洛阳电厂脱硝还原剂液氨改尿素可行性设计

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液氨改尿素工程方案选择及对比分析

液氨改尿素工程方案选择及对比分析

液氨改尿素工程方案设计对比分析1 尿素脱硝方案选择目前国内采用尿素脱硝工艺主要有尿素热解、尿素水解、尿素直喷三种方式,其原理均是利用尿素溶液在一定的温度下发生分解,生成氨气完成脱硝反应过程。

1.1 尿素脱硝工艺简介1.1.1尿素热解工艺尿素热解技术大多来自美国Fuel Tech 公司,其工艺流程见图1.1-1。

将尿素用斗式提升机输送到装有除盐水的溶解罐, 溶解形成40%~50%浓度的尿素溶液(需要外部加热, 溶液温度保持在40℃以上), 通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。

尿素溶液经由给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入热解炉, 在600 ℃, 0.1 MPa 的条件下分解, 生成NH3, H2O 和CO2, 稀释空气经加热后也进入热解炉, 与生成的分解产物氨气和二氧化碳混合, 经充分混合后由氨喷射系统进入脱硝烟道。

尿素的热解反应如下:CO (NH2)2=NH3 + HNCO= +579.32 kJ/ molr H mHNCO + H2O=NH3 + CO2= -87.19 kJ/ molr H m图1.1-1 尿素热解工艺流程图热解炉利用空预器提供的热一次风,通过加热装置作为热源,来完全分解要传送到氨喷射系统的尿素。

热解炉是一个反应器,在所要求的温度下,热解炉提供了足够的停留时间以确保尿素到NH3的转化。

一个完整的热解炉由出入口连接法兰、外部隔热保温层、NH3/空气混合物的流量、压力以及温度的控制和过程指示等组成。

热解炉喷枪组设计安装在热解炉上,喷枪布置在热解炉的周围。

喷枪将根据在热解炉内获得合适的尿素雾化和分布所需要的流量和压力,来确定其大小和特性。

稀释风的加热装置,常用的有电加热器加热方式,炉内加热方式、亦有高温烟气加热的方式,提供给热解炉热风以维持适当的温度保证尿素分解。

(一)稀释风电加热技术电加热器依据热解炉温度及流量调整电加热装置的出口温度来实现过程控制和保障工艺中安全性要求。

该装置通过与喷射区域计量及分配装置以及电厂DCS系统相连接,来响应系统的变化,实现对出口温度的自动调节。

脱硝SCR氨站改尿素制氨技术分析

脱硝SCR氨站改尿素制氨技术分析

脱硝 SCR氨站改尿素制氨技术分析摘要:随着各发电企业对安全的要求越来越高,火电机组烟气脱硝还原剂使用尿素来代替换液氨成为趋势。

尿素制氨技术最早起源于美国,一般是采用尿素热解、水解这两种方式来制备氨气,这两种方式在实际的运用过程中都有各自的优缺点,现对尿素热解制氨技术、水解制氨技术进行对比分析,并得出相关结论。

关键词:SCR脱硝;尿素;热解;水解;催化引言在燃煤锅炉烟气脱硝工艺中,选择液氨作为还原剂是最经济高效的,但液氨是危险化学品,运输受到严格的限制,液氨储存又是重大危险源。

