SCR脱硝系统尿素热解炉热源技术汇编
SCR烟气脱硝尿素热解炉前烟气加热器技术研究
SCR烟气脱硝尿素热解炉前烟气加热器技术研究徐威【摘要】在以尿素为还原剂的选择性催化还原(SCR)脱硝系统中,热解炉前电加热器耗电量大.为降低电耗,某电厂在640 MW机组脱硝改造中将电加热器系统改造为旁路做备用,增加高温烟气加热器,利用高温烟气对热一次风进行加热,所用高温烟气(约650 ℃、6 000 m3/h(标准状态))从高温再热器后、低温再热器前的水平烟道引出.分析研究了这一技术路线,并对改造效果进行变负荷性能试验. 数据分析结果表明,此项改造技术可行,且实施方便、运行良好,高温烟气加热器完全可取代电加热器,因而可降低机组厂用电率,节省电厂供电成本.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2017(050)001【总页数】4页(P177-180)【关键词】燃煤电厂;SCR烟气脱硝;尿素热解;电加热器;高温烟气加热器【作者】徐威【作者单位】中电华创电力技术研究有限公司,上海 200086【正文语种】中文【中图分类】TM621;TK172目前燃煤机组烟气脱硝多采用SCR法，还原剂制备主要采用液氨蒸发和尿素热解技术[1-3]。
尿素热解的优势在于其系统运行的安全性与稳定性，不足是运行能耗高[4-5]。
以 600 MW 机组为例，SCR烟气脱硝尿素热解的热一次风电加热器功率即达908 kW。
如果以锅炉低压再热器前的烟气替代电加热器对热一次风进行加热，即可解决尿素热解电耗高的问题。
此举对机组运行能耗指标的提高具有实际意义[6-7]。
目前，SCR脱硝系统最常见的尿素制氨方法就是热解法，尿素热解的工艺流程如图1所示。
首先，由斗式提升机将尿素输送到含有除盐水的溶解罐，溶解得到质量分数为50%的尿素溶液。
尿素溶液经输送泵输送到尿素溶液储罐，再经给料泵、尿素溶液计量分配装置和雾化喷枪进入热解炉；稀释风经热解炉前加热器加热后，进入热解炉，为尿素的热解提供热量以及将热解后的产物输送到SCR反应器。
为减少加热器能量损耗，稀释风一般采用经空气预热器（空预器）加热后的一次风（下文简称热一次风）。
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术【摘要】随着国家环保要求的日益提高，供热企业烟气脱硝排放已提到各级部门的议事日程。
对于 NOx 排放则可以根据 NOx 产生的过程，采用燃烧优化调整与燃烧后处理技术相结合的方式。
SNCR是一种无需催化剂的脱硝方式，是 Selective Non-Catalytic Reduction 的缩写，其直译为“选择性非催化还原反应”。
由于不需要催化剂，为得到较强的化学反应活性，SNCR 技术需在较高的炉膛温度（900-1150℃）下，用氨或尿素等氨基还原剂来选择性地还原烟气中的 NOx。
一般来说，大型锅炉由于受到炉膛尺寸的影响，还原剂在炉膛内较难均匀混合，SNCR 的脱硝效率将低于 40%，而需要催化剂的SNCR 的脱硝效率可达到 80% 以上。
由于 SNCR脱硝技术投资成本较低、改造方便，适宜协同应用其他脱硝技术，因而在供热企业，尤其是老厂脱硝改造上还是取得了广泛的应用。
【关键词】SNCR ;烟气脱硝技术;原理;应用一、SNCR脱硝技术方案1.SNCR烟气脱硝技术原理SNCR是用尿素内还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂。
还原剂喷入炉膛温度为800～1250℃的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。
从SNCR系统逃逸的氨可能来自两种情况，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：（1）接收、储存、制备还原剂;（2）还原剂的计量输出、与水混合稀释;（3）在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;（4）还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
