尿素热解制氨脱硝改造在燃煤电厂中运用浅析
尿素水解制氨在电厂中的应用

尿素水解制氨在电厂中的应用
尿素水解制氨是一种常见的制氨方法,它通过加热和水解反应将尿素转化为氨气和二
氧化碳,可广泛用于电厂中的氨气发生器和脱硝系统。
首先,在氨气发生器中,尿素水解制氨是一种常见的方法,尿素可以作为氨气的前体,加热和水解反应后可以产生大量的氨气。
氨气可以用作锅炉燃烧室中脱硝催化剂的前体,
在脱硝系统中,氨气可与NOx反应生成水和氮气,从而减少NOx的排放量。
因为尿素是一
种易于存储和处理的稳定化合物,不仅在化学性质上稳定,而且在物理和化学上也具有一
定的稳定性,因此它很适合在电厂中使用。
其次,尿素水解制氨也可以在电厂中的SCR脱硝系统中使用。
SCR脱硝系统通过使用
催化剂和适量的NH3或尿素将NOx转化为无害的气体,以减轻电厂对环境的污染。
其中尿
素的使用有以下优势:它可以在脱硝系统中产生精确的氨气供应;它可以在催化剂用量较
低时提供高效的NOx转换率;由于具有较低的氨气溶液挥发度,因此它可以避免在脱硝系
统中的挥发性有机物的形成。
最后,尿素水解制氨还可以作为电站污水处理的一种方案。
在某些情况下,电站需要
处理多量的废水和含氨废水。
尿素水解制氨可以将含氨废水中的氨气通过水解反应浓缩为
氨气溶液,然后通过进一步的处理,如吸附,析出和气相净化等,可以将其中的氨气有效
地去除。
总之,尿素水解制氨可以在电厂中广泛使用。
它可以用于氨气发生器中,作为SCR脱
硝系统中的还原剂,以及作为电站出水中含氨废水的处理方案。
尿素具有易于处理,存储
和使用的优点,并且能够提供高效的NOx转换率,因此值得在电力工业中广泛推广和应用。
尿素水解制氨在电厂中的应用

尿素水解制氨在电厂中的应用尿素是一种含有氮的有机化合物,其水解可以产生氨气。
尿素水解制氨在电厂中应用广泛,主要体现在以下几个方面:1. 脱硝系统中的还原剂:尿素水解制氨后产生的氨气可以用作脱硝系统中的还原剂。
电厂燃煤锅炉燃烧过程中会产生大量的氮氧化物(NOx),尤其是氮氧化物对环境污染和空气质量产生非常大的影响。
脱硝系统的主要目的就是将NOx降解转化为无害的氮气。
尿素水解制氨后的氨气可以与NOx反应生成氮气和水,起到脱硝的作用。
2. 萃取剂:尿素水解制氨后产生的氨气可以用作电厂中金属离子的萃取剂。
在电厂中,很多金属离子存在于废水和废气中。
氨气可以与金属离子形成配位络合物,从而使金属离子从溶液中萃取出来。
这种方法被广泛应用于电厂废水和废气处理过程中。
3. 蒸汽发生器的氨水淋注:尿素水解制氨后的氨气可以用作蒸汽发生器的氨水淋注剂。
在电厂中,蒸汽发生器是产生蒸汽的重要设备之一。
为了提高蒸汽的质量和效率,在蒸汽发生器中进行氨水淋注可以提高蒸汽的热传导能力,增强燃烧的稳定性,延长设备的使用寿命。
4. 燃烧助剂:尿素水解制氨后产生的氨气可以用作电厂燃烧过程中的燃烧助剂。
尿素水解制氨后的氨气可以增加燃料的可燃性和热值,提高燃料的燃烧效率和燃烧稳定性。
通过在燃烧过程中加入适量的氨气,可以改善燃烧工艺,减少燃烧产生的有害气体和颗粒物的排放,降低环境污染。
尿素水解制氨在电厂中具有多种应用,包括作为脱硝系统的还原剂、萃取剂、氨水淋注剂和燃烧助剂等。
这些应用可以提高燃烧效率,降低环境污染,对电厂的高效运行和环保生产起到积极的促进作用。
尿素水解制氨在电厂中的应用

尿素水解制氨在电厂中的应用随着工业化生产的发展,氨是一种重要的化工原料,在电厂中有着广泛的应用。
而尿素水解制氨是一种常用的生产氨的方法,具有效率高,成本低等优点。