随着国家对安全生产要求的不断提高,液氨用作脱硝还原剂的安全性问题越来越被各发电企业所重视,而安全性高的尿素成了替代液氨的不二选择。

1 SCR脱硝技术选择性催化还原法(SCR)是目前烟气脱硝技术中使用最广泛的技术,因为过程无公害、无污染,技术成熟、系统简单、操作方便、脱硝效率高等优势,在市场上得到广泛应用。

SCR脱硝的还原剂主要是液氨、氨水和尿素。

液氨是纯氨,只需将其蒸发即可,投资及运行费用都很低,是SCR脱硝的主流制氨工艺,缺点就是液氨是危险化学品,运输、储存和使用过程中存在安全隐患。

氨水制氨是将20%-25%浓度氨水加热蒸发形成氨气和水蒸汽,缺点一个是蒸发气化能耗高,再一个设备腐蚀,目前主要是应用在小机组上。

尿素制氨则需要先将尿素颗粒溶解成溶液,再将溶液送至热解炉或水解槽中,通过加热使尿素分解成氨气。

尿素最大的优势就是安全,常温下性质稳定,运输、存储、使用都非常便捷,缺点就是运行成本高。

受地理条件、已有厂区空间限制以及国家、行业及各地方政府的相关规范指导,尿素制氨成了一些电厂的必然选择。

尿素制氨技术目前有热解和水解两种应用比较多的技术。

另外有研究人员已开始探索尿素直喷技术,该技术使投资大大降低,但由于还不成熟,处于摸索阶段,本文不再介绍,以下只对热解和水解技术进行分析。

2热解制氨技术2.1工艺原理尿素热解制氨主要是来源于美国燃料公司的技术,将尿素溶液喷入高温热解室,尿素在高温状态下不稳定,会被分解成NH3和HNCO,HNCO和水发生化学反应,生成NH3和CO2。

液氨改尿素安装施工方案

液氨改尿素安装施工方案

一、项目背景随着环保要求的日益严格,燃煤电厂脱硝系统液氨的使用面临着安全、环保等多方面的挑战。

为提高脱硝效率,降低污染排放,消除液氨安全隐患,本项目拟对燃煤电厂脱硝系统进行液氨改尿素技术改造。

二、施工目标1. 消除液氨重大危险源,提高脱硝系统安全可靠性。

2. 提高脱硝效率,降低氮氧化物排放。

3. 确保工程质量和进度,实现安全、优质、高效的目标。

三、施工内容1. 尿素车间轻钢结构建筑及尿素水解间轻钢结构遮阳棚施工。

2. 氨站拆除、启动锅炉拆除。

3. 各系统改造,包括脱硝还原剂液氨改尿素项目改造范围内的尿素车间、尿素水解间、氨站、启动锅炉等。

四、施工流程1. 施工准备阶段(1)组织施工队伍,明确施工人员职责。

(2)编制施工方案,进行技术交底。

(3)办理相关施工许可、资质证明等手续。

2. 施工实施阶段(1)拆除液氨相关设备,清理现场。

(2)进行尿素车间、尿素水解间等土建施工。

(3)安装尿素制氨设备,包括尿素储存罐、水解器、氨水泵等。

(4)进行氨站、启动锅炉等拆除工作。

(5)对改造后的系统进行调试、试运行。

3. 工程验收阶段(1)组织验收小组,对工程进行验收。

(2)提交验收报告,办理验收手续。

五、施工要点1. 施工人员应具备相应的专业技能和素质,确保工程质量和安全。

2. 严格按照施工图纸和规范要求进行施工,确保工程质量。

3. 加强施工现场管理,确保施工安全。

4. 施工过程中,注意环境保护,减少对周边环境的影响。

5. 定期进行设备维护和保养,确保系统稳定运行。

六、施工进度安排1. 施工准备阶段:1个月2. 施工实施阶段:3个月3. 工程验收阶段:1个月总计:5个月七、施工保障措施1. 加强施工组织管理,确保工程质量和进度。

2. 做好施工安全防护,预防安全事故的发生。

3. 加强施工过程中的环境保护,减少对周边环境的影响。

4. 做好施工过程中的沟通协调,确保各工序顺利进行。

通过以上施工方案的实施,本项目将顺利完成液氨改尿素技术改造,提高脱硝系统安全可靠性,降低氮氧化物排放,为我国燃煤电厂环保事业做出贡献。

炉脱硝还原剂液氨改尿素项目专项技术交底

炉脱硝还原剂液氨改尿素项目专项技术交底

#1~#4机组脱硝还原剂液氨改尿素项目专项技术交底一、项目概述由于液氨是危险化学品受到越来越严格的监管,从运输、储存、到使用,有许多严格的限制,而且各地不时发生的液氨泄漏和交通事故也让用户对它敬而远之,在人口密集、和靠近饮用水源的大城市和地区,越来越多的电厂脱硝系统开始倾向于选用安全的尿素作为还原剂。

