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

摘要：随着经济不断发展，带动我国各行业快速发展。在电厂生产运行过程中，电厂中的烟气脱硝工艺受到广泛重视，尤其是随着科学技术的飞速发展，针对电

厂烟气脱硝工艺不断研发。而氨气作为烟气脱硝的重要还原剂，氨气的获取主要

是通过氨水、液氨、尿素等集中原材料中获取。应用尿素作为原材料，采用尿素

水解制氨工艺，能够有效降低安全隐患风险，鉴于此，文章简要结合尿素水解制

氨在电厂中的应用展开相关论述。

关键词：尿素水解制氨；电厂；应用

1引言

氮氧化物是破坏大气环境形成酸雨的重要污染物，根据国家环保标准要求新

建的电站锅炉必须配备脱NO的相关设备，已建成进行投运的电站锅炉也需要及

时进行改造，增设脱硝装置，烟气脱硝技术涉及SCR和SNCR。两种烟气脱硝技

术还原剂都可以是液氨、氨水及尿素，液氨属于危险品，在运输和储存过程中具

有一定的危险性和局限性，但其投资成本低，一般在条件允许情况下，液氨作为

还原剂应用尤为广泛，用氨水作为还原剂，安全性相对较高，但其运输和储存成

本高，经济性较差。尿素水解技术主要应用于化工行业，其易于运输和储存，尿

素溶液制备设备、水解或热解设备占地面积小，尿素热解和水解制氨技术比液氨

方案和氨水方案安全性高，因而逐步应用在电站锅炉烟气脱硝项目中，有效降低

厂用电，在烟气脱硝项目中作为制作还原剂具有重要优势，不断提高电厂的生产

效率。

2尿素水解制氨工艺分析

尿素水解制氨的工艺原理在于是在一定温度环境下，尿素水溶液会发生水解

反应，进而产生氨气。其工艺的构成主要是尿素颗粒储存和溶解输送系统及尿素

水解系统等方面，该工艺被广泛应用到各地电厂中，有利于进一步提升电厂的生

产效率，有效降低电厂的生产污染等方面。在使用运输车辆将尿素运输至尿素溶

液制备区后，将其存储在尿素储仓间备用。在配制尿素溶液的过程中，主要是需

要将溶液放入溶解罐中，通过加热系统加热到一定温度，通过运用循环搅拌的方式，进一步促使材料的充分溶解。在尿素溶液溶解完毕后，将其运输至尿素溶液

储罐中，通过加热盘管，将尿素的溶液温度控制在50℃~70℃，进一步避免温度

过低而导致尿素结晶的现象发生。

尿素水解制氨工艺中的尿素催化水解系统需要通过压力及温度的有效控制，

在催化剂的作用下，进而促使尿素溶液发生水解，并且在此过程中产生二氧化碳、水蒸气混合气、氨气等，具有一定脱销作用，将其应用到电厂中，能够进一步提

高电厂的运行效率，推进相关电厂脱销进程。

3尿素水解制氨在电厂中的具体应用分析

3.1尿素催化水解系统分析

尿素催化水解制氨系统主要是将浓度约50%、温度为50℃的尿素溶液通过高

压泵从尿素储罐打入尿素水解罐中，在压力0.4～0.9MPa、温度135℃～160℃和

催化剂的作用下进行一定的水解反应，产生氨气、二氧化碳、水蒸汽混合气。混

合气经由减压、流量控制调节与稀释风在氨空气混合器中混合，将氨浓度稀释至5%以下，进入SCR反应器内进行一定的脱硝反应。

烟气脱硝主要反应方程式如下：

4NO+4NH3+O2→N2+6H2O

NO+NO2+2NH3→2N2+3H20

3.2 尿素供应系统在电厂的应用及其优化分析

尿素水解制氨在电厂中的应用，能够有效促使电厂生产的脱销成效。一般情

况下，在应用过程中，尿素供应会采取间断供应、人工拆袋等方式，一旦实际尿

素溶液储存罐液体液位较高时，则会停止供应，相反，在液位较低的情况下，会

进行拆袋供应。然而在人工拆袋供应方式下，可能会出现将其他杂物、袋绳掉入

到斗提机内，易造成管道堵塞的现象，制约尿素水解制氨工艺的应用效果，不利

于电厂机械的正常生产运行。因此，为了避免这类问题的发生，应对尿素供应系

统的应用进行不断优化，结合实际问题，在尿素溶液混合泵前加入滤网，进一步

有效滤除杂质。

滤网使用时，应对其进行定期的维护清理，进而能够有效避免杂质堆积过多

现象，同时应密切关注滤网的使用情况，一旦发现滤网损坏的情况，应及时采取

更换措施，确保尿素溶液供应系统的稳定运行，避免杂质的混入而发生管道堵塞

的情况。

除此之外，斗提机是尿素供应系统的重要构成，为了避免斗提机出现故障或

维修而影响尿素正常供应，需要在尿素溶解罐的上部设置人工加注口，如果斗提

机出现故障或维修，就能够通过人工加注的方式，确保电厂机组的正常运行。

3.3 管道气体置换应用分析

在尿素水解制氨工艺在电厂中实际应用的过程中，应了解具体的情况，确保

应用的安全性、可靠性，进而避免影响管道运行的安全性。氨气在达到一定浓度时，会产生爆炸情况，这个浓度一般也是氨气的爆炸极限，通常在15.7%~27.4%。因此，为了避免氨气浓度过大而发生爆炸的情况，应做好管道内气体的置换，特

别是在电厂机组初次投运脱销供氨系统的情况下，对喷氨管道进行惰性气体（氨气）置换，避免管道中氨气浓度达到爆炸极限而带来一定的危险。

此外，加强对供氨管路与其箱罐等方面进行相关检修，而且在检修过程中为

了避免氨气浓度达到爆炸极限，必须进行惰性气体置换。如果在机组运行出现紧

急关机情况下，相关工作人员应采用手动的方式吹扫氨气管道，进而避免氨气在

管路中凝结而出现堵塞管道的情况。因此，在尿素水解制氨工艺应用过程中，应

具体结合电厂的实际情况，确保工艺应用的安全性、可靠性，确保应用环节的安

全保障。

3.4催化水解排污处理应用

尿素及催化剂含有杂质及反应过程中产生的污染物，需要定时清理反应器中

的固体、沉积物和其他污染物，使其能够保持至最小值。其主要的排污时间及频

率在于：反应器废水排污建议排污时间为2分钟，每周进行1次，将反应器底部

杂质排净；反应器表面排污建议排污时间为2分钟，每3周进行1次，将反应器

表面杂质排净，并根据化验尿素废水水质具体情况将尿素废水排至锅炉零米煤泥

水池，使得尿素溶液呈中性，不会对煤泥水系统产生腐蚀作用。

3.5反应器应用维护作用

尿素水解制氨工艺在电厂中的应用需配备相关的仪器设备，而反应器则是仪

器设备的重要组成部分，为了避免因长期使用而存在故障隐患的情况，应定期做

好反应器的应用维护工作。针对反应器应用过程中提出用碱煮的方式进行维护，

具体维护如下：

在维护之前，先将反应器内的溶液排净，再向反应器内添加除盐水，添加液

位高度满足高液位，再对其进行冲洗加热处理，除盐水煮洗完成之后再将反应器

内的除盐水排净，为下一个维护环节做准备；利用催化剂罐加入水溶碱并开启搅