2.SNCR脱硝技术的特点可使用尿素作为还原剂，安全可靠;不使用催化剂，利用锅炉炉膛作为反应器，反应温度800～1250℃;由于不使用催化剂，不产生SO2/SO3的氧化，导致空预器堵塞或腐蚀的机会很小;NH3 逃逸10～15ppm;不产生新的烟风系统压力损失;燃料可以随意变化，不会影响脱硝效率;3.SNCR法NOx控制机理在高温没有催化剂的条件下，氨基还原剂（如尿素、氨气、氨水）喷入炉膛，热解生成NH3与其它副产物，在800～1250℃温度窗口，NH3与烟气中的NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx还原成N2与H2O。
“脱硝技术介绍SCR”教案讲义
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Typical SCR System
ＳＣＲ的系统构成
锅炉负荷信号
NOX信号
FIC
氨的流量分配
烟气
氨喷射栅格
锅炉
省煤器
SCR 反应器
稀释空气
无水氨储罐
空预器
烟气出口
氨蒸发器
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
反应器/催化剂系统 主要设备：反应器
催化剂 吹灰器
Typical SCR System
尿素 CO2
2NO + (NH2)2CO + 1/2O2 → 2N2 + 2H2O +
反应温度:
760 ~ 1090C 最佳反应温度：870~1050C
脱硝效率
对于城市固体垃圾炉转化效率在30~50%之间，大型 电站锅炉的转化效率控制在20~40%之间。
General
NOx脱除技术－ＳＮＣＲ
General
Catalyst Layer
Sootblower
Future Sootblower
Future Catalyst
From Ammonia Storage System
Damper
To Precipitator
New Structural Steel
Typical SCR System
烟道系统
Typical SCR System
工艺复杂 成本昂贵 存储的问题
Typical SCR System
氨的储备与供应系统
氨的存储系统
Typical SCR System
氨的储备与供应系统
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术从理论上来说，层燃炉是一种燃烧设备，它具有较高的燃烧温度和压力，因此容易产生大量的NOx。
为了降低层燃炉排放的NOx，SNCR尿素法脱硝系统被引入其中。
SNCR尿素法脱硝系统利用尿素作为还原剂，通过在高温烟气中加入适量的尿素溶液，使尿素与NOx发生化学反应，生成氮气和水蒸气，并最终达到脱硝的目的。
一、燃烧工况的影响层燃炉的燃烧工况对SNCR尿素法脱硝系统的性能具有重要影响。
燃烧工况主要包括燃烧温度、氧气浓度、烟气流速等参数。
燃烧温度高、氧气浓度低、烟气流速快的工况有利于SNCR尿素法脱硝系统的工作效果。
在设计和应用SNCR尿素法脱硝系统时，需要充分了解层燃炉的燃烧工况，并根据实际情况调整脱硝系统的操作参数，以达到最佳的脱硝效果。
二、尿素溶液的喷射技术在层燃炉上应用SNCR尿素法脱硝系统，喷射技术是至关重要的。
尿素溶液的喷射位置、喷射角度、喷射速度等参数，都会影响脱硝效果。
一般来说，尿素溶液应该在燃烧区域内均匀喷射，并且要保证与NOx的充分混合，以提高反应效率。
设计合理的尿素喷射系统，保证尿素溶液能够准确、稳定地喷入烟气通道内，是保证SNCR尿素法脱硝系统正常运行的关键。
三、脱硝效率的监测与调整在实际应用中，监测和调整脱硝效率是保证SNCR尿素法脱硝系统正常运行的必要手段。
通过对脱硝效率的实时监测，可以及时发现系统运行中的问题，并采取相应的调整措施。
根据实际监测数据，可以对脱硝系统的操作参数进行调整，以提高脱硝效率，降低NOx排放。
四、脱硝系统的运行管理SNCR尿素法脱硝系统的运行管理对确保系统长期稳定运行至关重要。
在层燃炉上应用SNCR尿素法脱硝系统，需要建立完善的运行管理制度，包括设备日常维护、操作人员的技术培训、系统性能的定期检测等。
只有这样，才能保证脱硝系统的安全、稳定、高效运行。
通过对SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上应用技术的了解和掌握，可以明显降低燃烧排放的NOx，减少大气污染，改善环境质量。
尿素热解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用介绍