作为无危险的制氨原料,尿素具有与液氨相同的脱硝性能,完全没有危险和法规限制,可以方便的被运输、储存和使用。

#1~#4机组脱硝还原剂改造项目,将#1~#4机组脱硝还原剂由液氨改为尿素热解制氨。

待尿素制氨系统投运正常后拆除原液氨储备及气化供应系统。

尿素热解制氨技术原理:利用高温空气(一次热风)作为热源,将雾化的尿素溶液完全分解为氨气,氨气作为还原剂进入烟道与烟气混合后进入SCR反应器,在催化剂的作用下将氮氧化物还原成无害的气和水。

尿素溶液热解制氨反应如下:CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2;高温常压下(350-650℃;0.1MPa)系统简介:本工程采用尿素热解法制备氨,主要增加设备分为公用系统尿素溶液制备系统(4台机组公用)及各台锅炉的尿素热解系统。

公用系统流程:袋装尿素通过运输车辆运至尿素制备间,通过电动葫芦搬运至尿素储存间,在进行尿素溶液配制时,由电动葫芦将袋装尿素运送到自动拆包上料系统输送带入口,人工将袋装尿素自动拆包上料系统输送带,经自动拆包机破袋进入溶解罐里,用除盐水将干尿素溶解成50%质量浓度的尿素溶液,再通过尿素溶液输送泵输送到尿素溶液储罐,最后尿素溶液经由尿素溶液循环泵输送到各台锅炉尿素热解系统。

尿素热解系统流程:稀释风在锅炉A、B空预器热一次风出口分别引接,经汇通母管后经电加热器加热到600~650℃后进入热解炉,在热解炉内将尿素溶液分解成氨气,形成高温氨气-空气混合物,经喷氨格栅均匀喷入SCR入口烟道。

主要设备配置:(1)电动葫芦设置两套额定出力为3吨的电动葫芦将袋装尿素输送至二楼尿素储存间存放及将储存间尿素搬运至自动拆包机输送带入口。

液氨改尿素工程专项方案

液氨改尿素工程专项方案

液氨改尿素工程专项方案1. 引言液氨改尿素工程是指将传统的液氨生产工艺改造成尿素生产工艺的项目。

该方案旨在提供一个可行的液氨改尿素工程方案,包括其工艺流程、设备配置和运营管理等方面的内容。

2. 背景液氨是工业生产中常用的原料之一,但液氨存在较高的危险性,经常导致安全事故的发生。

尿素作为一种重要的氮肥和化工原料,其市场需求量大且稳定。

因此,将液氨改造成尿素生产工艺有助于提高生产效率和安全性,同时满足市场需求。

3. 方案目标本方案的主要目标是将液氨工艺改造为尿素生产工艺,实现以下目标: - 提高生产效率 - 减少安全风险 - 降低生产成本 - 提高产品质量4. 工艺流程4.1 原料准备液氨改尿素工程的原料主要包括天然气和空气。