本文将介绍尿素水解制氨在电厂中的应用及其优势。
尿素水解制氨是利用尿素经水解反应生成氨,并且同时生成二氧化碳的过程。
该反应式如下:(NH2)2CO + 2H2O → 2NH3 + CO2在电厂中,尿素水解制氨通常用于脱硫除尘系统中的脱硫剂再生。
脱硫剂再生是指将用过的脱硫剂再生回原料状态,以便再次使用。
电厂中的燃煤锅炉排放的烟气中含有大量的二氧化硫和灰尘,需要进行脱硫和除尘处理。
而脱硫剂再生的过程中就需要用到尿素水解制氨。
尿素水解制氨在脱硫剂再生中的工艺流程一般包括以下几个步骤:第一步:脱硫剂再生系统中的吸收液中加入尿素水解制氨装置。
吸收液是一种用于吸收烟气中的二氧化硫的溶液,通常是氧化钙和水混合而成的石灰乳。
在这一步骤中,尿素水解制氨的装置会将尿素水解成氨,并通过氨气将吸收液中的二氧化硫还原为硫化氢。
这样做的目的是将二氧化硫从气相转化为液相,以便后续的处理。
第二步:还原后的二氧化硫溶解在吸收液中形成硫代硫酸盐。
接下来通过氨气将硫代硫酸盐还原成硫化氢,并再生出尿素。
并且在此过程中产生的二氧化碳也会被吸收液吸收并转化成碳酸氢钙。
这时尿素就完成了再生,可以继续用于吸收二氧化硫。
尿素水解制氨在这个过程中的作用是很明显的。
通过尿素水解制氨,能够实现两种反应:一是将二氧化硫转化成硫代硫酸盐,从而将其从烟气中夺取出来;二是在还原硫代硫酸盐的过程中,再生出尿素,并产生氨气将硫代硫酸盐转化成硫化氢。
这样就完成了脱硫剂再生的过程。
尿素水解制氨在电厂中的应用具有以下优势:尿素水解制氨的产氨效率高。
相比于其他方法,尿素水解制氨可以在较低的温度和压力下就能够快速生成氨气,产氨效率高。
这对于需要大量氨气的电厂来说是非常重要的。
尿素水解制氨的成本低。
尿素作为原料成本低廉,而且尿素生产工艺成熟,大规模生产后成本更低。
对尿素取代燃煤电厂的脱硝还原剂液氨的相关思考与分析

对尿素取代燃煤电厂的脱硝还原剂液氨的相关思考与分析发布时间:2021-03-25T05:41:13.062Z 来源:《河南电力》2020年9期作者:张兆卿[导读] 对于燃煤电厂而言,其常用的脱硝还原剂有液氨、尿素和氨水,虽然在投资与运行成本上液氨具有比较明显的优势,然而电厂液氨储量通常需要超过10t,无形之中增加了危险隐患,不满足《危险化学品重大危险源辨识》(GB/18218—2009)要求。
(浙江德创环保科技股份有限公司)摘要:本文主要分析了尿素取代脱硝还原剂液氨的制氨工艺,重点分析了尿素制氨的对比,它不仅能够提高尿素制氨的效果,而且还可以提高燃煤电厂的脱硝效果。
通过对尿素制氨工艺进行研究,以期为燃煤电厂脱硝的顺利进行提供可靠保障,创造出最大化的经济与社会效益。
关键词:燃煤电厂;尿素取代还原剂液氨;脱硝效果对于燃煤电厂而言,其常用的脱硝还原剂有液氨、尿素和氨水,虽然在投资与运行成本上液氨具有比较明显的优势,然而电厂液氨储量通常需要超过10t,无形之中增加了危险隐患,不满足《危险化学品重大危险源辨识》(GB/18218—2009)要求。
为了降低危险隐患的存在,并满足燃煤电厂脱硝要求,则选择用尿素取代还原剂液氨来进行燃煤电厂脱硝处理,下面将会对其进行介绍。
1.尿素制氨工艺介绍1.1尿素水解制氨工艺1.1.1常规水解法通常情况下,常规尿素水解制氨法一般属于尿素制备过程的逆反应,并且可以通过水解反应来实现尿素废液的回收利用。