尿素热解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用介绍作者：王莹来源：《科技视界》 2014年第31期王莹（北京洛卡环保技术有限公司，中国北京 100000）【摘要】随着国家环保指标的提高，燃煤电站锅炉烟气排放指标控制的越来越严格，燃煤电站烟气污染物的排放受到了国际和社会的广泛关注。
锅炉烟气脱硝在全国各地全面普及，传统的脱硝还原剂液氨的运用受到了安全、地域等因素的限制，尿素热解技术因其安全可靠，逐步成为许多用户的首选。
本文介绍了尿素热解技术的流程及其工程实例，并针对运行中出现的问题提出了解决的对策。
【关键词】烟气脱硝；选择性催化还原；尿素热解0 背景选择性催化还原烟气脱硝技术最早在美国获得专利，于20世纪70年代末首先在日本应用于燃气和燃油锅炉，于80年代初用于燃煤锅炉低尘与高尘环境，于80年代中后期在欧洲经过示范试验后开始商业推广，于90年代初进入美国市场。
继日本和欧洲之后，美国于上世纪末期开始大范围安装烟气脱硝装置，代表了当前世界范围内烟气脱硝技术水平，其脱硝还原剂制备工艺的选型、设计与应用等方面的经验值得国内借鉴。
液氨、氨水及尿素均可作为烟气脱硝还原剂，随着脱硝还原剂储存、制备及供应技术的日渐成熟，脱硝还原剂的选择主要从安全与经济角度考虑。
尽管国外以液氨为还原剂的电站锅炉烟气脱硝工程至今未出现严重的氨泄漏事故，但由于从地方管理部门获得液氨的使用与运输许可证越来越困难，安全防范要求越来越严，相应的安全成本越来越大，因此，氨水和尿素证越来越多地作为脱硝还原剂使用。
目前，国内已经有多家电厂在脱硝工程中采用尿素热解技术，并且取得了成功的应用经验。
1 尿素热解技术目前通用的尿素热解技术基于美国Fule Tech公司设计的尿素热解制氨技术。
1.1 尿素热解原理尿素热解反应过程是将高浓度的尿素溶液喷入热解炉，在温度为350-650℃的热烟气条件下，液滴蒸发，得到固态或者熔化态的尿素，纯尿素在加热条件下分解和水解，最终生成NH3和CO2，NH3作为脱硝还原剂送入反应器内，在催化剂作用下有选择性地将NOx还原成N2和H2O。
尿素热解制氨技术在SCR脱硝中的应用
尿素是一种白色或浅黄色的结晶体 ,吸湿性较强 , 易溶于水 。尿 素分 子式 为 CO ( N H2 ) 2 , 在 高温 高压 (160～ 240 ℃, 2. 0 M Pa ) 或者高温常压 ( 350 ～ 650 ℃,0. 1 M Pa) 条 件 下 , C —N 键 断 裂 分 解 成 N H3 与 CO2 。因尿素运输 、储存方便 ,无需安全及危险性的考 虑 ,故随着尿素转氨制备技术的日渐成熟 ,从 1999 年 开始 ,尿素逐渐用于 SCR 系统的还原剂制备 。
华能北京热电厂 SCR 系统尿素热解制氨采用美 国燃料技术公司 NO x OU TUL TRA 工艺 (图 1) ,目前 该工艺已在 16 台机组上得到应用 ,其流程是 :首先在 溶解系统中将尿素配制成质量浓度为 40 %～50 %的 尿素溶液 ,然后将其输送到尿素溶液储罐 ,尿素溶液经 过大流量循环装置 ( H FD) 后 ,一部分输送到计量和分 配装置 (该装置可根据需要自动控制喷入热解室的尿 素量) ,最后由喷射器喷入绝热分解室 。热解室利用天 然气或柴油燃烧后的烟气进行加热 ,助燃空气为冷空 气或者空气预热器 (空预器) 的出口热风 。雾化的尿素
APPL ICATION OF UREA PY ROLYSIS TO PREPARE AMMONIA TECHNOLOGY INTO SCR D ENITRIFICATIO N
ZHAO Do ng - xian1 ,L IU Zhao - pei2 ,WU Xiao - feng1 ,M EN G De - run1
数值 142 100 ≤5 ≤260～350 ≥4 250 150 250 90 5. 7
66
4 运行情况
华能北京热电厂首台采用 SCR 脱硝系统的机组 于 2007 年 10 月 16 日完成热态调试 ,已正常运行了 6 个月 ,各项指标均能达到设计值 。在此期间采取各种 措施严格控制 SCR 反应器出口的氨逃逸量 ,使其不超 过 3μL/ L 。经过 6 个月的运行 ,4 台锅炉的空预器阻 力没有明显增加 。2008 年 4 月至 5 月期间 ,2 号 、3 号 机组停机进行计划检修 ,对空预器传热元件进行了检 查 ,未发现尿素沉积物 ,金属部件也未发生腐蚀 。
尿素法脱硝热解炉技术资料