天然气经过压缩、净化等工艺处理后,得到所需的氢气和合成氨。

空气经过深冷、脱湿等处理,得到所需的氧气和氮气。

4.2 合成氨制备合成氨制备通常采用哈贝法或氨合成催化剂法。

在液氨改尿素工程中,可以选择合适的合成氨制备工艺,如采用水蒸气重整法生产合成氨。

合成氨是尿素生产的关键原料。

4.3 尿素合成尿素合成是将合成氨与二氧化碳反应生成尿素的过程。

通常采用床层反应器,将合成氨和二氧化碳以适当的温度、压力和催化剂条件下进行反应。

反应结束后,得到尿素产物。

4.4 尿素后处理尿素产物经过冷凝、结晶等处理后,得到所需的尿素产品。

尿素产品可以根据市场需求进行包装和储存。

5. 设备配置液氨改尿素工程所需的主要设备包括压缩机、反应器、换热器、分离器、储存罐等。

具体的设备配置需要根据工艺流程和生产规模进行确定。

6. 运营管理液氨改尿素工程的运营管理包括以下几个方面: - 厂区规划和布局设计 - 安全生产管理 - 生产计划与物资采购 - 设备维护与检修 - 生产数据监测与分析7. 成本估算液氨改尿素工程的成本主要包括固定资产投资和运营成本两部分。

根据工艺流程、设备配置和生产规模,可以进行成本估算和经济效益分析,评估项目的可行性。

液氨改尿素可行性研究报告

液氨改尿素可行性研究报告

液氨改尿素可行性研究报告一、研究背景随着工业化生产的不断增长,氮肥需求量不断增加。

尿素作为一种重要的氮肥,在全球农业中扮演着重要的角色。

然而,传统的尿素生产方式存在着一定的环境污染和能源消耗问题。

为了解决这些问题,液氨改尿素技术应运而生。

液氨改尿素技术是利用氨气和二氧化碳反应生成尿素的新型工艺,相比传统尿素生产工艺有着很多优势,包括更低的能源消耗、更高的纯度和更少的废水排放。

本研究旨在探讨液氨改尿素技术的可行性,以期为新型尿素生产工艺的推广和应用提供理论和实验依据。

二、研究内容1. 液氨改尿素技术原理及工艺流程2. 液氨改尿素技术的环境友好性评价3. 液氨改尿素技术的经济可行性分析4. 液氨改尿素技术的实验验证及应用前景预测三、研究方法1. 文献综述:对液氨改尿素技术的原理、应用及近年来的研究成果进行综合分析和总结。

2. 实验测量:通过实验室实验和现场取样,对液氨改尿素技术进行性能测试和分析,探讨其实际应用效果。

3. 数据处理:采用统计学和计算机技术对实验数据进行分析和处理,绘制图表和曲线,得出结论。

4. 经济学模型:对液氨改尿素技术进行成本和效益的分析,从而评估其经济可行性。

四、研究结果分析1. 液氨改尿素技术原理及工艺流程:液氨改尿素技术是通过氨气和二氧化碳在催化剂作用下反应生成尿素的工艺。

该工艺可以直接将氨气和二氧化碳在正常温度和压力下反应,减少了能源消耗和废气排放,因此具有显著的环境友好性。

2. 液氨改尿素技术的环境友好性评价:通过实验测量和文献综述,发现液氨改尿素技术相比传统尿素生产工艺,具有更低的能源消耗和更少的废水排放。

因此,液氨改尿素技术在环境友好性方面具有明显优势。

3. 液氨改尿素技术的经济可行性分析:经济学模型计算结果显示,液氨改尿素技术的生产成本相对较低,且由于其高纯度和产品质量的稳定性,可在市场上取得良好的销售价格,因此具有较高的经济可行性。

4. 液氨改尿素技术的实验验证及应用前景预测:通过实验验证和经济分析发现,液氨改尿素技术在实际应用中具有很大的潜力,并且有望取代传统尿素生产工艺,在未来的农业生产中发挥更加重要的作用。

洛阳电厂脱硝还原剂液氨改尿素可行性专项方案

洛阳电厂脱硝还原剂液氨改尿素可行性专项方案

洛阳电厂2×300MW机组改建工程脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案洛阳发电.10目录脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 (1)1.项目概况 (1)2.尿素制氨工艺 (1)2.1 热解制氨系统工艺 (1)2.2 水解系统工艺 (3)3.现场条件概况 (5)4.尿素水解方案 (5)4.1 尿素水解方案一 (5)5.尿素热解方案 (5)5.1 系统概述 (5)5.2 关键设备 (5)6.技术比较 (6)6.1 尿素热解技术 (7)6.2 尿素水解技术 (7)7、厂用电增容改造 (8)8、方案比较 (8)8.1 投资费用比较 (8)8.2 运行费用比较 (8)8.3 方案技术经济定性对比汇总 (9)9、结论和提议 (9)9.1 结论 (9)9.2 建议 (10)1.项目概况洛阳电厂机组容量为2×300MW, 脱硝还原剂采取液氨法, 脱硝系统单台机组氨耗量为127kg/h。

