作原理
尿素热解是指将尿素（H2NCONH2）在高温下分解成氨气和二氧化碳的化学反应。
它是
一种重要的化学反应，被广泛应用于化肥、燃料和聚合物工业等领域。
尿素热解的工作原
理与尿素分子的结构和化学性质密切相关，下面将对其进行详细阐述：
1.尿素分子的结构
尿素分子由两个氨基和一个甲酰基组成，化学式为H2NCONH2。
它是一种有机化合物，分子量为60.06 g/mol。
尿素的分子结构与含有双键的碳氢化合物类似，但其分子中的双
键被氧原子所代替。
2.尿素的物理性质
尿素在常温下为白色结晶体，易溶于水，但也能溶于乙醇和苯等极性溶剂。
尿素具有
的糖类甜味，而且还具有很强的吸湿性。
在300℃左右的高温下，尿素会发生热解反应。
3.尿素热解反应的机理
尿素热解反应的机理与尿素分子的结构密切相关。
当尿素被加热到一定温度时，尿素
分子中的N-C-N键断裂，形成两个氨基和一个甲酰基自由基，同时释放出一分子的水分子。
甲酰基自由基会被氧空气氧化为CO2，而氨基则被分解为氨气。
H2NCONH2 → H2O + CO2 + 2NH3
尿素热解的应用非常广泛。
在化肥工业中，尿素热解可用于生产氨、尿素和硝酸等各
种氮化合物。
在燃料领域中，尿素热解被用作SCR（选择性催化还原）技术的反应剂，用于减少柴油车辆废气中的氮氧化物排放。
此外，尿素热解反应也被应用于高分子材料的制备、生物质转化和化学分析等领域。
尿素热解脱硝技术在应用问题与前景
建立安全检查制度
定期对设备进行检查和维 护，及时发现和消除安全 隐患。
04
尿素热解脱硝技术前景展望
政策支持与市场驱动
政策支持
随着国家对环保要求的不断提高，政府出台了一系列鼓励环保技术发展的政策，为尿素热解脱硝技术的推广和应 用提供了有力支持。
市场驱动
随着环保意识的普及和市场对绿色产品的需求增加，尿素热解脱硝技术作为一种有效的脱硝手段，具有广阔的市 场前景。
运营成本较高
相比其他脱硝技术，尿素热解脱 硝技术的运营成本较高，包括原 材料、能耗、人工等方面的支出 。
政策支持不足
当前针对尿素热解脱硝技术的政 策支持相对较少，企业在推广和 应用过程中面临一定的政策风险 和资金压力。
未来发展趋势和机遇
技术创新不断推进
随着科技的不断进步和创新，尿素热解脱硝技术有望在设备性能、脱硝效率、运营成本 等方面实现突破。
环保意识提升带动需求增长
随着全球环保意识的不断提升，各国对于减少氮氧化物排放的要求将越来越严格，这将 为尿素热解脱硝技术提供更广阔的市场空间。
多元化应用场景拓展
除了传统的电力、化工等领域，尿素热解脱硝技术还有望在船舶、汽车等移动源领域得 到应用，进一步拓展其市场应用范围。
行业建议和呼吁
1 2 3
加强技术研发和创新投入
操作复杂性和安全性问题
操作复杂性
尿素热解脱硝技术需要精确控制温度、 压力、气体流量等多个参数，操作难度 较大。
VS
安全性问题
该技术涉及高温、高压等危险因素，如果 操作不当或设备故障，可能引发安全事故 。
03
尿素热解脱硝技术优化措施
提高催化剂活性及选择性
选用高性能催化剂
选择具有高活性和选择性 的催化剂，如钒钛系、锰 系等，以提高脱硝效率和
尿素热解技术创新
尿素热解技术创新摘要：尿素是一种广泛应用于化肥、合成树脂、医药等领域的重要化学品。
尿素热解技术是指通过热解反应将尿素转化为氨气和一氧化碳。
在过去的几十年中，随着社会经济的发展和环境保护要求的提高，尿素热解技术也在不断进行技术创新和改进。
本文主要介绍尿素热解技术的发展历程、技术特点及最新的创新成果。
一、尿素热解技术的发展历程尿素热解技术最早可以追溯到20世纪初。
最初是通过对尿素进行热解反应来生产氨气和一氧化碳。
随着化工工艺的发展和研究的深入，尿素热解技术逐渐被引入到合成氨、合成尿素和其他化工生产过程中。
20世纪60-70年代，尿素热解技术得到了进一步的提升和改进，特别是在氮肥生产中得到了广泛应用。
通过利用尿素热解技术，可以将尿素分解成氨气和一氧化碳，为制造合成氨提供原料，从而提高了氮肥生产的效率和质量。