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NH 3、H 2O 和CO 2，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。
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术SNCR尿素法脱硝技术是一种常用的烟气脱硝方法，主要适用于层燃煤炉的脱硝系统。
本文将从SNCR尿素法脱硝技术的原理和特点、在层燃炉上的应用技术以及存在的问题和发展趋势等方面进行探讨，以期为相关领域的学者和工程技术人员提供参考。
一、SNCR尿素法脱硝技术的原理和特点1. 原理SNCR尿素法脱硝技术是通过在高温烟气中喷射尿素溶液，使其与烟气中的氮氧化物（NOx）发生反应，生成氮气和水，从而实现烟气中NOx的脱除。
尿素在高温烟气中分解生成氨和氰酸酯，氰酸酯与NOx反应生成氮气和二氧化碳。
这种脱硝反应是一个非催化的瞬发式反应，其反应速度随着温度的升高而增加。
2. 特点SNCR尿素法脱硝技术不需要在烟气中加入催化剂，因此具有操作简单、投资成本低、维护费用低等优点。
该技术可以实现对NOx的高效脱除，对SOx和颗粒物的影响较小，不会产生二次污染。
SNCR尿素法脱硝技术可根据燃烧工况和NOx排放要求进行调节，具有较大的灵活性。
1. 不同类型层燃炉的特点层燃炉是一种常见的煤电厂锅炉，其特点是燃烧温度高、烟气中含有大量NOx等特点。
根据不同的炉型和工况，SNCR尿素法脱硝系统需要进行针对性的设计和调整。
2. 应用技术在层燃炉上采用SNCR尿素法脱硝系统，首先需要进行烟气分析，了解烟气中NOx的含量和分布情况，然后确定喷射尿素溶液的位置和喷射参数。
由于层燃炉烟气温度较高，一般在1200℃以上，因此需要选择适合高温环境下使用的喷射设备和尿素喷射系统。
由于层燃炉的燃烧工况可能会发生变化，因此SNCR尿素法脱硝系统需要具有一定的调节能力，能够根据燃烧工况的变化进行实时调整。
为了保证脱硝效果和系统稳定运行，需要对尿素溶液的配比、喷射位置、喷射时间等参数进行定期检查和调整。
三、存在的问题和发展趋势1. 存在的问题尽管SNCR尿素法脱硝技术在层燃炉上应用具有一定的优势，但也存在一些问题。
锅炉脱销系统尿素热解炉热源改造
缺点： 尿素的原料费用约为液氨的1.5倍。 热解尿素的设备也较复杂。 尿素热解工艺所需热量较大，运行
成本也较高。
目前工程上较为常规的尿素热解法是采用 锅炉的热一次风作为热解风源。但即使采 用热一次风（300℃左右），也达不到尿 素热解的温度（450—600℃）要求，因此 在热一次风离开空预器后，仍需对热一次 风进行第二次加热。
早期是采用燃油加热系统，通过燃 烧燃油进行加热。
该方式主要的缺点是：
燃油成本高 燃油系统复杂 油的燃烧产物进入热解炉造成较严重的结垢现象。
另一种方式是通过电加热器进行加热， 因为系统较为简单而应用得较多。
随着电加热方式的大量运用，其缺点也 显现出来。
1、能耗过大、运行成本高。以某600MW机组为例，每 台热解炉系统电耗功率设计为1000KW，每年需耗电约 600万度，约占发电量的0.1%。
在630MW、480MW和370MW负荷工况下，经过高温烟气换热器加热 后的热一次风温分别为478℃、478℃和468℃，高于投用电加热 器情况下的460℃。
在630MW、480MW和370MW负荷工况下，热解炉出口温度分别为 375℃、375℃和360℃，均高于投用电加热器情况下的360℃，同 时满足运行规程中热解炉出口温度大于350℃的要求。
脱硝热解炉热源改造未对原风烟系统及设备进行大的变动，只在 原来至热解炉电加热器前的一次风道增设一路旁路管道，从空预 器出来的热一次风经过此旁路管道进入高温烟气换热器与高温烟 气进行换热，升温后的一次风随后进入热解炉对尿素溶液进行热 解。此改造保留了原热解炉的电加热系统，同时在旁路管道上设 置了手动风门，用于切换电加热器与高温烟气加热器操作，这样 使得系统运行更加安全可靠。
2、电加热器运行不稳定，跳闸频繁，影响SCR系统稳 定运行。以某600MW机组为例，2013年其热解炉电加热 器共跳闸107组.次。
尿素热解scr脱硝技术问题的研究
车辆工程技术286理论研究 随着我国工业化进程加快，工业生产规模越来越大，生产技术也越来越高。
工业制造领域中，各产业对于工业生产均起到了至关重要的作用。
在传统的工业制造领域，由于在生产过程中，会产生大量的含氮气体，如NO、NO2等。