依据集团企业指示, 需要将我厂脱硝还原剂由液氨更改为尿素方案, 现就该方案更改作以下论证。

2.尿素制氨工艺以尿素作为原料制取氨气相对于氨水蒸发及液氨蒸发技术含有较高安全性, 随近几年国家对安全运行要求提升, 已逐步替换液氨作为还原剂制备原料。

尿素制氨技术现在成熟有尿素热解和尿素水解制氨两种方法。

2.1 热解制氨系统工艺尿素热解制氨原理是利用辅助能源(燃油、电加热等)在650℃温度热解炉内, 将雾化尿素溶液直接分解为氨气, 其反应方程式为:CO(NH2)2→ NH3↑+ HNCOHNCO + H2O → NH3↑ + CO2↑尿素热解制氨系统是由SNCR技术发展而来, 早期该项技术关键由美国燃料企业开发。

尿素热解制氨系统由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)尿素热解系统组成。

在该系统中, 储存于储仓尿素颗粒由输送到溶解罐, 用除盐水溶解成质量浓度为40%-60%尿素溶液, 经过泵输送到储罐进行储存;以后尿素溶液经给料泵、计量和分配装置、雾化喷嘴等进入高温分解室, 在650℃分解生成NH3.H2O和CO2, 分解产物经氨喷射系统进入SCR系统。