常规尿素水解制氨属于强吸热反应,由具体流程如下:CO(NH2)2+H2O→NH2COONH4-15.5kJ/molNH2COONH4→2NH3+CO2+177kJ/mol常规水解法中,主要是通过斗式提升机将颗粒状尿素运输至尿素溶解槽,通过对其进行搅拌处理后,就可以配制成约40%-50%(wt)浓度的尿素溶液,随后借助溶解液泵可以将温度约60 ℃的合格尿素溶液打入尿素溶液槽中进行储存,通过尿素溶液泵将其输送至水解换热器中将其温度升至185℃左右后就能够通过尿素水解器来完成分解工作。
尿素水解制氨在燃煤电厂烟气脱硝系统中的应用

尿素水解制氨在燃煤电厂烟气脱硝系统中的应用摘要:在我国,尿素作为SCR脱硝技术还原剂的项目逐步增多。
从安全和环境风险角度看,尿素是火电厂脱硝工艺中最安全可靠的还原剂。
尿素制氨工艺替代液氨贮存及制备工艺,可达到同等的脱硝性能。
尿素是一种稳定、无毒的固体物料,作为脱硝用氨的理想来源,对人和环境均无害,可以被散装运输并长期储存,运输道路无特殊要求。
其使用不会对人员和周围社区产生不良影响,不存在爆炸危险、毒性危害,也不会构成重大危险源,安全成本低。
关键词:尿素水解制氨;燃煤电厂;烟气脱硝系统;应用1尿素水解制氨工艺原理1.1工艺原理将50%浓度的尿素溶液放入水解反应器,在温度130~150℃、压力0.45~0.55MPa条件下发生分解反应,转化成二氧化碳和氨气。
尿素水解产生的氨气和二氧化碳进入气液分离器进行气液分离,再由管道输送到锅炉的喷氨系统进行脱硝。
尿素催化水解制氨技术,是在普通尿素水解技术的基础上,加入催化剂。
在催化剂的作用下,熔融状态的尿素在反应器内快速进行水解反应。
反应速度较普通尿素水解法约提高10倍以上,响应时间可达到1min以内。
1.2催化剂作用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。
反应器中装有定量的催化剂,其主要作用是改变了反应路径,从而大大加快反应速率,降低响应时间。
1.3尿素水解制氨工艺流程尿素水解制氨系统主要包括尿素溶液存储和供应系统、蒸汽加热系统、尿素水解产品气供给系统和尿素水解反应器疏放系统。
尿素溶液储罐中的尿素溶液(质量分数为40%~50%)经泵输送至尿素水解反应器内发生水解反应,来自厂区的加热蒸汽进入换热管,将尿素水解反应器内的温度维持在130~160℃,并将压力控制在0.4~0.6MPa。
尿素水解反应产生的产品气主要包括NH3,CO2和水蒸气,产品气经管道输送至氨-空气混合器中与稀释风混合,再经喷氨格栅喷入烟道中与烟气混合。
尿素水解反应器中的杂质和废液通过疏放系统排至废水池,再输送至电厂指定区域进行处理。
尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用

尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用【摘要】尿素水解SCR脱硝技术是一种有效的脱硝技术,在电厂中得到广泛应用。
本文首先介绍了尿素水解SCR脱硝技术的原理,然后分析了其优点和在电厂中的具体应用案例。
随后展望了该技术的发展前景,并探讨了其在节能减排中的地位。
在结论部分总结了尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用效果,并提出了未来的发展方向。
通过本文的分析,可以看出尿素水解SCR脱硝技术在电厂中是一种可靠且具有良好发展前景的脱硝技术,对于推动电厂清洁生产和环境保护具有重要意义。
【关键词】尿素水解SCR脱硝技术、电厂、应用、原理、优点、案例、发展前景、节能减排、总结、未来发展方向1. 引言1.1 研究背景研究背景:随着工业化进程的不断加快和城市化的发展,大量的燃煤电厂排放出的氮氧化物对环境和人类健康造成了严重威胁。
