优选尿素催化水解原理及操作
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• 催化剂
– 为反应器提供溶解的催化剂 – 催化剂箱
来自尿素 区内
来自尿素 区尿素管 道
来自催 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
来自锅炉辅汽母管，经减 温减压器降至170℃、 0.7MPa
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 反应器定期排污 机组喷氨投入 机组停止喷氨
尿素催化水解系统启动与停止
• 初次投入反应器的要求
• 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 空气混合器混合，稀释氨浓 度至5%以下
• 最后进入SCR反应器内进行 脱硝反应
一、尿素催化水原理
反应方程式：
优选尿素催化水解原理及操作
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
– 尿素溶液在压力0.40.5Mpa、温度130150℃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
尿素催化水解系统组成
• 尿素溶液供给系统
– 向反应器提供50%的尿素溶 液
• 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
一、尿素催化水解原理
300型尿素催化水解系统
减温减压器
耗量 4203kg/h
蒸汽减温 减压
170℃ 0.7MPa
催化剂制 备
尿素储存、
溶解
50%尿素
1783kg/h
储存仓库 溶解罐、泵
储存罐
水解反应 器
135℃ 0.5Mpa
G
反应器 分离器
疏水收集
废水废气
收集
废水池/箱
催化剂箱、泵
调节阀 质量流量计
综合反应： (NH2)2CO + H2O 催化剂
CO2↑+ 2NH3↑
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。
• 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650mm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wenku.baidu.com阀
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/min，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
– 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
尿素催化水解系统启动与停止
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
• 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
氨气分配 计量
混合器
氨空混合
尿素转化率大于99%
喷氨格栅
SCR反应 器
尿素催化水解原理
尿素催化水解系统特性：
改良尿素制氨技术 催化剂改变反应路径 反应温度：135-140℃；
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 伴热系统 吹扫系统 电气系统 热控系统
序号
设备名称
1 水解反应器
型号及尺寸 2000×12017，316L，
单位 数量 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。
– 为反应器提供溶解的催化剂 – 催化剂箱
来自尿素 区内
来自尿素 区尿素管 道
来自催 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
来自锅炉辅汽母管，经减 温减压器降至170℃、 0.7MPa
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 反应器定期排污 机组喷氨投入 机组停止喷氨
尿素催化水解系统启动与停止
• 初次投入反应器的要求
• 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 空气混合器混合，稀释氨浓 度至5%以下
• 最后进入SCR反应器内进行 脱硝反应
一、尿素催化水原理
反应方程式：
优选尿素催化水解原理及操作
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
– 尿素溶液在压力0.40.5Mpa、温度130150℃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
尿素催化水解系统组成
• 尿素溶液供给系统
– 向反应器提供50%的尿素溶 液
• 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
一、尿素催化水解原理
300型尿素催化水解系统
减温减压器
耗量 4203kg/h
蒸汽减温 减压
170℃ 0.7MPa
催化剂制 备
尿素储存、
溶解
50%尿素
1783kg/h
储存仓库 溶解罐、泵
储存罐
水解反应 器
135℃ 0.5Mpa
G
反应器 分离器
疏水收集
废水废气
收集
废水池/箱
催化剂箱、泵
调节阀 质量流量计
综合反应： (NH2)2CO + H2O 催化剂
CO2↑+ 2NH3↑
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。
• 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650mm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wenku.baidu.com阀
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/min，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
– 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
尿素催化水解系统启动与停止
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
• 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
氨气分配 计量
混合器
氨空混合
尿素转化率大于99%
喷氨格栅
SCR反应 器
尿素催化水解原理
尿素催化水解系统特性：
改良尿素制氨技术 催化剂改变反应路径 反应温度：135-140℃；
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 伴热系统 吹扫系统 电气系统 热控系统
序号
设备名称
1 水解反应器
型号及尺寸 2000×12017，316L，
单位 数量 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。