二、尿素热解技术的技术特点1. 热解温度控制：尿素热解过程中，合理控制反应温度是关键。
通常情况下，尿素的热解温度为300-400摄氏度，通过控制反应温度，可以实现对产物氨气和一氧化碳的选择性产率。
2. 反应压力调节：在尿素热解过程中，反应压力的调节对反应速率和产物选择性也有重要影响。
通过合理调节反应压力，可以提高产物纯度和减少能耗。
3. 催化剂选择：在尿素热解反应中，选择合适的催化剂对提高反应速率和增加产物纯度具有重要作用。
目前，常用的催化剂有金属氧化物和过渡金属催化剂。
三、尿素热解技术的创新成果1. 高效催化剂的研发：近年来，科研机构和企业在尿素热解技术领域进行了大量的研究，成功研发了一系列高效催化剂，可以显著提高尿素热解反应的速率和产物的选择性。
2. 过程集成优化：通过过程集成技术，可以实现尿素热解反应的能耗降低和产物纯度提高。
一些企业在生产实践中采用了先进的过程集成技术，取得了良好的经济效益和环境效益。
3. 应用领域拓展：尿素热解技术不仅在化肥生产中得到广泛应用，还在合成树脂、医药、能源等领域具有巨大潜力。
尿素热解和水解的区别性报告
尿素热解和水解的区别性报告一、背景SCR技术中还原剂NH3的来源有3种：液氨〔anhydrous Ammonia〕、氨水〔Aqueous Ammonia〕和尿素〔Urea〕.由于液氨是危险化学品,随着国家对安全的日益重视,逐渐出台一系列相关的限制措施,使得电厂在用液氨时会在审批、工期、占地等诸多方面受到越来越多的制约,投运后通过环保验收的程序也较为繁琐；氨水也因为其运行成本居高不下而受到应用的局限.作为无危险的制氨原料,尿素具有与液氨相同的脱硝性能,是绿色肥料、无毒性,使用完全,因而没有法规限制,并且便于运输、储存和使用.目前在国内SCR 脱硝采用尿素为还原剂已经成为一种趋势,并逐渐成为主流,尤其是在一些重点区域和离居民区较近的城市电厂,已有了越来越多的应用.二、尿素热解和水解技术简述尿素制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下发生分解,生成的气体中含二氧化碳、水蒸气和氨气.尿素制氨工艺包括尿素水解和尿素热解.尿素水解和尿素热解工艺由于温度压力条件不同,有着不同的化学过程.2.1尿素水解制氨技术作为应用于脱硝目的的水解技术在1999年开始运用在国外锅炉烟气脱硝工程, 目前这样的技术主要有AOD 法、U2A 法与SafeDeNOx 法三种.在一定的温度条件下尿素能水解生成氨和二氧化碳.主要反应式:CO <NH2 > 2 + H2O = 2NH3 + CO2尿素水解制氨工艺：用溶解液泵将约90℃溶解液送入尿素溶解槽, 颗粒状尿素经斗式提升机输送到尿素溶解槽,经搅拌后, 配制成浓度约40% ~ 50% <w t>的尿素溶液; 经搅拌溶解合格的尿素溶液, 温度约60℃, 利用溶解液泵打入尿素溶液槽储存, 用尿素溶液泵加压至表压2. 6 MPa 送至水解换热器, 先与水解器出来温度约200℃的残液换热, 温度升至185℃左右, 然后进入尿素水解器进行分解.尿素水解器的蒸汽加热方式分为直接加热和间接加热方式.直接加热: 尿素水解器的操作压力为2.2MPa, 操作温度约200℃ , 水解器用隔板分为9个小室.采用绝对压力为2.45MPa 的蒸汽通入塔底直接加热, 蒸汽均匀分布到每个小室.在蒸汽加热和不断鼓泡、破裂的蒸汽、水流搅拌作用下,使呈S形流动的尿素溶液得到充分加热与混合,尿素分解为氨和二氧化碳.间接加热: 尿素水解制氨U2A法将饱和蒸汽通过盘管方式进入水解反应器加热, 蒸汽与尿素溶液间不混合, 气液两相平衡体系的压力约为 1.4~ 2.1 MPa, 温度约150℃ .从水解反应器出来的低温饱和蒸汽, 用来预加热进入水解反应器前的尿素溶液.水解器顶部出口温度约190℃、压力约2.0MPa的氨、二氧化碳、水蒸气混合气进入到缓冲罐减压到0.2MPa 左右, 作为电厂脱硝还原剂使用.