这些气体不但会对周围环境造成一定的负面影响，还会对人体造成危害。
因此，在生产过程中，需要利用脱硝技术来去除含氮有害气体。
目前应用的最广泛的脱硝技术有SCR技术（即选择性催化还原法），SNCR（选择性非催化还原法）吸附法等。
对于一些对安全性要求较高的系统，SCR技术的应用最为普遍。
本文也将重点介绍SCR技术的脱硝过程相关工艺。
1 尿素热解工艺简介 随着社会经济的快速发展以及人们的日常水平的不断提高，环境质量问题逐渐走进大众的视野。
工业生产过程会产生大量的废气，而这些废弃当中有部分其他成分是对环境有害的。
因此，在生产过程中需要利用相关技术对这些有毒有害气体进行回收，以降低对环境的影响。
工业生产制造过程中，对尾气进行排放前处理是一个非常重要的过程。
传统工业生产制造过程中会产生大量的含氮有毒气体，如果缺少对排放气体的后期处理，那么这些有毒有害气体会对大气及环境造成严重危害。
SCR脱硝技术在实际应用过程中，主要是利用了含有氨基的化合物所具有的还原性，以液态氨、氨水、尿素等主要原材料，来对废气中的化合物NO、NO2进行吸收和还原。
为了安全起见，现如今，一般的工业制造领域未选择利用尿素作为原料而不是氨水或液氨，主要在于尿素作为一种稳定的固态化合物，与液氨和氨水的脱硝能力基本相同，且化学性质稳定，易于运输储存，安全性更有保证。
2 尿素热解风制取工艺类别 在工业领域中，尿素热解风制取工艺在一些大中型企业当中得到了广泛使用，如一些排放尾气较多的生产企业：热电厂、垃圾焚烧厂、熔炉产业、冶炼企业等。
尿素热解风制取工艺的原理为：将一定配比的尿素水溶液经高温处理后，热解生成含有氨、水、二氧化碳等成分的气体，将这些气体通过SCR脱硝系统的管道进行输送，并喷射到含有有毒有害气体的烟气当中，利用具有还原性质的氨来和气体当中的含氮氧化物进行反应，最终生成氮气和水等无害气体。
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SCR烟气脱硝中节能改造的技术及应用
尿素热解法SCR烟气脱硝中节能改造的技术及应用作者：孙剑来源：《科学与财富》2016年第30期摘要：国内外火电厂烟气的主要脱硝技术为尿素热解法SCR（选择性催化还原法）技术。
由于其技术要点为利用热空气作为热源，并且需要电加热器等大功率设备，本文重点分析尿素热解法节能改造的技术及应用。
关键词：SCR；热源；节能引言2015年三部委发布关于印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知。
到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米）。
全国新建燃煤发电项目原则上要采用60万千瓦及以上超超临界机组，平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时（以下简称克/千瓦时），到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时。
随着国家环保法规的不断完善，NOX作为燃煤锅炉主要的污染物之一正逐渐引起社会和企业的高度重视。
因此分析烟气脱硝技术应用情况，对我国相关节能改造项目技术选择具有一定的指导意义。
1.关于脱硝还原剂的选择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。
出于安全性和实用性的考虑，尿素法得到更为广泛的应用。
尿素制氨一般分为水解法和热解法。
水解法是将尿素以水溶液的形式进行分解，热解法是直接快速加热雾化后的尿素溶液。
1.1水解法尿素有水解作用，在一定的温度条件下能水解成氨气和二氧化碳。
通过控制反应温度的升降来控制产生氨气混合气体的数量，从而适应不同锅炉负荷的变化。
尿素水解技术主要有AOD法、U2A法及SafeDeNOx？法三种。
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。
浅谈尿素热解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用
浅谈尿素热解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用作者：赵安岩来源：《农家科技》2018年第08期摘要：随着环保要求的提高，锅炉烟气脱硝在全国各地全面普及，传统的脱硝还原剂液氨的运用受到了安全、地域等因素的限制，尿素热解技术因其安全可靠，逐步成为许多用户的首选。