液氨改尿素的施工方案是

液氨改尿素的施工方案是

液氨改尿素的施工方案1. 概述本文档旨在介绍液氨改尿素的施工方案。

液氨是一种常用的氮肥,但它具有刺激性和危险性较高的特点,使用时需要格外小心。

为了降低液氨的危险性,并提高施肥效果,人们发展了液氨改尿素的技术。

液氨改尿素是将液氨与尿素进行反应,生成尿素甲醛(Urea Formaldehyde Resin,简称UF树脂),然后粉碎制成粒状化肥。

本文将介绍液氨改尿素的施工流程和注意事项。

2. 施工流程2.1 原材料准备在施工之前,需要准备液氨、尿素和相关设备。

2.1.1 液氨准备液氨是一种高压易挥发的氮肥,需要特殊的容器进行贮存和运输。

在施工之前,确保液氨贮存容器无泄漏和损伤,确保液氨的纯度符合要求。

2.1.2 尿素准备尿素是一种常见的氮肥,可用于制备液氨改尿素。

在施工之前,确保尿素的质量达到标准要求,并进行必要的粉碎处理。

2.2 反应与制备2.2.1 液氨与尿素反应在反应装置中,将液氨和尿素按照一定比例加入,并进行反应。

反应过程需要控制温度和压力,确保反应效果。

2.2.2 UF树脂制备反应完成后,将得到的尿素甲醛(UF树脂)进行干燥和粉碎处理,制备成粒状化肥。

2.3 施工操作2.3.1 地块准备选择适合种植的地块,并对其进行清理、平整和排水处理。

2.3.2 施肥计划根据作物类型和土壤状况,制定合理的施肥计划。

2.3.3 施肥操作将制备好的液氨改尿素按照计划的施肥量均匀撒播到地表,注意避免施肥时产生二次飞散。

2.4 后续管理2.4.1 浇水管理施肥后及时进行浇水,保持适宜的土壤湿度。

2.4.2 病虫害防治密切关注作物生长情况,及时采取合适的农药措施。

3. 注意事项3.1 安全操作液氨具有刺激性和危险性较高的特点,施工时必须正确佩戴个人防护设备,并遵循相关的安全操作规程。

3.2 防止风散在液氨改尿素的施肥过程中,要注意避免大风天气,以防止施肥时产生的粒状化肥飞散。

3.3 合理施肥施肥时需根据作物的需求和土壤状况,合理确定施肥量,避免浪费和过量施肥。

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电厂2×300MW机组改建工程脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案发电2016.10目录脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 (1)1、项目概况 (1)2、尿素制氨工艺 (1)2.1 热解制氨系统工艺 (1)2.2 水解系统工艺 (3)3、现场条件概况 (5)4、尿素水解方案 (5)4.1 尿素水解方案一 (5)5、尿素热解方案 (5)5.1 系统概述 (5)5.2 主要设备 (5)6、技术比较 (6)6.1 尿素热解技术 (6)6.2 尿素水解技术 (7)7、厂用电增容改造 (7)8、方案比较 (7)8.1 投资费用比较 (7)8.2 运行费用比较 (8)8.3 方案技术经济定性对比汇总 (8)9、结论和建议 (9)9.1 结论 (9)9.2 建议 (9)1、项目概况电厂机组容量为2×300MW,脱硝还原剂采用液氨法,脱硝系统单台机组氨耗量为127kg/h。

根据集团公司指示,需要将我厂脱硝还原剂由液氨更改为尿素方案,现就该方案更改作如下论证。

2、尿素制氨工艺以尿素作为原料制取氨气相对于氨水蒸发及液氨蒸发技术具有较高的安全性,随近几年国家对安全运行要求的提高,已逐步代替液氨作为还原剂制备原料。

尿素制氨技术目前成熟的有尿素热解和尿素水解制氨两种方法。

2.1 热解制氨系统工艺尿素热解制氨的原理是利用辅助能源(燃油、电加热等)在650℃温度的热解炉,将雾化的尿素溶液直接分解为氨气,其反应方程式为:CO(NH2)2→ NH3↑+ HNCOHNCO + H2O → NH3↑ + CO2↑尿素热解制氨系统是由SNCR技术发展而来,早期的该项技术主要由美国燃料公司开发。

尿素热解制氨系统由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)尿素热解系统组成。

在该系统中,储存于储仓的尿素颗粒由输送到溶解罐,用除盐水溶解成质量浓度为40%-60%的尿素溶液,通过泵输送到储罐进行储存;之后尿素溶液经给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入高温分解室,在650℃分解生成NH3、H2O和CO2,分解产物经氨喷射系统进入SCR系统。

尿素热解制氨系统采用单元制布置(一台热解炉产氨供一台机组)。

尿素热解制氨系统简要工艺流程如下:该项技术在国有较多应用,在国已经应用于200多台机组。

尿素热解炉现场图片:尿素热解制氨技术来源于SNCR技术,其热解能源前期主要使用燃烧柴油的方式获得(华能高碑店电厂),由于燃烧柴油不方便及会带来储存柴油等其他问题,后来采用电加热空气到650℃方式,电耗较高,最后改为电加热一次风的方式,电耗有所降低,但其电耗仍较高。

尿素热解炉需布置在脱硝钢架上。

2.2 水解系统工艺尿素水解制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下会发生水解反应产生氨气。

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。

其中1)、2)部分与热解系统基本一致。

尿素颗粒在尿素溶解罐中配置成约40%-60%浓度的尿素溶液,随后尿素溶液储存在尿素溶液储罐中。

尿素溶液通过泵输送到水解反应器中水解产生氨气,氨气随后进入SCR区氨空气混合器后喷入烟道用作烟气脱硝的还原剂。

尿素水解制氨简要工艺流程如下:图1 典型的尿素水解制氨系统由于尿素水解制氨系统解决了液氨的装卸、运输、储存等问题,水解器制氨备案随制随用,无需储存,彻底解决了电厂脱硝工程还原剂制备系统的安全隐患问题。

