尿素热解制氨关键技术和产业化东南大学

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尿素溶液烟道直喷系统热解特性的数值研究

收稿日期：2018-07-16作者简介：马瑞（1985-），男（满族），辽宁兴城人，工程师，硕士。

尿素溶液烟道直喷系统热解特性的数值研究马瑞，杨硕，高宇，王国峰（沈阳工程学院能源与动力学院，辽宁沈阳110136）摘要：为了研究尿素溶液烟道直喷热解技术的可行性，采用数值模拟的方法对某脱硝烟道系统的流场进行数值计算与分析。

结果表明，温度、反应时间、烟道长度是影响尿素溶液热解的关键参数。

随着温度的升高，尿素溶液分解较为完全，烟气温度的提升对尿素溶液热解起促进作用，在工程应用中烟气温度需大于350℃，烟道长度大于40m 。

尿素溶液液滴平均粒径对尿素热解影响较小，当液滴粒径小于0.1mm 时，随着粒径尺寸的增加，尿素溶液在烟道内的反应时间会相应延长。

关键词：尿素溶液；SCR ；烟道直喷中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1673-1603（2019）01-0040-04DOI ：10.13888/ki.jsie （ns ）.2019.01.009第15卷第1期2019年1月V ol.15No.1Jan.2019沈阳工程学院学报（自然科学版）Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ）NO x 是电站锅炉排放的污染物之一，会随着大气流动，以酸雨的形式降落到地面，其危害程度要比硫酸型酸雨更强[1-3]。

因此，各大电厂通过脱硝装置对烟气中的NO x 进行处理，以达到减少污染的目的。

目前，主要的脱硝方法有低氮燃烧技术、SNCR （Selective Non-Catalytic Reduction ）和SCR （Selec-tive Catalytic Reduction ）。

其中，SNCR 和SCR 是通过氨基与NO x 反应生成N 2和H 2O [4-5]，常用的氨基有氨水、液氨和尿素。

以尿素作为氨基的方法应用比较广泛，主要是其具有易存储、易制备、易运输等特点。

烟气脱硝工艺中尿素热解制氨技术的试验与工程化研究--交锋斌

Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｔｉｃｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｄｅｎｉｔｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｕｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｕｒｅａｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ，ＳＯｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅ
ｕｒｅａ
ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ
ａｎｄ
ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｐｒｏｖｉｄｅ
经正交分析，单从液滴热解时间来看，最优组合是液滴粒径２９５．０１ｍａ－３１０．０１ｍａ，激光功率为３６．０Ｗ，尿素浓度为４０％。对尿素液滴热解时间影响最显著的是液滴粒径，其
次为激光功率，尿素溶液浓度影响不显著。随着液滴粒径的逐渐减小，液滴分解时间逐
步缩短。激光强度逐步增大，液滴分解时间逐渐减小。在实验过程中发现部分液滴中含
Ａｂｓｔｒｓｅｔ……………………………………………………………………………………………………………………………………．ＩＩ
目录…………………………………………………………………………………………………………ＩＩＩ第一章绪论…………………………………………………………………………………………………ｌ１．１课题背景：尿素热解研究及及其在脱硝中的应用………………………………………………ｌ１．２以氨气为还原剂的ＳＣＲ脱硝技术………………………………………………………………。２１．３国内外尿素制氨工艺研究现状……………………………………………………………………３１．４本研究的目标及内容………………………………………………………………………………５１．４．１研究目标……………………………………………………………………………………．５１．４．２研究内容……………………………………………………………………………………．５１．４．３技术路线……………………………………………………………………………………５第二章尿素单液滴热解实验台设计………………………………………………………………………７２．１超声波悬浮仪………………………………………………………………………………………７２．１．１无容器处理的意义…………………………………………………………………………．７２．１．２超声悬浮技术………………………………………………………………………………．７