从水解器底部排出的温度约200℃、含1%左右氨和微量尿素的水解残液经水解换热器换热后,温度降至90℃ , 进入溶解液槽, 作尿素溶解液使用, 多余的水解残液送污水处理站<或直接抛洒在煤场>.从气氨缓冲罐出来的NH3、CO2、H2O 等气态混合物, 与加热后的稀释风混合进入脱硝氨喷射系统, 氨与空气的混合物温度维持在175℃以上.尿素水解工艺流程：2.2尿素热解制氨技术尿素在热环境下稳定, 加热至150~ 160℃将脱氨成缩二脲, 若迅速加热将完全分解为氨气和二氧化碳.主要反应式:CO <NH2 > 2 + H2O = 2NH3 + CO2尿素热解制氨工艺：尿素粉末储存于储仓, 由称重给料机<或计量罐>输送到溶解罐里, 用除盐水将固体尿素溶解成50% 的尿素溶液<需要外部加热, 溶液温度保持在40℃以上>, 通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐; 尿素溶液经由给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室, 稀释空气经加热后也进入分解室.雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解, 生成的分解产物为氨气和二氧化碳,分解产物经由氨喷射系统进入脱硝烟道.热解室利用柴油作为热源, 来完全分解尿素.在所要求的温度下< 450℃~ 600℃ > , 热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100% 转化率.热解室的容积是依据尿素分解所需的体积来确定.热空气将通过燃烧器控制装置以维持适当的尿素分解温度.尿素经过喷射器注入到热空气, 尿素的添加量是由SCR 反应器需氨量来决定的, 负荷跟踪性将适应锅炉负荷变化要求.系统在热解室出口处提供空气/氨气混合物.氨/空气混合物中的氨体积含量小于5%.尿素热解工艺流程：三、尿素水解和热解制氨技术比较3．1尿素水解技术应用中容易发生的故障与应对策略腐蚀问题尿素水解过程中会生成一些酸性物质<如氨基甲酸铵等> , 氨基甲酸铵会严重破坏不锈钢表面的氧化膜, 使系统的腐蚀速度加快,超过190℃时, 一般的不锈钢材料<如304SS>会遭受严重腐蚀, 当超过220℃时, 即使采用钛< Ti>等耐腐蚀材料, 系统也会遭受腐蚀.水解反应器由于操作温度较高, 更易受到腐蚀.腐蚀可能造成设备的泄漏, 从而产生安全隐患.腐蚀问题主要从管道、设备材质的选取和工艺设计两个方面预防.尿素级316L 和25—22—2材质有很好的抗腐蚀性.同时, 需要在汽提塔入口加入防腐空气使其在管道与设备内部表面形成一层钝化膜, 具有很好的防腐效果.因此, 在正常运行中必须时刻保证有足够防腐空气加入量.管道堵塞高浓度的尿素水溶液受热容易生成难溶于水的缩二脲与其他缩合物, 这是造成尿素水解系统易产生堵塞的原因之一.因此, 尿素的水溶液最好选择较低的质量浓度, 同时, 在系统停车时, 要注意尿素溶解槽缓冲罐到汽提塔段管路的清洗, 若未完全冲洗干净, 待温度升高时会造成该段管路的堵塞且不易疏通, 通常只能更换管道.3.2尿素热解技术应用中容易发生的故障与应对措施3.2.1燃油用量大、运行费用高尿素热解装置在运行过程中, 燃油消耗量始终较大, 分析其原因主要是稀释风温度低、流量大.并且由于系统需氨量大, 尿素热解吸收较大的热量, 需要燃油提供的热量就越多.在电厂高温的热空气可以取自炉膛、省煤器出口和空气预热器一次风, 比较其品质, 由于前面两种热空气含尘量较高, 容易造成尿素热解炉尾部管道堵塞, 选择空气预热器出口一次风是比较合理的.经过某电厂的实际运用情况证明, 采用一次风作为尿素热解炉的稀释风可以节省1 /3的燃油, 4台锅炉每年节省燃油费用高达400万元.但由于空气预热器后的一次风依然含有一定的粉尘, 脱硝喷氨格栅长期运行后, 可能会造成局部的喷嘴堵塞, 影响脱硝系统效率, 建议在喷氨格栅的调节门后增加压缩空气吹扫装置, 定期对管道进行吹扫, 可以消除喷氨格栅喷嘴堵塞的缺陷.3.2.2热解炉尾部积物较快热解炉在使用过程中发生因为底部尾管处尿素存积过多, 导致出口风量减少, 系统供氨量不够, 直接造成热解炉停运清理, 影响脱硝装置的可靠性.