本文介绍了尿素热解技术的流程及其工程实例，并针对运行中出现的问题提出了解决的对策。
关键词：烟气脱硝；选择性催化还原；尿素热解液氨、氨水及尿素均可作为烟气脱硝还原剂，随着脱硝还原剂储存、制备及供应技术的日渐成熟，脱硝还原剂的选择主要从安全与经济角度考虑。
尽管国外以液氨为还原剂的电站锅炉烟气脱硝工程至今未出现严重的氨泄漏事故，但由于从地方管理部门获得液氨的使用与运输许可证越来越困难，安全防范要求越来越严，相应的安全成本越来越大，因此，氨水和尿素证越来越多地作为脱硝还原剂使用。
目前，国内已经有多家电厂在脱硝工程中采用尿素热解技术，并且取得了成功的应用经验。
一、尿素热解技术1.尿素热解原理。
尿素热解反应过程是将高浓度的尿素溶液喷入热解炉，在温度为350-650℃的热烟气条件下，液滴蒸发，得到固态或者熔化态的尿素，纯尿素在加热条件下分解和水解，最终生成NH3和CO2，NH3作为脱硝还原剂送入反应器内，在催化剂作用下有选择性地将NOx还原成N2和H2O。
热解主要反应总式可表示为：CO（NH2）2+H2O=2NH3+CO2目前普遍认为尿素热解制氨的生成分三步实现：（1）尿素水溶液蒸发析出尿素颗粒；（2）尿素热解生成等物质的量的氨气和异氰酸（HNCO）；（3）异氰酸进一步水解生成等物质量的氨气和二氧化碳。
主要反应式可表示为：NH2CONH2（溶液）→ NH2CONH2（固）+H2O（气）NH2CONH2 → NH3+HNCOHNCO+H2O → NH3+CO22.主要工艺流程。
尿素热解工艺的常用流程为：尿素颗粒储存于储仓，由称重给料机输送至尿素溶解罐，用除盐水将固体尿素溶液成50%的尿素溶液（需外部加热，保证尿素溶液的温度在30℃以上），尿素溶液经由给料泵、循环系统、计量分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室（热解炉），稀释空气经加热也进入到分解室。
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术
浅谈关于SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用技术一、SNCR尿素法脱硝技术简介SNCR尿素法脱硝技术是一种利用尿素溶液作为还原剂，直接喷入燃烧室或炉膛，与燃烧后燃烧产生的NOx进行化学反应，降低NOx排放的方法。
尿素在高温燃烧区中发生热分解，生成氨气和气体，氨气与NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的。
该方法具有脱硝效率高、处理量大、设备简单、投资运行费用低等特点。
层燃炉是目前燃煤工业中使用较广泛的一种锅炉形式，具有结构简单、操作稳定、适用范围广等优点。
层燃炉所产生的废气中的NOx排放量较高，对环境造成了一定的污染。
如何降低层燃炉的NOx排放量成为了一个急需解决的问题。
而SNCR尿素法脱硝技术的应用，为解决这一问题提供了一个有效的途径。
1. 喷尿素技术层燃炉上的SNCR尿素法脱硝系统一般采用喷尿素技术，即将尿素溶液通过喷嘴直接喷入炉膛中，与燃烧产生的NOx进行反应。
层燃炉系统一般采用多级喷射技术，将尿素溶液分成多个级次进行喷射，以确保尿素溶液与废气充分混合，在较大程度上提高脱硝效率。
2. 优化喷射配位在层燃炉上应用SNCR尿素法脱硝技术时，需要根据锅炉的特点和运行状况，对喷射配位进行优化，以达到最佳的脱硝效果。
通过严密的气体动力学计算和现场实测，确定喷射位置和尿素喷射量，以确保尿素溶液与废气充分混合，并且在炉温、燃烧时间等因素的影响下，提高脱硝效率。
3. 控制系统优化4. 系统监控与维护SNCR尿素法脱硝系统在层燃炉上的应用需要进行系统监控与维护，以确保系统的正常运行。
监控系统需要及时监测尿素的喷射量、烟气组分、温度、压强等参数，确保系统的安全稳定运行。
定期对系统进行维护保养，清理喷射装置、更换损坏的零部件等，延长系统的使用寿命。
通过对SNCR尿素法脱硝技术在层燃炉上的应用技术的分析，可以看出，该技术具有很高的脱硝效果。
SNCR尿素法脱硝技术可以将NOx的排放量降低50%以上，达到国家相关排放标准要求。
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375 °C 、375 ℃和365 ℃，均高于投用电加热器情况下的360 ℃， 同时 满足运行规程中热解炉山口温度 大于350 ℃的要求 。