尿素水解和尿素热解的工艺介绍及技术经济比较

目录一、概述 (2)二、技术介绍 (2)2.1尿素水解制氨技术 (2)2.2尿素热解制氨技术 (3)三、应用现状 (4)3.1尿素热解技术 (4)3.2 尿素水解技术 (5)四、投资、运行费用比较 (6)4.1设备投资、安装费用比较 (6)4.2 运行费用比较 (6)五、结论 (6)关于尿素水解制氨和尿素热解制氨的工艺介绍及技术、经济比较一、概述“十二五”期间国内建设了大量的烟气脱硝装置，其还原剂制备系统主要由液氨蒸发、氨水汽化、尿素制氨三种方式，随着国内民众和企业安全意识的加强，加上国内危化品运输、储存、使用事故层出不穷，尿素制氨技术因其不需要装卸、运输、储存危险化学品、装置占地面积小、运行安全稳定可靠，逐渐成为电厂选择脱硝还原剂制备系统的主流技术。

尿素是氨的理想的来源。

尿素(CH4N2O)为无毒无味的白色晶体或粉末，是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，其理化性质较稳定，应用于农业及工业领域，其运输和储存和管理均不受国家和地方法规的限制。

尿素是一种稳定、无毒的固体物料，对人和环境均无害；可以被散装运输并长期储存；不需要运输和储存方面的特殊程序，它的使用不会对人员和周围社区产生不良影响。

但固体颗粒尿素容易吸湿，当空气中的相对湿度大于尿素的吸湿点时，它就吸收空气中的水分而潮解，尿素在储存过程中极易吸潮板结，需采取措施防止吸湿结块的情况发生。

尿素制氨技术中根据其反应机理和核心反应设备的不同分为尿素水解制氨和尿素热解制氨二种技术。

先分别介绍及对比如下：二、技术介绍2.1尿素水解制氨技术尿素水解制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下发生水解反应，生成的气体中包含氨气和二氧化碳。

其化学反应式为：NH2-CO-NH2＋ H2O → 2NH3↑＋ CO2↑尿素水解制氨系统由1）尿素颗粒储存和溶解系统、2)尿素溶液储存和输送系统及3)尿素水解系统组成。