尿素水解制氨系统主要的能源方式是电厂的辅助蒸汽,所需要的蒸汽参数为:压力0.7MPa,温度180℃以上。

通常每台300MW机组脱硝需氨量约200kg/h的情况下,蒸汽耗量约为1.0t/h。

尿素水解制氨系统可以采用单元制布置(一台水解器产氨供一台机组),也可采用公用制布置(一台水解器产氨供多台机组)。

尿素水解制氨反应器为机电控一体化的撬装设备,出厂前所有管道、阀门、仪表等均已安装、调试完成,并做好了油漆防腐和保温伴热。

设备到现场后接上管口和电缆即可启动。

尿素水解制氨反应器可以放置在脱硝钢架上,也可布置在尿素车间,送产品氨气至脱硝区。

水解器项目模块三维设计图:水解器项目模块现场图片:3、现场条件概况项目规划时脱硝还原剂按液氨法考虑。

目前脱硝已按液氨作为还原剂方式建成投运(脱硝钢架未考虑尿素制氨反应器荷载)。

4、尿素水解方案由于脱硝钢架未考虑尿素制氨反应器荷载,本次尿素水解方案按照常规布置放在尿素车间,利用管道将产品氨气送至脱硝区。

根据实际情况有如下两个方案:4.1 尿素水解方案尿素溶液制备及储存系统按照两台机组进行设计。

尿素水解区安装2台尿素水解器,一用一备。

单台尿素水解器的出力按照两台炉110%的出力进行设计,即单台水解装置气氨出力为254kg/h。

尿素车间占地为28.5×31m,可在?场地上规划建设。

5、尿素热解方案5.1 系统概述尿素热解法制氨系统包括尿素储存间、斗提机、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(含喷射器)及控制装置等。

尿素储存于储存间,由斗提机输送到溶解罐里,用除盐水将干尿素溶解成约50%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器分解,生成NH3、H2O和CO2,分解产物与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。

尿素制氨工艺应满足:还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷与脱硝效率的要求,调节方便、灵活、可靠。