氮氧化物是导致酸雨和光化学烟雾的主要原因,对大气环境造成严重的污染。
燃煤电厂必须采取有效的措施来减少氮氧化物的排放,以保护环境和人类健康。
虽然尿素水解SCR脱硝技术在一定程度上减少了氮氧化物的排放,但仍然存在着一些问题和挑战。
对尿素水解SCR脱硝技术的研究和应用具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究意义尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用具有重要的研究意义。
随着环境污染日益加剧,电厂作为重要的污染源之一,应用尿素水解SCR脱硝技术可以有效降低氮氧化物排放,减少对大气环境的污染。
尿素水解SCR脱硝技术可以提高电厂燃煤燃气锅炉的热效率,减少能源消耗。
应用该技术还可以降低电厂运行成本,提高电厂的经济效益。
尿素水解SCR脱硝技术在促进电厂节能减排和实现清洁生产方面具有重要意义,符合现代社会对环境保护和可持续发展的要求。
深入研究和应用尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的意义重大,对推动电力行业的可持续发展和环境保护具有十分重要的意义。
2. 正文2.1 尿素水解SCR脱硝技术的原理尿素水解SCR脱硝技术的原理是一种利用尿素在催化剂作用下与氮氧化物发生反应,将NOx转化为无害氮气和水的技术。
燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化

燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化发布时间:2022-11-29T09:50:06.133Z 来源:《科学与技术》2022年8月15期作者:骆跃[导读] 在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高骆跃单位:长安益阳发电有限公司湖南益阳 413000摘要:在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高,以液氨为原料的脱硝还原剂将逐渐被尿素所替代。
因此,如何选用适宜的尿素制氨技术已成为烟气脱硝项目的一个重要内容。
本文主要介绍了目前燃煤电厂采用的各种尿素制氨技术,并对其技术特点进行了分析。
本研究表明,常规尿素水解工艺要优于传统尿素制氨,呈现出一定的安全性和稳定性,相对来说运行成本较低,这对于燃煤电厂尿素供氨工艺选择和优化具有非常重要的现实意义。
关键词:燃煤电厂;尿素制氨;研究与优化0 引言催化还原法是目前火力发电厂应用最广泛的工艺之一,具有广阔的应用前景。
以往的脱硝技术大多采用液氨,但是根据GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》,液氨总量超过10t就属于严重危险源,因此,国内对液氨使用的限制非常严格。
考虑到尿素具有性状相对稳定、对环境无直接危害、运输储存安全方便等特点,采用尿素替代液氨将成为国内脱硝还原剂工艺发展的必然趋势,已然成为火电厂SCR脱硝装置液氨替代品首选[1]。
1尿素制氨工艺我公司燃煤4台燃煤机组(2×330?MW+2×650?MW)脱硝均采用SCR工艺,在技术改造之前,脱硝还原剂为液氨。
在2021年,该火电厂对脱硝氨区进行技术改造,采用尿素水解制氨代替液氨,以消除危险化学品重大危险源。
尿素水解和尿素热解是目前较为成熟、应用广泛的尿素生产工艺。