尿素颗粒在尿素溶解罐中配置成约50%浓度的尿素溶液，随后尿素溶液储存在尿素溶液储罐中以供电厂使用。

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。

提名国家自然科学奖项目公示项目名称生物质定向热解制取高品质液体

向热解制取高品质液体燃料基础理论与方法教育部
提名单位意见：该项目在国家自然基金、863、973 等项目的资助下，针对生物质热解制取高品质液体燃料中，由于含大量碳氧键，提质脱氧易缩聚的世界性难题，历经多年，解析了生物质三组分（纤维素、半纤维素和木质素）碳氧键断键机理，提出了结构定向调变预处理方法，发现了生物质直接催化热解一步法制备汽油、航油等不含氧燃料和生物质快速热解-定向温和加氢制备醇类含氧燃料两条转化新途径，揭示了转化过程中碳氧键演变机理和产物缩聚机制，提出了抑制缩聚方法，大幅提高了目标产物收率和品质。该项目 8 篇代表性论文被欧、美、加、澳、中等国院士和著名学者在 Chem. Rev.、 Chem. Soc. Rev.等权威期刊 SCI 他引 567 次，获得了国内外同行的高度评价，为生物质高值化科学与技术发展做出了突出贡献。项目负责人连续三年（2014-2016）入选能源学科中国高被引学者，担任能源领域顶级期刊 Fuel Process. Technol.（IF3.75）副主编，Int. J. Greenh. Gas. Con.（IF3.74）、太阳能学报等期刊编委，教育部科技委学部委员等学术兼职，具有广泛的学术影响。该项目曾获 2017 年教育部自然科学一等奖，符合国家自然科学奖推荐条件，提名该项目申报 2018 年国家自然科学奖二等奖。
代表性论文专著目录：（按照提名书表格列出主要内容，不需再做表格）论文署名 SC 论文专著序号名称/刊名 /作者影响因子年卷页码发表时间通第讯一作作者者国内作者 I 他引次数他引总次数单位是否包含国外单位 Comparison of non-catalytic and catalytic fast 5.65 pyrolysis of corncob 1 in a fluidized bed reactor/Bioresource Technology/Huiyan Biomass fast He Zhang, Rui Xiao, pyrolysis a Huang, Gangin Xiao fluidized bed reactor under N2, CO2, 5.65 CO, CH4 and H2 1 atmospheres/Bioreso urce Technology/Huiyan Zhang, Rui Xiao, Denghui from Wang, Biodiesel palm Guangying He, oil via loading Shanshan Shao, KF/Ca-Al 3.21 Jubing Zhang, hydrotalcite 9 Zhaoping Zhong catalyst/Biomass & Bioenergy/Lijing Gao, guangyuan Teng, Guomin Xiao*, Ruiping Wei 2009 年 100 卷 1428-14 34 页 200 8年张张会岩， 09 肖 16 会肖睿，黄月睿 7 岩和，肖刚 30 日张会岩， 2011 年 102 卷 4258-42 64 页 201 肖睿，王 0年张邓惠，何 12 肖会光莹，邵月睿岩珊珊，张 23 居兵，仲日兆平 2010 年 34 卷 1283-12 88 页 201 高李璟， 0年肖高腾广远， 04 国李 66 月肖国民，民璟 28 魏瑞平日

尿素热解法制氨流程

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尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范文（4篇）

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范文尿素热解制氨是一种重要的化工工艺，广泛应用于氨肥生产。

在这个工艺中，尿素作为原料通过热解反应分解为氨气和二氧化碳。

然而，这个工艺中存在一些安全隐患和能源浪费问题。

为了确保尿素热解制氨工艺的安全运行和节能优化，需要加强安全管理和工艺改进。

首先，为了确保尿素热解制氨工艺的安全运行，需要加强安全管理措施。

首先，应完善安全生产责任制，明确各级管理人员的职责和权限，加强安全生产的监管和管理。

其次，应加强员工的安全培训和教育，提高员工对安全事故的防范意识和应急处理能力。

同时，应建立健全完善的安全操作规程，规范生产操作流程，减少操作失误和意外事故发生的可能性。

另外，应加强设备的维护和检修，及时发现和修复设备存在的安全隐患，确保设备的安全可靠运行。

同时，为了优化尿素热解制氨工艺的能源利用，需要进行工艺改进和节能措施的实施。

首先，可以考虑使用催化剂来提高反应效率和降低反应温度。

催化剂可以加速反应速率，降低反应温度，从而减少能源消耗和副产物的生成。

其次，可以考虑采用换热器来进行废热回收。

通过废热回收，可以将反应过程中产生的热量有效利用，减少能源浪费。

另外，可以考虑改进产品分离和净化工艺，以提高产品纯度和减少产品损失。

为了进一步提高尿素热解制氨工艺的能源利用水平，可以考虑使用先进的过程控制技术和自动化设备。

通过智能化的过程控制系统，可以实现对工艺参数的精确控制，优化反应条件，提高反应效率。

同时，可以利用自动化设备实现对生产过程的全面监控，及时发现和解决问题，减少能源浪费和损失。

总之，尿素热解制氨工艺的安全运行和节能优化是关乎生产安全和经济效益的重要问题。

通过加强安全管理和工艺改进，可以降低安全风险，提高生产效率，减少能源浪费，优化生产过程。

在未来的工作中，需要不断探索创新，积极应用新技术，完善管理制度，不断提高工艺技术水平，实现尿素热解制氨工艺的安全、高效和可持续发展。

尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范文（二）尿素热解制氨是一种重要的化学工艺，在工业生产中具有广泛的应用。