尿素储存区与其他设备、厂房等要有一定的安全防火距离,并在适当位置设置室外防火栓,设有防雷、防静电接地装置。

尿素制氨工艺应配有良好的控制系统。

5.2 主要设备(1) 计量分配装置尿素溶液的计量分配装置应能精确地测量和控制输送到分解室的尿素溶液流量。

每台炉设置1套计量分配装置,用于控制每只尿素溶液喷射器的流量及雾化和冷却空气的压力和流量。

(2) 绝热分解室每台锅炉设一套尿素溶液分解室。

尿素溶液由316L不锈钢制造的喷嘴雾化后喷入分解室,在350~600℃的高温热风/烟气条件下,尿素液滴分解成NH3、H2O、CO2。

尿素热解采用高温空气,由空预器出口约300℃一次风用电加热器将高温空气加热到约600℃。

热解炉尾部部分钢材材质为16Mn,最高允许温度值为450℃,高于工作温度约100℃。

每台热解炉出口至SCR反应器管道要求有流量测量装置并有相应的调节阀门。

热解炉雾化空气的品质要求必须满足雾化系统长期可靠运行。

卖方将确保尿素分解完全,杜绝氨气混合物管中出现再结晶或加热空气中的飞灰沉积现象。

卖方提供热解炉出口产物中的NH3与HNCO的体积比例,并保证中间产物HNCO对下游烟道设备不存在潜在负面影响。

热解炉布置在脱硝支架上方。

热解炉设置有冷风吹扫管路系统,通常从二次风冷端取气接到热解炉,作为紧急情况下热解炉吹扫降温用。

热解炉一次风的阀门为电动阀门。

(3) 伴热系统对尿素溶液输送管道,卖方应配置伴热系统。

热解炉后的气氨输送管道合理保温,保证氨喷射系统前的温度不低于300℃。

泵、管道、阀门等与尿素接触的设备的材料均为不锈钢。

输送尿素溶液时,当管道的公称直径小于 DN50 时,管道尿素溶液流速不大于1m/s;当管道的公称直径大于 DN50 时,管道尿素溶液流速不大于 2m/s。

(4) 水冲洗系统尿素溶液管道均应有保温措施避免尿素溶液结晶,在尿素溶液管道上要设置完善的除盐水冲洗系统,消除尿素溶液结晶的影响。

冲洗水最终回到尿素溶解罐。

5.3 尿素热解方案6、技术比较6.1 尿素热解技术1)尿素热解制氨技术自国2009年投运以来,在国有较多应用,约在200多台机组脱硝系统中使用,主要供应商为美国燃料公司和洛卡公司。

2)尿素热解技术的主要问题是其消耗的能源量大,运行成本偏高。

由于热解炉流场、温度分布不均导致热解炉尿素转化率低,尿素消耗量大。

3)热解炉必须布置的脱硝钢架上,改造工作量大。

4)热解反应所需热量由燃烧天然气、柴油或电加热稀释风等方式提供,为了保证其物料场和温度场的分布,其反应能耗不能随机组负荷降低而降低,不能多机组公用,运行成本偏高。

但该系统对氨气需求信号的响应时间较短,适应负荷变化能力较强,且由于热解过程远离腐蚀性条件,其热解炉材质要求较低,可以采用碳钢材质即可满足使用要求,相应工程造价较低。

6.2 尿素水解技术1)尿素水解制氨技术在国于2011年投运,目前在国约100台机组中进行了使用。

2)水解系统通过尿素水解器设置上部缓冲空间的方式,做到了对锅炉负荷变化秒级响应,该原理与液氨系统中的缓冲罐类似,根据现有机组的运行情况,解决了响应锅炉负荷慢的问题。

3)尿素水解制氨反应器蒸汽供热后的蒸汽冷凝水可送至尿素车间供尿素溶液配制循环使用,从而降低尿素水解制氨工艺运行成本。

4)与热解技术相比,水解技术采用电厂辅气以代替热解的电加热器,运行费用低,采用撬装模块化供货,现场工期短。

5)水解反应器模块可以布置脱硝钢架上或厂区0m,可以共用或单元制布置,布置灵活。

7、厂用电增容改造对于热解方案,增加的电负荷较大。

每台机组热解电加热器负荷约600kW。

对应水解方案,厂用电系统基本没有大的改动。

8、方案比较8.1 投资费用比较投资成本比较表注:提资投资不含土建及建安施工费8.2 运行费用比较尿素水解和热解运行成本比较表(方案1)8.3 方案技术经济定性对比汇总技术经济定性对比表9、结论和建议由于国近几年液氨储存和运输事故频发,国各个电力集团在脱硝还原剂制备技术方面都做了技术推荐,其中:国电集团从2014年9月1日后的脱硝工程原则上要求采用尿素制氨技术,基本上全部采用了尿素水解制氨工艺;大唐集团如采用尿素的情况,首先考虑尿素水解,不采用尿素热解技术;中电投集团正准备将集团的液氨项目全部改为尿素水解项目,其中中电国际电厂、福溪电厂于2016年完成立项,2017年上半年实施完成。

尿素水解制氨系统因其安全、稳定、可靠、运行费用低等优势,逐渐成为尿素制氨系统的主流技术。

目前用尿素热解系统的电厂正在改造为更加节能的尿素水解制氨系统,部分电厂已将尿素热解系统改造为尿素水解制氨系统(兴能2×300MW+2×600MW机组、大唐首阳山电厂2×300MW+2×200MW、国电二电厂二期和三期(2×600MW+2×660MW)、国电热电厂(2×330MW)。

9.1 结论对于大南湖电厂,尿素水解、热解方案在技术上均可行。

包括锅炉SCR区的改造以及新建尿素区的总平面布置。

由于采用尿素热解方式需要对脱硝钢架进行重新设计和加固,而尿素水解方式不需对脱硝钢架进行加固,能够减少脱硝区投资和缩短建设工期。

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