尿素水解分为电加热尿素和烟气加热两类。
上述两条工艺路线所需尿素均为50%,因此尿素转化为50%浓度尿素时,各工艺路线基本相同,区别在于尿素溶液转化方式为50%[2]。
1.1尿素水解制氨工艺1.1.1常规水解制氨工艺我厂采用尿素为还原介质的脱硝工艺系统,无液氨存储系统,尿素利用水解系统制备为氨气(CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑),后经与稀释风机鼓入的稀释空气在氨/空气混合器中混合后,送达氨喷射系统。
尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用

尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用1. 引言1.1 背景介绍传统的脱硝技术存在着效率低、耗能高等问题,而尿素水解SCR 脱硝技术通过将尿素与催化剂混合后喷入烟气中,利用催化剂将氮氧化物转化为无害氮气和水,从而达到脱硝的效果。
这种技术不仅能够高效地降低电厂的氮氧化物排放,还能够减少其他污染物的排放,达到了节能减排的效果。
在当前环保意识日益增强的背景下,尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用将会越来越广泛。
通过对该技术的深入研究和持续优化,可以进一步提高其脱硝效率,降低成本,为电厂的可持续发展提供更好的技术支持。
1.2 技术概述尿素水解SCR脱硝技术是一种常见的脱硝技术,在电厂中得到广泛应用。
该技术利用尿素水解生成的氨气与烟气中的氮氧化物发生化学反应,从而将有害的氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
这一过程通过催化剂的作用可以在较低的温度下进行,降低了脱硝过程中的能耗和污染物排放。
尿素水解SCR脱硝技术具有高效、环保、节能的特点,可以在保障电厂运行的同时实现脱硝效果。
其工艺简单明了,操作稳定可靠,对电厂的影响较小。
该技术还可以在不影响设备原有结构的情况下进行改造,适用范围广泛。
尿素水解SCR脱硝技术是一种成熟的脱硝技术,在电厂中得到了广泛应用。
其环保、高效的特点使其成为电厂脱硝的首选技术之一。
在未来的发展中,尿素水解SCR脱硝技术将继续得到完善和推广,为电厂实现绿色发展提供强大支持。
2. 正文2.1 工艺流程尿素水解SCR脱硝技术在电厂中的应用工艺流程是一个关键的步骤。
该工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 尿素水解:在该步骤中,尿素会被加热并水解成为氨气和二氧化碳。
这个过程一般发生在SCR催化剂前部,用于提供脱硝反应所需的氨气。
2. SCR脱硝反应:在SCR脱硝反应器中,氨气会与氮氧化物(NOx)发生化学反应,生成氮气和水。
这一步是整个脱硝过程的关键,需要保证反应效率高和副产物的排放量低。
3. 减少副产物排放:为了降低SCR脱硝过程中的副产物排放,通常会加入其他辅助剂或者调节反应条件,以提高氨气的利用率,并降低反应过程中的氨气泄漏。
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尿素热解制氨脱硝改造在燃煤电厂中运用浅析2国家能源集团浙江电力公司,浙江杭州,310000)摘要:火电机组运行排放烟气中含有的NOX需要通过SCR 法脱硝处理合格后再能排放大气,SCR 法脱硝主要成分氨气在过去十几年通常采用液氨蒸发方式产生,但由于我国规定将液氨的贮存量超过 10 t 归为重大危险源,国家要求各生产单位加大力度整治。