尿素热解制氨系统方案

尿素热解制氨系统方案首先，尿素热解制氨的系统方案包括尿素供给系统、加热系统、分解系统和分离系统。

尿素供给系统：该系统包括尿素储存罐和供给管道。

尿素以固体形式储存在罐内，通过供给管道输送到加热系统。

加热系统：该系统用于加热尿素至分解温度。

加热系统主要包括加热器、传热介质循环系统和控制系统。

加热器通过传热介质（如热油）将热量传递给尿素，使其达到分解温度。

传热介质循环系统负责将热油循环供给加热器，使其保持恒定的温度。

控制系统用于监测和控制加热系统的温度和压力，以确保系统运行的安全性和稳定性。

分解系统：该系统用于通过加热将尿素分解为氨和二氧化碳。

分解系统主要包括分解器、催化剂和尾气处理系统。

分解器内设置有催化剂床，通过催化剂的作用，可在较低的温度下实现尿素的分解反应。

尿素经过分解反应生成的氨和二氧化碳混合物称为原气体。

尾气处理系统用于处理原气体中的二氧化碳和其他有害物质，以防止对环境造成污染。

分离系统：该系统用于将分解反应生成的原气体中的氨和二氧化碳分离。

分离系统主要包括氨分离器和二氧化碳回收器。

氨分离器通过调整温度和压力，使氨在分离器内沉积和凝结，形成液状氨，然后通过泵送系统输送到储氨罐。

二氧化碳回收器主要用于回收并循环利用原气体中的二氧化碳。

此外，尿素热解制氨系统还应包括废气处理系统和废水处理系统。

废气处理系统用于处理分解系统和分离系统中产生的废气，以净化气体排放和防止对大气造成污染。

废水处理系统用于处理尿素供给系统和分离系统中产生的废水，以防止对环境和水资源造成污染。

总之，尿素热解制氨系统方案包括尿素供给系统、加热系统、分解系统、分离系统、废气处理系统和废水处理系统。

该系统方案能够高效地将尿素转化为氨，具有较高的产氨率和较低的能耗。

然而，在实际应用中，还需要根据具体的生产要求和工艺条件进行进一步优化和调整。

尿素热解制氨系统设计问题探讨

中图分类号：Ｑ５．Ｔ００２
文献标识码：Ａ
ＤＩＳＣＵＳＯＮＳＩ０ＮＰＲ０ＢＬＥＭ０ＦＲＥＡＵＰＹＲ０ＧＥＮＡＴＩＯＮＭＡＫＩＧＮＡＭＭＯＮＩＳＡＹＳＴＥＭＤＥＳＩＧＮ
ＹＡＯＧｕｉｈｎ．Ｕ－ｏｇ
液在输送过程中的结晶问题及尿素管道Ｕ型布置问题等，取了行之有效的改进措施，到很好的效采达
果，积累了宝贵经验。为同类电力企业实旌烟气脱硝技术改造提供参考。并
关键词：尿素颗粒；散装；袋装；上料方式；尿素结晶；管道布置
ＡＢＴＲＡＳＣＴ：Ｔｈｒｉｌａｅｈｆｅｔｅｍｅｓｒｓｏｈｒｂｅｆｕｅｙｏｅａｉｎｍａｉｇａｅａｔｅｔｋｓｔｅｅｆｃｉａｕｅｎｔｅｐｏｌｍｓｏｒａｐｒｇｎｔｋｎｍｍｏｉｃｖｏｎａ
尿素热解制氨系统设计问题探讨
么贵红吴敌２，
（．京矿冶研究总院，京１０４；．北京国电龙源环保工程有限公司，京１０６）１北北００４２北０７１
摘要：本文譬对华能北京热电有限公司尿素热解制氨系统设计中遇到的袋装尿素上料问题、素溶十尿
（．ｅｉｇＧｅｅａｓａｃｎｔｔｔｆＭｉｉｇａｄＭｅａｌｒｙ，ｉｎ００４，ｈｎ１ＢｉｎｎｒｌｅｒｈＩｓｉｕｅｏｎｎｎｔｌｕｇＢｅｉｇ１０４Ｃｉａ；ｊＲｅｊ