根据实验现象和系统因素分析, 沉积物的形成主要由于尿素未能热解造成.热解的两个重要因素是足够的热量和较好的尿素溶液雾化效果.如果热解炉内热空气的流量低或温度低, 都会造成尿素溶液得不到完全热解而在尾部形成沉积.通过控制热解炉尾部出口混合气体的温度大于320℃可以很好地解决此问题.四、尿素水解和热解制氨技术经济性比较尿素水解技术方案在前期投资略低于尿素热解技术方案, 在运行成本方面却远低于后者, 主要在于尿素热解技术需要消耗大量的燃油.〔详见表1〕五、结论全面对比尿素的水解和热解制氨技术后, 发现水解技术比热解技术具有一定的优越性, 尤其是在油耗方面具有较大优势.。
浅谈火电厂旁路烟道尿素直喷热解脱硝技术
浅谈火电厂旁路烟道尿素直喷热解脱硝技术摘要：简要介绍了火电厂旁路烟道尿素直喷热解技术及其工艺特点，并通过实际工程经验分析影响旁路烟道尿素直喷技术脱硝效果的关键因素。
关键词：脱硝技术SCR脱硝系统旁路烟道尿素热解尿素热解法SCR是当今主流的安全脱硝技术，越来越多的脱硝项目采用安全的尿素替代传统的液氨作为脱硝还原剂。
但相对于采用液氨作为还原剂的脱硝装置，尿素热解工艺设备复杂，前期投资较大，且热解工艺所需的电耗较大以及电加热器频繁烧损问题已经成为尿素热解工艺广泛普及应用的主要障碍。
2016年唐山热电公司通过旁路烟道改造，成功使用旁路烟道尿素直接喷射制氨工艺技术，突破上述技术瓶颈。
经过将近两年的运行，该技术显现出优异的稳定性以及显著的节能效果，值得在国内火电领域推广。
1旁路烟道尿素直喷的工艺特点旁路烟道尿素直喷热解技术将尿素溶液通过安装在锅炉旁路烟道内的特殊的喷射器，直接喷射在温度为550～690℃的锅炉旁路烟道高温烟气中，利用高温烟气的热量分解尿素制氨。
高温烟道分别从锅炉侧墙低温过热器水平进口上方引出，在省煤器出口水平烟道处与主烟道汇合。
其整个脱硝原理如下图：首先，在尿素溶液制备系统中制备尿素溶液，尿素溶液经由循环泵、计量装置、分配装置输送到设置于锅炉旁路烟道内的尿素溶液喷射器组，尿素溶液喷射器组喷出的尿素液滴与烟气混合，在旁路烟道中迅速被加热并分解出氨气。
氨气与烟气的混合物在省煤器出口、SCR入口与主烟道烟气混合，进入装有催化剂的SCR反应器。
在催化剂作用下，氨气与烟气中的氮氧化物发生还原反应，生成无害的氮气和水。
与传统热解技术相比较，旁路烟道尿素直喷技术简化了热解系统，取消了原有热解制氨系统的炉区设备（电加热器、热解炉、热风管道系统以及AIG系统），减少了电耗以及热量消耗。
具有以下工艺特点：1）尿素直喷是在锅炉旁路烟道内直接进行尿素溶液的喷射，利用锅炉高温烟气的热量对尿素溶液进行加热分解，从而获得SCR所需要的氨气；而传统的热解需要消耗电能把一次风加热到尿素热解所需要的温度。
尿素热解技术
尿素热解技术在SCR系统（选择性催化还原脱硝工艺）中，利用还原剂--氨气和NOx反应来达到脱硝的目的，目前成熟的还原剂制备工艺有液氨法、氨水法、尿素水解法、尿素热解法。
采用液氨法和氨水法制备还原剂具有工艺简单、能耗低、维护方便等特点，但液氨和氨水都是有毒物质，其运输和储存都属于重大危险源，具有较大的安全风险。
使用液氨法作为还原剂时，在设计安全规范、运输线路许可、储存的安全评价及环评认证等支持性文件，并在相关管理部门进行危险化学品使用登记；采用尿素制备还原剂时，从尿素的运输、储存及最终制成还原剂都非常安全，虽然工艺相对复杂、投资运行费用相对高，但能够确保氨来源的安全可靠。
在较大城市、人口密集、和靠近饮用水源的地方，越来越多的电厂脱硝系统开始倾向于选用安全的尿素作为还原剂。
尿素热解制氨技术利用高温空气或烟气作为热源，将雾化的尿素水溶液迅速分解为氨气，低浓度的氨气作为还原剂进入烟道与烟气混合后进入SCR反应器，在催化剂的作用下将氮氧化物还原成无害的氮气和水。