因此尿素制氨脱硝工艺,随之成为当今各火电企业SCR 法脱硝首选。
本文主要通过结合浙江某火电企业液氨改尿素制氨脱硝工程的案例,针对尿素制氨脱硝原理、尿素制氨脱硝系统流程以及尿素制氨脱硝生产中常见问题规避以及使用成本等方面进行了简要的阐述。
关键字:火电;SCR 法脱硝;尿素制氨脱硝;使用成本0 引言我国的能源储量是“富煤、缺油、少气”的,因此在决定了在未来较长时间内,煤电仍将是我国主体电源。
但煤电在为社会发展作出贡献的同时,也存在着对大气环境带来较大的负面影响问题。
因此我国于2014年9月出台了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》,提出对我国燃煤机组全面实施节能减排升级与改造,正式明确了东、中部地区煤电超低排放的要求。
要求中明确了烟尘、二氧化硫、氮氧化物等排放物中的含量标准,史称“史上最严”《火电厂大气污染物排放标准》。
对于火电企业中各排放物,有着不同的处理设备,其中氮氧化物的处理在国内通常是采用SCR(选择性催化还原反应)法脱硝工艺,其还原剂为氨气,氨气主要源于氨水、液氨和尿素。
而现役火电机组的SCR脱硝还原剂氨气主要是液氨工艺,但液氨有毒性、易爆炸,被列为重大危险品,我国规定将液氨的贮存量超过 10 t 归为重大危险源。
2019 年 4 月发布《国家能源局综合司切实加强电力行业危险化学品安全综合治理工作的紧急通知》,要求积极开展液氨罐区重大危险源治理,而尿素作为无危险的制氨原料,具有与液氨相同的脱硝性能,且具有无毒安全的特点,近几年成为了火电企业SCR 法脱硝首选。
1 尿素制氨脱硝原理尿素制氨工艺主要分尿素热解和水解,尿素热解可分为电加热和高温烟气换热,而尿素水解分为催化水解和普通水解两种工艺。
国家能源集团浙江公司某电厂液氨改尿素工程主要采用普通水解制氨技术,因此下文主要介绍尿素普通水解化学反应过程,其反应方程式如下:首先尿素和水反应生成氨基甲酸铵中间体。
NH2CONH2 + H2O←→NH2CO2NH4,氨基甲酸铵再在反应中进一步分解为氨:NH2CO2NH4 ←→2NH3 + CO2,尿素水解制氨的总反应方程式为:NH2CONH2 +(1+x)H2O←→2 NH3 + CO2 +(x) H2O。
固体的尿素颗粒经水解制成氨气的整个反应是吸热反应,需要热输入。
反应速率为温度的函数,如下图所示:水解速度受到温度的影响显著。
当温度低于80℃时尿素的水解速度很慢,大于115℃则水解速度加快。
145℃以上水解速度剧增。
但温度超过160℃水解产氨速度较快,操作将不易控制,如果温度持续降至70℃以下,该冷凝物会形成固态氨基甲酸铵,将可能会堵塞管道。
因此水解过程中温度的选着至关重要,从水解反应速度来看,升高温度是有利的。
但高的水解温度需要增加加热蒸汽压力、操作压力以及增加设备强度。
尿素在水解制氨过程中温度过低会发生逆反应,产生甲铵(氨基甲酸铵)中间体,甲铵液是强腐蚀性介质。
该厂综合考虑到水解速度和固定投资,选定尿素水解的温度为135℃。
2 液氨改尿素制氨脱硝工程设计过程国家能源集团浙江公司某电厂一期4x630MW机组,二期2X1000MW机组同步进行液氨改尿素制氨脱硝工程。
尿素制氨系统设置两个水解车间和一个尿素车间。
其中一期水解车间设置 3台水解器,二用一备,为一期 4 台机组脱硝系统供氨。
二期水解车间设置2台水解器,一用一备,为二期 2 台机组脱硝系统供氨。