某电厂尿素热解脱硝装置燃烧异常分析李想

某电厂尿素热解脱硝装置燃烧异常分析李想发表时间：2018-05-11T17:11:21.347Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：李想[导读] 摘要：尿素热解制氨的SCR烟气脱硝方法因其运行风险系数低在燃煤电厂脱硝领域有较多运用。

（广州发电厂有限公司 510160）摘要：尿素热解制氨的SCR烟气脱硝方法因其运行风险系数低在燃煤电厂脱硝领域有较多运用。

本文通过分析某电厂尿素热解脱硝装置燃烧异常事件，提出针对性防范措施，从而保证尿素热解脱硝装置及SCR系统的正常运行。

关键词：SCR；燃烧；尿素热解；结晶；三聚氰酸；氨气爆燃1 前言SCR选择性烟气脱硝法作为目前最成熟可靠的火电厂烟气脱硝技术在国内各燃煤电厂有着广泛的应用。

特别是SCR选择性烟气脱硝法与低氮燃烧技术相结合，能大幅降低燃煤电厂烟气中氮氧化物的浓度，故大量应用于超低排放改造中。

SCR选择性烟气脱硝法基本原理为：利用氨气在350-400度的条件下，在碱基催化剂金属的环境下，与烟气中的氮氧化物发生反应，生成氮气和水。

其反应还原剂氨气主要有液氨蒸发、尿素水解及尿素热解等方法获得，尿素热解因其系统占地小，环境风险系数低，在脱硝系统改造中有一定的优势。

本文以分析某电厂在机组的SCR脱硝超低排放改造中，采用的尿素热解制氨的工艺方法，在实际运行中遇到的异常为出发点，总结尿素热解制氨SCR脱硝工艺中的控制要点，以保证该种工艺脱硝系统的安全稳定运行。

2 现状某电厂于2016年完成烟气SCR脱硝的超低排放改造，技术方案采用尿素溶液热解制氨的选择性催化还原法脱硝。

主要工艺流程为：50%浓度尿素溶液经尿素给料泵进入各炉的脱硝系统，由计量分配模块控制，尿素溶液与压缩空气混合喷入热解炉内，热解产生氨气经稀释风机稀释送入SCR反应器内进行脱硝反应。

脱硝系统改造后性能指标能达到并优于超低排放标准。

2.1 异常现象#4炉SCR脱硝装置在7月26日14：55突然出现热解炉内部压力突升至5100Pa，稀释风机流量和电流下降，经转换稀释风机及降低尿素溶液给料量运行约8小时后，热解炉内压力下降至3000Pa左右，27日3：25该炉热解炉内压力开始逐渐升高，4：11热解炉出口温度升高至537℃并保持不变，电加热器保护跳闸。

一种尿素制备氨气的方法[发明专利]

专利名称：一种尿素制备氨气的方法专利类型：发明专利
发明人：卞金洪,纪正飚,张蕾
申请号：CN201610488914.6
申请日：20160628
公开号：CN105883853A
公开日：
20160824
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种尿素制备氨气的方法，使用除盐水将固体尿素浓解成质量百分比为35％‑60％尿素溶液进入压缩空气雾化装置，雾化后的尿素溶液进入微波反应炉腔中，反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，使雾化后的尿素溶液瞬时分解成氨气及其副产物，氨气及其副产物通过抽气泵抽进入温水溶液中反应生成氨气；反应炉腔中通过磁控管产生一定频率的微波，反应炉腔微波的功率要大于每升大于80mW；反应炉腔中温度150℃—200℃，压力1.5MPa—3.5MPa；氨气及其副产物通过泵送入一定温度的水溶液后蒸发后得到氨气。