尿素热解制氨系统一般包括尿素储备间、斗提机、尿素溶解罐和储罐、给料泵、尿素溶液循环传输装置、电加热器、计量分配装置、绝热分解室（内含喷射器）、控制装置等设备。
袋装尿素颗粒储存于尿素储备间，由斗提机输送到溶解罐里，用去离子水将干尿素溶解成质量浓度40%~60%的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。
空预器提供的热一次风通过电加热装置（或直接采用空气加热，也可使用燃油、天然气、高温蒸汽等各种热源）加热到600℃左右进入绝热分解室。
尿素溶液经由循环传输装置、计量分配装置、雾化喷嘴等以雾化状态进入绝热分解室内高温下分解，生成NH3、H2O和CO2，分解产物通过氨气喷射格栅喷入脱硝系统前端烟道。
控制装置保证还原剂的供应量满足锅炉不同负荷与脱硝效率的要求。
技术特点：使用安全的尿素，且易于运输和储存，无危险源建设、运行、管理的困扰；占地面积小，周围不需要大距离的防火安全间距；与尿素水解相比，投资与运行费用相当，但不需要压力容器，安全性更高；精确计量，调节控制容易，响应速度更快；分解完全，热解炉能将尿素溶液完全分解为还原剂；热源可根据现场实际情况选择性的组合。
SCR尿素热解法脱硝系统主要参数及运行调整
PART FOUR
操作人员必须经过培训，熟悉系统的结构和操作原理 操作时必须穿戴防护用品，如防护眼镜、手套等 在进行任何维护或检查之前，必须确保系统已经完全关闭并断电 如果出现任何异常情况，应立即停止操作并报告相关人员
当SCR尿素热解法脱硝系统出现异常时，应立即停止运行并进行检查。 如果发现有任何安全隐患或故障，应立即报告给相关人员并进行处理。 在处理异常情况时，应遵循安全操作规程，确保人员安全和设备安全。 在处理异常情况后，应对系统进行全面检查和测试，确保其正常运行。
影响因素：热解气流量受到多种因 素的影响，如尿素溶液的浓度、热 解温度、热解压力等。
重要性：热解气流量是SCR尿素热 解法脱硝系统中的重要参数之一， 其大小直接影响到脱硝效率。
定义：SCR尿素热解法脱硝系统中氨气的浓度，表示为体积百分比或质量百分比 作用：用于调节SCR反应器中尿素热解产生的氨气量，以实现最佳的脱硝效果 影响因素：尿素溶液流量、热解温度、热解压力等
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汇报人：
CONTENTS
PART ONE
SCR尿素热解法脱硝系统通过加热尿素溶液产生氨气，与烟气中的氮氧化物反应生成无害的 氮气和水蒸气。
氨气与氮氧化物的反应需要在催化剂的作用下进行，催化剂是SCR脱硝系统的关键组成部分。
反应温度和氨气与氮氧化物的摩尔比是影响脱硝效率的重要因素，需要根据实际情况进行调 整。
安全性：SCR尿素热解 法脱硝系统在运行过程 中安全可靠，不会对锅 炉设备产生不良影响。
经济性：该系统的 投资和运行成本相 对较低，经济效益 较高。
PART TWO
定义：尿素溶液热解温度是指尿素溶液在热解过程中所需的温度条件
SCR尿素热解法脱硝系统主要参数及运行调整
要点二
详细描述
在SCR反应过程中，适宜的反应温度可以提高催化剂的活 性，从而提高脱硝效率。但过高的温度可能导致催化剂失 活或设备腐蚀问题。因此，需要根据实际情况调整反应温 度，以实现最佳的脱硝效果和系统稳定性。
反应压力调整
总结词
反应压力是影响脱硝效率和催化剂寿命的重要因素，压 力过低可能影响反应速率和脱硝效果，压力过高则可能 对设备造成过大的负荷。
脱硝效率
评估脱硝系统性能的重要指标，通常以出口NOx浓度与入口NOx浓度的比值表示。
氨逃逸率
表示氨气未参与反应的比例，是评价SCR系统运行效果的重要指标。
压降
表示系统运行过程中的阻力，是评价系统稳定性和能耗的重要指标。
SOA生成量
表示系统运行过程中生成的二次污染物的量，是评价环保性能的重要指标。
优化效果实例分析
01
通过调整热解温度和时间，可以显著提高脱硝效率，同时降低氨逃逸 率。
02
在一定范围内，增加氨气流量可以提高脱硝效率，但过高的氨气流量 会导致逃逸率增加。