尿素车间产生的尿素溶液经5台尿素溶液输送泵负责两个水解车间尿素溶液的制备及输送。
此文将对一、二期机组的同步改造工程过程进行分析。
2.1 尿素溶液的储、供过程配制尿素溶液时,通过尿素槽车自带卸料装置,将槽车内的尿素直接通过压缩空气输送至尿素溶解罐中,特殊情况可使用袋装尿素经斗提机输送至尿素溶解罐。
配制尿素溶液时,通过调节尿素和除盐水给料量,来控制尿素溶液密度,将干尿素溶解成 50%质量浓度的合格尿素溶液,再通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐。
尿素溶液储存罐里的尿素溶液利用蒸汽加热对其进行保温,温度维持40~50℃。
2.2尿素普通水解过程溶液罐里的尿素溶液通过溶液输送泵持续送至水解反应器,进行水解产生氨气。
尿素水解制氨系统设计使用 40 wt%至 60 wt%的尿素溶液。
尿素溶液经由尿素溶液输送泵进入水解反应器,利用蒸汽对其进行加热水解。
对于50wt%的尿素溶液进料情况下,水解的含氨产品成分约为含 28.3wt%的氨、36.7wt%的二氧化碳和 35wt%的水蒸气。
2.3产品气的输出使用尿素水解产生产品气为氨气、二氧化碳和蒸汽的气态混合物,该气态混合物进入氨空气混合器被热稀释空气稀释后,产生浓度小于5%的氨气通过管道送至炉区氨气流量计量及调节模块,再经SCR 脱硝喷氨格栅后送入锅炉尾部烟道与烟气混合以去除氮氧化物。
3液氨改尿素制氨脱硝工程常见问题的解决方案由于液氨改尿素制氨脱硝系统较液氨脱硝设备单元多,系统相对复杂,介质在完成烟气脱硝过程还有复杂的化学反应过程,因此在运行中出现部分问题的概率也自然会多些,现将该厂如何防止可预见性问题的应对措施进行进行归纳如下:3.1 系统管道设备防结晶措施由于尿素水解制氨是一个可逆反应,NH3和 CO2混合气体在温度持续降至70℃以下,该冷凝物会形成固态氨基甲酸铵或尿素颗粒堵塞管道。
尿素溶液溶解罐及储罐通过蒸汽盘管加热装置,维持溶液温度在35~50℃左右,保证系统不结晶,因此做好保温伴热在液氨改尿素工程中起着至关重要的作用。
溶液储罐至水解器之间的尿素溶液管道长期处于运行状态,设置电伴热,确保尿素溶液温度维持在结晶温度之上。
在每个氨空气混合器前增加一台稀释风烟气加热装置,用于将稀释风加热至180℃左右,用以保证混合气体的温度在150℃以上,防止混合气体发生逆反应重新生成尿素。
而成品气管道除采用良好的保温材料进行保温外,还应引用蒸汽双管伴热,且产品气管道应多设置温度测点,及时监控产品气温度状况。
在水解反应器撬装模块及公用系统中氨气管线切换中设置蒸汽暖管、蒸汽吹扫置换系统。
与产品气接触的仪表设置了蒸汽吹扫,定期对其进行吹扫。
尽管预防措施很足,但该厂在运行中还是出现了供氨管线一处压力测点因保温措施不够完善而导致发生结晶事件,该测点压力非线性的降为0MPa左右,与该管线上其他压力测点相比明显失真。
而后此处通过重新加装保温措施,予以解决。
3.2单体设备与整个系统的冗余方案为防止设备故障影响整个系统的运行,本套尿素水解制氨脱硝系统采用了缜密的设备系统冗余、互备方案。
一、二期公用两套溶解罐装置,配制尿素溶液时,正常尿素上料是通过散装尿素槽车自密闭卸料装置,将槽车内的尿素直接通过压缩空气输送到尿素溶解罐中,当极端天气或其他原因造成尿素槽车到货不及时,则通过人工将袋装尿素拆包,拆包后的尿素经斗提机输送入尿素溶解罐以保证尿素原料的稳定。
溶解后的液氨溶液通过尿素溶液输送泵送至水解车间,且尿素溶液输送泵设置一、二期公用5台,正常运行1运4备。