申请人：盐城工学院
地址：224051 江苏省盐城市希望大道中路1号
国籍：CN
代理机构：南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：陈建和
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2015年国家技术发明奖推荐项目公示材料-东南大学科研院

2017年高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）推荐项目公示材料（进步奖（含推广类、科普类）、进步奖-直报类）1、项目名称：半干法-湿法耦合型垃圾焚烧尾气污染物超低排放技术创新及应用2、推荐奖种：科学技术进步奖3、推荐单位（专家）：东南大学4、项目简介：焚烧技术是垃圾无害化处置方法之一，约占无害化处理能力的40%。

垃圾焚烧烟气具有高污染性和成分复杂性，单一的干法、半干法或湿法工艺无法满足严格的环保排放需求，因此开发高效的垃圾焚烧尾气净化技术与工艺受到国内外研究者的高度重视。

本项目在国家科技部、江苏省政府的支持下，开展了长达13年的研究，对半干法-湿法耦合型垃圾焚烧尾气净化关键技术和工程应用进行了系统创新研究，取得的主要创新性成果如下：（1）新型锥形半干法喷雾脱酸塔构建及其辅助系统完善：通过收缩—扩展—再收缩和圆锥台—圆锥结构的设计对传统的半干法反应塔进行改造，降低了设备的制造成本，同时提高了脱酸效率。

设计完善了石灰浆制备及输送系统、气流分配装置、雾化盘等辅助系统开发，通过高位槽和回流结构等创新设计有效阻止杂质与大颗粒入塔，维持浆液压力稳定；将进风道设计为等压螺旋式，保证各截面的气流分布一致；通过气流导向装置将烟气导向旋转喷雾器，使烟气温度分布更均匀；设置多个浆液分配块优化在高速旋转和高温腐蚀工况下的雾化效果。

（2）新型廉价吸附剂开发及吸附剂喷射装置优化：发明了新型廉价吸附剂包括污泥活性炭、凹凸棒土、废轮胎热解焦、垃圾焚烧添加剂等，运用活化、浸渍等改性方法对其吸附性能进行优化，研发出活性、催化选择性、机械强度及再生性能得到显著提升的低成本吸附剂配方，改性后的固体废弃物基活性炭材料孔隙发达，比表面积显著提升，可达到一级炭标准。

优化了吸附二恶英的新型廉价吸附剂送料装置，使得负压射流器的气体进口来的正压空气在负压射流器形成连接处的负压区，设置空气阻尼器阻挡空气上行对吸附剂计量装置的影响，解决了现有吸附剂送料装置的计量精度不准和落料不畅的问题。

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。

一种尿素溶液微波紫外光解制氨气方法及其控制系统[发明专利]

专利名称：一种尿素溶液微波紫外光解制氨气方法及其控制系统
专利类型：发明专利
发明人：马中发,阮俞颖,张涛
申请号：CN202010956978.0
申请日：20200912
公开号：CN114177861A
公开日：
20220315
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种尿素溶液微波紫外光解制氨气方法及其控制系统，涉及制氨气技术领域，其中尿素溶液微波紫外光解制氨气方法包括：获取出气口处的目标特征参数；其中，所述目标特征参数包括当前风量和/或当前氨气浓度；确定与所述目标特征参数匹配的目标调整策略；在所述目标调整策略的作用下，对进入反应腔内的目标尿素气体和目标水蒸气进行微波紫外光解处理；将微波紫外光解处理后生成的目标氨气进行收集。

使用本发明方法能够获得符合收集要求的目标氨气，提高了高温烟气的处理效率，降低了能耗，从而大大提高了利用尿素制备氨气的效率，也提高了尿素溶液微波紫外光解制氨气设备的使用寿命。

申请人：陕西青朗万城环保科技有限公司
地址：710065 陕西省西安市雁塔区富源二路鱼化光电产业园8号楼东户
国籍：CN
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