03
优化反应温度可以改善SCR反应的效率和程度，从而提升脱硝效果。
04
通过综合调整各参数，可以实现脱硝系统的最佳运行效果，降低能耗 和二次污染物的生成量。
化学反应
$6NOx + 4(NH_{3}) rightarrow 3N_{2} + 6H_{2}O$
系统组成
系统组成
SCR尿素热解法脱硝系统主要由尿素储存、热解、催化反应、吹灰等部分组成。
主要设备
尿素储存罐、热解炉、催化剂、吹灰器等。
02
主要参数
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
尿素热解法生产氰尿酸的原理
尿素热解法生产氰尿酸的原理
尿素热解法生产氰尿酸的原理是将尿素加热至高温，使其分解成氨气和二氧化碳。
然后，将氨气进一步氧化成氰酸根离子，最后结晶形成氰尿酸。
具体过程如下：
1. 将尿素加入到反应器中，并加入适量的水以维持反应所需的浓度。
2. 将反应器连接到加热装置上，并将温度升至高温（通常为400-500℃）。
3. 尿素在高温下分解成氨气和二氧化碳。
4. 将产生的氨气通过氧化催化剂的作用进一步氧化成氰酸根离子。
5. 将含有氰酸根离子的溶液进行结晶分离，得到纯净的氰尿酸产品。
需要注意的是，该方法涉及到高温、高压等危险操作，需要严格的安全措施和专业知识支持。
同时，生产过程中产生的废弃物也需要妥善处理，以避免对环境和人类健康造成危害。
尿素热解系统原理及常见缺陷处理
尿素热解系统原理及常见缺陷处理尿素热解系统是一种将尿素转化为氨气和二氧化碳的技术，是一种高效、低成本的处理尿素废气的方法。
尿素热解系统利用高温催化剂，将尿素在300-500℃的高温下热解，形成氨气和二氧化碳，进而净化废气，达到环保效果。
尿素热解系统的原理是通过加热将尿素分解，同时加入催化剂，催化剂能够加速尿素分解反应，将尿素转化为氨气和二氧化碳。
在热解反应过程中，氨气和二氧化碳被一起排放出去，有效地净化了废气。
然而，尿素热解系统在实际应用过程中也存在一些常见缺陷，以下是其中的几点：1、催化剂失效催化剂的化学性质和活性会随着使用时间和使用环境而逐渐发生变化，催化剂失效会导致尿素热解反应速率降低，从而影响氨气的净化效果。
针对这种情况，需要对催化剂进行定期的检测和更换，以保证尿素热解反应的高效性。
2、温度控制不准确尿素热解反应需要在一定的温度范围内进行，若温度过高，催化剂容易过热熔化；若温度过低，反应速率也会变慢。
因此，温度的控制非常关键。
针对这种情况，可以对尿素热解系统进行温度定时监测和控制，保持反应处于最优条件下，这样可以提高氨气净化效率。
3、热解产物的副反应在尿素热解反应时，氨气和二氧化碳是目标产物，但是热解反应也容易产生其他副反应产物，如一氧化碳、甲醛、丙酮等有毒有害物质，这些物质会对环境和人体健康造成危害。
针对这种情况，可以进行热解产物的监测和分析，采取相应的处理措施，有效减少有害物质的排放。
总之，尿素热解系统是一种成熟的废气处理技术，利用其高效、低成本的优势，能够有效净化废气。
针对其常见缺陷，需要加强系统监测和维护，以保障其高效、稳定地运行，保护环境，维护人体健康。
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。
尿素热解技术
北京洛卡环保核心技术Core technology尿素热解技术Urea pyrolysis technology尿素热解制氨技术在SCR系统（选择性催化还原脱硝工艺）中，利用还原剂--氨气和NOx反应来达到脱硝的目的，目前成熟的还原剂制备工艺有液氨法、氨水法、尿素水解法、尿素热解法。
采用液氨法和氨水法制备还原剂具有工艺简单、能耗低、维护方便等特点，但液氨和氨水都是有毒物质，其运输和储存都属于重大危险源，具有较大的安全风险。
使用液氨法作为还原剂时，在设计安全规范、运输线路许可、储存的安全评价及环评认证等支持性文件，并在相关管理部门进行危险化学品使用登记；采用尿素制备还原剂时，从尿素的运输、储存及最终制成还原剂都非常安全，虽然工艺相对复杂、投资运行费用相对高，但能够确保氨来源的安全可靠。
