尿素催化水解原理及操作

尿素催化水解系统启动与停止
• 反应器紧急停机操作 • 启动条件：
来自锅炉辅汽 母管，经减温 减压器降至170 ℃、0.7MPa
疏水至 疏水箱
尿素催化水解系统组成
• 氨气供给喷氨系统 • 水解反应器 • 提供氨气、二氧化碳、水蒸汽混 合气 • 汽水分离器进入氨气管道
尿素催化水解系统组成
• 伴热系统
• 反应器撬装内的氨气（130℃） 和废气、废液管（120℃）、 尿素管（50℃）、 液位计 （120℃）、均设置电伴热
CO2↑+ 2N
尿素的水解反应为吸热反应。为了使反应速率恒定， 尿素、水和热量都必须按照正确的比例供给反应器。
催化剂的主要作用是通过改变了反应路径，从而大大 加快反应速率，降低响应时间。
反应器中装有固定量的催化剂，催化剂在反应器内可 循环使用。
一、尿素催化水解原 理
300型尿素催化水解系统
减温减
尿素催化水解系统启动与停止
• 初次投入反应器的要求 • 首次启动反应器需要在加入适量的反应液，该溶液由除盐水和50%的尿素溶液 及适量催化剂混合而成。 • 首先加入已经配备好的催化剂溶液，之后加入适量的除盐水至反应器液位约6 50mm处，最后加入尿素溶液至反应器液位约1000mm处。 • 反应器中尿素的初始浓度大约为25%。 • 注意：反应器中初始稀释启动的尿素溶液浓度不得超过28%。
尿素催化水解系统启动与停止
• 反应器的启动 • 投入条件：
• 在停机状态 • 尿素溶液已供应 • 催化剂溶液已经打入到尿素水解反应器中 • 减温减压器正常工作，即蒸汽已供应
• 启动步骤： 1. 反应器加入反应液： • 供给催化剂溶液进入到反应器， • 除盐水管开关阀至反应器液位大于650mm，关闭该阀门； • 打开尿素溶液管开关阀和调节阀 (置值为100)，至反应器液位到1000mm， 关闭尿素溶液调节阀
• 吹扫系统
• 废液排污管道设有吹扫系统 • 废气管道、氨气管道均设有
蒸汽吹扫
主要内容
• 尿素催化水解原理 • 尿素催化水解系统组成 • 尿素催化水解系统启动与停止 • 尿素催化水解系统运行维护
初次投入反应 器的要求 反应器启动 反应器正常停 机 反应器紧急停 机 蒸汽吹扫步序 反应器煮洗 反应器定期排
喷氨格
栅
SCR反 应器
尿素转化率大于99%
尿素催化水解原理
尿改术素良催特尿化性素水：制解氨系技统
催化剂改变反应 路径
反应温 度： 135140℃ ； 反 应 压 力0.4-0.5MPa
反应速度较传统 水 解 法 约 提 高 10 倍以上
适应锅炉满负荷 的13%变化
主要内容
• 尿素催化水解原理 • 尿素催化水解系统组成 • 尿素催化水解系统启动与停止 • 尿素催化水解系统运行维护
尿素催化水解系统启动与停止
• 反应器正常停机操作 • 启动条件：锅炉开始停机，确定反应器跟着正常停机 • 操作步骤 • 打开反应器出口氨气管道开关阀，其他开关阀和调节阀均关闭（断蒸汽气断 尿素） • 等待，反应器压力小于0.15MPa或 反应器温度小于115℃ • 关闭反应器出口氨气管道开关阀 • 氨气管线吹扫 结束，尿素水解反应器正常停机。 • 注意：正常停机后，必须及时手动吹扫氨气管线，以防止氨气在管路中凝结堵塞 管路。（蒸汽吹扫最好30min）尿素管线冲洗
尿素催化水解系统组成
• 尿素溶液供给系统
来自
• 向反应器提供50%的 尿素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ尿素溶液
区内
• 除盐水供给系统
• 启机时反应器注水
• 催化剂溶解冲洗
• 减温减压器降温
• 催化剂
• 为反应器提供溶解 的催化剂
• 催化剂箱
来自 尿素 区尿 素管
来 自 催
道
化
剂
箱
尿素催化水解系统组成
• 蒸汽供给及疏水系统 • 蒸汽（减温减压至170℃、0. 7MPa） • 主要为反应器提供热量 • 用于吹扫废液管线 • 用于管道伴热 • 疏水 • 收集至疏水箱
主要内容
• 尿素催化水解原理 • 尿素催化水解系统组成 • 尿素催化水解系统启动与停止 • 尿素催化水解系统运行维护
主要内容
• 尿素催化水解原理 • 尿素催化水解系统组成 • 尿素催化水解系统启动与停止 • 尿素催化水解系统运行维护
一、尿素催化水解原理
• 浓度约50%的尿素溶 液通过高压泵从尿 素储罐打入反应器 中
• 在压力0.4-0.5Mpa、 温度135-160℃和催 化剂的作用下进行 水解反应，产生氨 气、二氧化碳混合 气
• 混合气通过反应器 上面的汽水分离器 分离后，经由减压、 流量控制调节与稀 释风在氨空气混合
一、尿素催化水 原理
反应方程式：
综合反应： H3↑
(NH2)2CO + H2O
催化 剂
尿素催化水解系统组成
反应器本体 尿素溶液供给 系统 除盐水供给系 统 催化剂供给系 统 蒸汽供给及疏 水系统 排污和排气系 统
序 号
设备名称
型号及尺寸
1
水解反应器
2000×12017， 316L，
单数 位量
套3
尿素催化水解系统组成
• 反应器本体 • 主要设备，用于尿素催 化水解制氨。 • 尿素溶液在压力0.4-0.5 Mpa、温度130-150℃和 催化剂的作用下进行水 解反应，产生氨气。 • 设有排污口和泄压口、 压力变送器、热电阻、 雷达液位计
尿素催化水解系统启动与停止
• 启动步骤： 2. 升温加压： • 尿素溶液调节阀根据液位调节 • 逐步缓慢升温，升温速率不大于5℃/min。 • 蒸汽调节阀为压力调节方式，压力设为0.45MPa，升压速率为0.02MPa/mi n，至反应器压力大于0.45MPa 3. 首次投运排气
- 当反应器压力到达0.6MPa后，手动打开紧急排空阀， 进行排气到废水地坑（地坑需提前进水到80%液位），当压力降 到0.2MPa时，手动关闭紧急排空阀，继续升压，排气操作进行3 次。 4、此时反应器具备供应成品氨气条件
耗量压42 03kg器/h
蒸汽减 温减压
170 0.7MP ℃a
催化剂 制备
尿素储 存、溶
解
储存仓 溶解罐库 储存、罐
50%尿 素178 3kg/h
泵 疏水收 集
反应器
水解反 分离器 应器
135 0.5Mp ℃a G
废水废 气收集 废水池/
箱
催化剂箱 、泵
调节阀 质量流
量
氨气分计 配计量
混合器
氨空混 合