水解器的配置是一期水解车间设置 3台,二用一备,二期设置2台水解器,一用一备,水解器产出的产品气,一、二期间通过管道相连相互备用,平时通过隔离门进行隔离。
每台3台超声波液位计,以保证液位测量的准确。
该厂曾出现过一期因水解罐液位测量失准,较真实液位低,导致至水解罐供尿素溶液调门开过大,而影响二期水解罐液位的现象。
全厂提供三路尿素水解制氨用蒸汽,主气源接自一期辅汽联箱、二期辅汽联箱,备用气源接自对外供热蒸汽管道。
系统所需用水由脱硫工艺水、除盐水、消防水、生活水四路水源予以保证。
正常情况下生产用水主要由除盐水来提供,其他水源用于备用。
3.3保证脱硝系统安全运行的必要改造该厂尿素水解制氨脱硝工程中对一、二期流场优化改造,喷氨格栅改造以保证产品气喷入烟道内能充分与烟气结合,保证脱硝效率的同时解决因脱硝效率低造成NH4逃逸了过大的问题。
一、二期稀释风系统改造,一、二期机组全部更换稀释风机,同时更换氨气/空气混合器,材质为316L,包括原有氨/空气混合系统管线、附属阀门、仪表。
根据水解系统要求,稀释风需要加热至180℃左右,用以保证混合气体的温度在150℃以上,防止混合气体发生逆反应重新生成尿素。
3.4 保证系产品气进入炉膛的安全逻辑⑴SCR反应器入口加氨关断阀允许开条件(以下与条件):1)无MFT信号;2)任一台稀释风机运行;3)任一台引风机运行;4)SCR入口烟温>275℃;5)SCR区供氨压力>0.12MPa;6)氨气、空气稀释比<8%;7)A 、B 侧氨气混合器入口稀释风温度>140℃;8)尿素水解制氨备妥信号至#5炉SCR。
⑵SCR反应器入口加氨关断阀保护关条件(以下或条件):1)两台稀释风机全停;2)两台引风机均未运行;3)锅炉MFT;4)A侧与B侧氨气、空气稀释比>8%;5)SCR入口烟温<275℃,延时120分钟;6)SCR入口烟温<270℃,延时10分钟。
⑶防止产品气在供气管道内结晶的逻辑供气逻辑中设置一个“吹扫”投、撤模块,当系统达到投运条件,即脱硝进口烟温大于275℃时,投入“吹扫”按钮,开启脱硝快关阀,调节阀置100%,开启尿素水解器产品气管道蒸汽吹扫气动隔离阀,对产品气管道进行吹扫,通过供氨流量和产品气压力和温度确认产品气管道通畅。
当水解产品气母管温度达130℃时,暖管和吹扫结束,防止产品气温度低造成结晶。
当产品气系统需停运时,投入“要求喷氨停止”模块,关闭对应机组供氨隔离阀;投入“吹扫”按钮,打开供氨关断阀,A、B侧调节阀置100%;打开对应机组蒸汽吹扫阀,吹扫10分钟;当打开SCR区供氨排净阀2,就地判断排出蒸汽无氨味,说明管道已吹扫干净。
4尿素水解脱硝费用解析由于尿素水解脱硝生产费用构成主要是尿素材料的使用成本、整个过程中的用水成本、管线加热以及辅机耗电的耗电成本、低压蒸汽的加热耗汽成本以及压缩空气的成本等等,对该厂一、二期机组试运行期间的使用成本为进行粗略计算如下:由于该套系统截止本文发稿仍属于调试投产期,部分表计未安装到位,暂无法精确统计,仅以设计参数进行粗略统计(与实际使用会产生一点偏差)。
其中水解区单套尿素水解器最大设计产氨量1025kg/h(一期为400kg/h、二期为625kg/h)。
仪用压缩空气设计耗量60.0Nm3/h,按1元/m3计算;除盐水设计耗量75 t/h(两期总量,瞬时最大值), 按5元/t计算;蒸汽设计耗量15.16t/h,(两期总量瞬时最大值,含水解反应器,参数按照0.8MPa,250℃考虑)按80元/t计算;电耗量设计为536KW/h,按0.45 kW·h计,按以上参数计算得出该套系统全厂6台机组最大出力时辅助生产费用将近1888元/h。