在较大城市、人口密集、和靠近饮用水源的地方，越来越多的电厂脱硝系统开始倾向于选用安全的尿素作为还原剂。
出于发展脱硝技术，降低脱硝成本，同时确保脱硝系统安全使用的目的，我公司致力于开发自有知识产权的尿素热解制氨技术，目前该技术已获得国家专利局批准，并已应用于100MW～600MW机组脱硝装置，成功案例表明，该技术各项技术指标稳定可靠。
我公司的尿素热解制氨技术利用高温空气或烟气作为热源，将雾化的尿素水溶液迅速分解为氨气，低浓度的氨气作为还原剂进入烟道与烟气混合后进入SCR反应器，在催化剂的作用下将氮氧化物还原成无害的氮气和水。
尿素热解制氨系统一般包括尿素储备间、斗提机、尿素溶解罐和储罐、给料泵、尿素溶液循环传输装置、电加热器、计量分配装置、绝热分解室（内含喷射器）、控制装置等设备。
袋装尿素颗粒储存于尿素储备间，由斗提机输送到溶解罐里，用去离子水将干尿素溶解成质量浓度40%~60%的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。
空预器提供的热一次风通过电加热装置（或直接采用空气加热，也可使用燃油、天然气、高温蒸汽等各种热源）加热到600℃左右进入绝热分解室。
尿素热解制氨技术在SCR脱硝中的应用
尿素热解制氨技术在SCR脱硝中的应用摘要：在目前的热电厂工作中，尿素热解系统起着很大的作用。
该系统在运行中具有非常高的稳定性，并且工作的效率较高，维修的成本也不高，各项指标都能够满足相应的技术要求。
虽然该项技术存在一些缺陷，例如对于氨气的输出含量不能够进行准确的调节，但在进行不断的优化和改进之后，该项技术仍然是电厂脱硝的过程中最适合应用的技术。
关键词：尿素热解；制氨技术；SCR脱硝为了在电厂工作的过程当中提高脱硝效率，在尽可能保证环保要求的条件下减少氮氧化物的排放量，达到氮氧化物排放标准，所以电厂脱硝采用了选择性催化还原SCR的技术，其中制氨技术采用尿素溶液热解法。
一、尿素热解制氨技术的原理尿素这种化学物质在高温高压下通过一定的条件可以将其中的化学键断裂而形成氨气和二氧化碳。
采用尿素作为原料制取氨气，，从原材料的运输、储存来看非常安全，随着人们安全意识的提高，近两年国内许多液氨项目改为尿素制氨，越来越多的电厂倾向于选用安全的尿素作为脱硝还原剂。
尿素本身是比较方便储存的，在脱硝系统附近留一块室内空地单独堆放即可，尿素在运输的过程无危险性，且原材料的获取很方便，所以通过尿素来进行氨气的制备是目前工业中应用普遍的一项技术，从1999年便开始逐渐用尿素来制备氨气。
该项技术的工作原理是首先在系统当中加入一定浓度的尿素溶液，然后通过循环将尿素输送到分配装置当中，计量分配后通过喷射器将尿素输送到绝热分解室，在绝热分解室内通过燃烧石油柴油或者其他物质来进行温度的提升，这样被喷射出来的尿素就可以在绝热分解室里得到分解，分解出的氨气便可以进一步地输送到SCR系统当中。
热解脱硝工艺流程图见图一。
图一尿素热解工艺流程图与其他的工艺相比，采用尿素热解的工艺可以使反应物更加完全的接触，进行完全反应，并且在反应的过程中间没有其它的杂物产生，不会对系统进行堵塞。
另外产生的氨气温度不会过高，在下一步继续反应的过程当中不会对工艺系统产生其他方面的影响。
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尿素制氨SCR脱硝技术
一、国内外脱硝还原剂制备现状
目前大型电厂烟气脱硝主要采用选择性催化脱硝（SCR）技术，其化学反应机理比较复杂，但主要的反应是NH3在一定的温度和催化剂作用下，选择性地把烟气中的NOx 还原为N2和水，目前最常用的还原剂制备方法一般有3 种：液氨法、氨水法、尿素法。
1.1 液氨法
采用液氨法，具有投资少，运行费用较低等优点。
但根据我国《危险化学物品名表》（GB12268-90）和《重大危险源辨识》（GB18218-2000）的有关规定，液氨在生产场所超过40t、储存场所超过100t时构成重大危险源，需报相关安全生产部门审批。