·脱硝热解炉热源改造 未对原风炯 系统及设备进 行大的变动 ，只在原
来至热解炉电加热器前的一次风道增设一路旁路管道 ，从空预 器山来 的热一次风经过此旁路管道进 入高温烟气换热器与高温烟气进行换热 ， 升温后的一次风随 后进入热解炉对尿素溶液进行热 解 。此改造保留了 原热解炉的电 加热系统 ，同时在旁路管道上设置了手动风门 ，用于切换 电加热器与高温 烟气加热器操作 ，这样使得系统运行更加安全可靠。
市场现有几种技术路线
．尿素热解炉热源的节能改造：
· 锅炉外烟气加热 一次风技术 。
炉外烟气换热器优缺点 ：
优点 ： · 节能降耗一次能源替代二次商品 、降低厂用电率，基本无运行费用 。 · 系统稳定性好 、可靠性高，不担心因爆管 、堵管 、跳闸 影响排放考
核。 · 设备布置在锅炉外 ，巡检维护灵活便 捷 ，费用可忽略不计 。
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电加 热器与高温换热器换热技术性 能 比较
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内容
响应速度 温度床 故障率 稳定性 抗磨性
此在热一次风离开空预器后 ，仍需对热一次风 进行第二次加热 。
· 早期是采用燃油 、燃气加热系统 ，通过燃烧重油或天 然气进行 加热 。
· 该方式主要的优缺点是 ：
· 优点：
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· 热量充足 、系统稳定 。
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· 操作简便 、维护快捷 。
· 缺点： · 燃油燃气成本高。
·水解系统对氨气需求信号的响应时间为3-5分钟，比较慢
·有时需要人工定期排污清除分解的残留杂质。
·尿素热解制氨法 （高温空气加热尿素溶液气化法 ） :
• 尿素颗粒与除盐水配制成指定浓度溶液后输送至 尿 素 溶 液 储 罐 储 存 ，配 制 好 的 尿 素 溶 液 通 过 计 量 分配模块将尿素溶液通过喷枪喷头雾化并喷入热
在运行中的电流变化不大 ，保持在 1200A左右 ， 此时功率为830KW左右 。三个负荷下的热一次 风经过电加热器加热后风温均提升到 460 ℃左 右 ，此时热解炉出口温度为 360 ℃。
表2热解炉投高温烟气换热器后系统参数
序号
参数
1 机组负荷
2 SCR入口NOx 浓度
3 热一次风量 4 热一次风温度 5 热一次风压力 6 高温烟气调节挡板开度 7 力日热后一次风温 8 烟气流量
9030 284 5. 9 44 478 5282 627 312 375
370 335 9029 276 5. 6 68 468 4443 568 305 365
·在630MW 、480MW和370MW负荷工况下，经过高温烟气换热器加
热后的热一次风温分别为 478 ℃、478 ℃和468 ℃，高于投用电加热器情 况下的460℃。
• SCR系统中NH3的来源主要有三种：
·氨水 ·尿素 · 液氮
·对于电厂来说，液氮是一种较好的 NH3来源 ，但
由于液氮是一种有毒的危险化学品， 当氨气泄 漏时会造成相当的的危害。
·在液氮的运输、卸料、储存、运行、检修 等各个环节均存在安全风险。当储存量超 过 10吨，就属于重大危险源。
·受厂区条件、周边环境及道路运输限制，
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烟囱
优点：
·工艺流程简练 ，尿素溶液经气化后能直接分解保 证最快响应时间 ，仅需数秒钟 。系统不含压力容 器 ，也没有水解反应器及可能产生 的氨气、副产 物 、金属腐蚀、泄漏，安全性最高 。
·热解系统对氨气需求信号的响应时间为 5-30秒 ， 比较快。
·对尿素没有选 择性 。
缺点：
·尿素的原料费用约为液 氮的 1.5倍 。 ·热解尿素的设备也较复杂 。 ·尿素热解工艺所需高温空气热量 较大 ，运行成本也较
排放考核 。 缺点 ： · 换热器布置 在炉内属受限空间 ，对锅炉的运行 、维护有 一
定 的影响 。低负荷时需要投用电 加热器 。
· 炉内对换热管的 耐高温 、防磨损、抗氧化要求及高 。 · 平时很难对其巡检 ，维护必须与锅炉维护检修同步 ，费用
较局
重点介绍炉外 烟气加热热一次风的方式
·从锅炉低再前水平烟道处取约 630-720 ℃的高温 烟气（约占锅炉烟气量 的0.3%），同时将一次热风 （稀释风 ） 从原系统一次热风管上开孔引出。两路 管线与布置在热解炉 附近的高温烟气换热器连接， 在炉外进行热交换。通过高温烟气将一次热风（稀释 风）加热至SCR脱硝制氨工艺热解炉需要的工艺温度 450-650 ℃，保证热解炉出口稀释风（与尿素溶液混 合后） 的温度≥360 ℃，从而实现替代电加热器的 功能 。
缺点 ： · 初始投资 较高，安装工作量较大 。 · 设备2-3年需对壳程 （ 一 次热风侧） 进行一次清理 。
·锅炉内烟气加热一次冷风技术。
炉内烟气换热器优缺点 ：
优点 ： · 取一次冷风不担心煤粉堵管与冲刷磨损 。
· 节能降 耗一次能源替代二 次商品 ，降低厂用电 率 。 · 系统稳定性好 、可靠性 高 ，没有电加热器爆管 、跳闸影响
2
全年 5500h
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3
电价 0.42元／KW
／
4
小计：231万元／年
一次性投资 ：700万元
投资回收期 高温烟气换热器一次性投资 700万元， 电加热 器的全年耗电577 .5刀度，耗费231 万元，
即得：700 ÷ 2 3 1 3 年回收期 。
操作运行及使用寿命
高温烟气换热器的开启与关闭应遵循两个要点一个注意： · 开启应首先开通冷侧 工艺管线 ，然后再开通热侧 工艺管线 ； · 关闭时应先关闭热侧 工艺管线 ，然后再关闭冷侧 工艺管线 ； · 注意 ：一次热风电加热器退出与高温烟气换热器启用时应注
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系统简单流程如下：
·烟气从锅炉引出连接至换热器走管程 ，从换热器顶部进 ，经 换热器后从换热器底部出 ，最后接入空预器前脱硝后的烟气 大烟道。一次热风从电加热器前 连接至换热器走换热器壳 程，从换热器下部侧面进 ，经换热器后从换热器上部侧面出 ，最终进入原系统 一次热风上升管线与原电加热器串联。 同时在一次热风引出口与进入口之间安装一个切断闸阀 ，可 以 对 原 系 统 与 现 系 统 进 行 切 换 操 作 ，保留原系统独立 性 。
锅炉SCR脱硝系统尿素热解 炉热源技术汇编
内容
背景 技术路线 技术讲解 工程案例
背景
• 随着环保的要求日益严格，锅炉的氮氧化物必须 达标排放。现在锅炉普遍采用的是低氮燃烧器＋ SCR方式，来保证氮氧化物达标超低排放。
• SCR 的原理是用NH3作为还原剂，在催化剂的 作用下，与NOX 反应，生成N2和H20 。
解炉内 ，与高温空气混合热解 ，生成 NH3 、H20
和C O 2 ，分解产物与稀释空气混合成5%氨混合空 气均匀并喷入脱硝系统。
尿素热解制氨法 （高温空气加热尿素溶液气化法 ）
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主 句
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缺点
·工艺系统复杂，设备较多，反应罐属于压力容器，投资成本较高。 ·由于水解反应速度较缓慢且不易控制，整个反应的初始建立需要一定的 时间，所以水解尿素制氨法有时不能满足锅炉启动阶段脱硝效率的要求。 ·为了适应锅炉燃烧负荷的变动，水解反应器内易生成Biuret （缩二 服） 。 ·锅炉负荷陡降时Tr iuret及高分子固态物等中间产物，某些情况下会 形成 聚合物形成堵塞。对尿素有选择性。 ·为避免锅炉负荷陡降时SCR脱硝装置内氨气逃逸率升高，通常于氨气供 至 SCR装置之前设置缓冲罐。氨气缓冲罐作为压力容器，为系统运行带来 了 不安全因素，与使用尿素作为氨气来源较为安全的初衷相违背。
很多电厂均采用尿素分解法制备 NH3。
·尿素水解制氨法 （简要流程）：
·先 将 尿 素 固 体 颗 粒 在 容 器 中 完 全 溶 解 ，形 成 尿 素 溶 液，然后用溶液泵加压送到水解槽中 ，通过蒸汽热 交 换 器 将溶 液 加 热 至 反 应 温 度 (140 ℃ - 160℃）后 与 水反应生成氨气，氨 气 经 喷 氮 格 栅 喷 入 省 煤 器 之 后 SCR 反 应 器 前 烟 道 系 统 。水解后的残液（缩二脲 ）另外处理 。