液氨的储存和制备系统在安全、消防和环保等方面需满足相关的规范，对电厂的日常运行和管理按二级重大危险源要求。
液氨储存和装卸场所应禁止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近，如表1所示。
表1 液氨储存及装卸的限制区域
据统计, 我国95%以上的危险化学品涉及异地运输问题, 例如液氨的年流动量达100多万吨,，其中80%是通过公路运输的。
国内外统计表明, 危险化学品运输事故占危险化学品事故总数的30%~40%。
危险化学品公路运输事故频繁发生, 对社会公共安全造成了巨大的损失和潜在威胁。
此外，液氨具有极强的挥发性、
腐蚀性，因此，在使用及运输过程中也容易产生泄露，从而导致事故的发生。
图1 我国各种危险化学品事故发生比例
2.2 氨水法
氨水法采用浓度为20%~25％的氨水溶液作为原料。
氨水储罐中的氨水通过加热装置使其蒸发，形成氨气和水蒸汽，送至烟气系统。
采用氨水法较液氨法相对安全，但同样存在安全隐患，且与其它常用方法比较运行费用最高。
因此90年代以后国际上已经很少采用氨水作为SCR脱硝还原剂。
2.3 尿素法
热解法：国际上应用的是由美国FuelTech公司设计的NOxOUT ULTRA尿素热解制氨技术。
其技术要点为利用热空气作为热源，在450－600℃来快速分解40%-55%的尿素水溶液。
其优点为：近常压热解，操作压力低。
其缺点和容易出现的故障现象有：
1）燃油耗量大、运行费用高。
尿素热解装置在运行过程中，由于稀释风温度低、流量大，同时系统需氨量大，尿素热解吸收较大的热量，需要燃油提供的热量就越多；
2）热解炉尾部积物较快。
热解炉工作温度过高（450-600℃），在使用过程中发生由于底部尾管处尿素存积过多，导致出口风量减少，系统供氨量不够，直接造成热解炉停运清理，影响脱硝装置的可靠性。
如果热解炉内热空气的流量低或温度低，都会造成尿素溶液得不到完全热解而在尾部形成沉积。
水解法：尿素水解技术主要有AOD法、U2A法及SafeDeNOx 法三种。
主要
技术特点为外界热源加热分解2.0MPa左右的，185℃的尿素水溶液。
其不足主要表现为：尿素水解过程中会生成一些酸性中间体(如氨基甲酸铵等)，氨基甲酸铵会严重破坏不锈钢表面的氧化膜，使系统的腐蚀速度加快，超过190℃时，一般的不锈钢材料(如304SS)会遭受严重腐蚀，当超过220℃时，即使采用钛等耐腐蚀材料，系统也会遭受腐蚀。
管道堵塞高浓度的尿素水溶液受热容易生成难溶于水的缩二脲及其他缩合物，这是造成尿素水解系统易产生堵塞的原因。
此外水解反应的不完全性导致无法预测NH3 的生成量, 因而也就无法很快地跟踪NOx 的瞬时变化, 造成要么NH3 喷多了增加氨逃逸, 要么NH3喷少了降低脱硝效率的现象。
就水解的AOD 和U2A 法来说, 使用前就必须预先制备一些NH3存放在容器中, 额外增加了一个危险源。
二、技术经济比较
表2 以一台600MW机组还原剂制备为例，进行技术经济比较：
三、山东省应用前景
尿素和液氨作为SCR还原剂各有优劣，其中液氨SCR 在建造成本、运行费用等方面均较尿素SCR低，目前工程中运用比较广泛。
但液氨作为重大危险源，在运输成本上以及在生产安全管理上对电厂的运行水平要求较高；液氨罐区要求的场地布置也较大（一般5000~6000m2），对于场地较紧张的老厂改造项目或座落
于人口较密集地区的电厂不宜采用。
而尿素相对来说安全可靠，在运输及储存等方面没有特殊要求，场地布置相对紧凑(约500m2)，设备投资、能源消耗成本下降20%。
山东工业发达，人口密集，许多电厂、火电厂都附近都居住着大量居民，电厂等的脱硝工程中，还原剂的制备必须充分考虑到安全的因素，随着国家对重大危险源及产品使用的控制，液氨运输也将得到严格的控制，液氨法在脱硝工程中的应用将受到影响。
而尿素热解制氨具有高度的安全性，因此在山东省内的电厂、热电厂中具有较大的应用前景。