氧化铝催化尿素水解
尿素脱硝反应方程式
尿素脱硝反应方程式1. 引言尿素脱硝是一种重要的化学反应，用于减少氮氧化物（NOx）的排放。
氮氧化物是大气中的一种污染物，对环境和人类健康造成严重影响。
尿素脱硝是一种通过将尿素引入烟气中来降解氮氧化物的技术。
本文将详细介绍尿素脱硝反应方程式及其机理。
2. 尿素脱硝反应方程式尿素脱硝反应的化学方程式如下：2NH2CONH2 + 4NO + O2 -> 2N2 + 4H2O + CO2该方程式表示了尿素与氮氧化物反应的化学过程。
在反应中，尿素（NH2CONH2）与氮氧化物（NO）以及氧气（O2）发生反应，生成氮气（N2）、水（H2O）和二氧化碳（CO2）。
3. 反应机理尿素脱硝反应的机理可以分为两个步骤：选择性催化还原（SCR）和氧化反应。
3.1 选择性催化还原（SCR）在SCR反应中，尿素与氮氧化物在催化剂的存在下发生反应。
催化剂通常是一种金属催化剂，如钒（V）、铁（Fe）或钼（Mo）。
反应过程中，尿素被分解成氨气（NH3）和异氰酸酯（RNCO），然后氨气与氮氧化物发生反应生成氮气。
SCR反应的化学方程式如下：4NH2CONH2 + 4NO -> 4N2 + 8H2O + 4CO2该方程式表示了尿素与氮氧化物在SCR反应中的化学反应过程。
3.2 氧化反应在氧化反应中，尿素的副产物异氰酸酯（RNCO）与氧气发生反应生成二氧化碳和氮氧化物。
氧化反应的化学方程式如下：2RNCO + 2O2 -> 2CO2 + 2NO该方程式表示了尿素的副产物与氧气发生氧化反应的过程。
4. 反应条件尿素脱硝反应的效率受到多种因素的影响，包括温度、气体浓度、催化剂类型和催化剂负载量等。
4.1 温度尿素脱硝反应通常在较高温度下进行，一般在200-400摄氏度之间。
较高的温度有助于增加反应速率和提高反应效率。
4.2 气体浓度氮氧化物和尿素的浓度对反应的效率有重要影响。
较高的氮氧化物浓度和适当的尿素浓度可以提高反应速率，但过高的尿素浓度可能导致副反应的发生。
高纯氧化铝粉末主制备方法有哪些？
气相法化学气相沉积法气相法制备高纯超细氧化铝粒子是以金属单质、卤化物、氢化物或者有机化合物为原料，进行气相热分解或其他化学反应来合成精细微粒，主要采用化学气相沉积法。
如意大利的科研人员利用室温下蒸汽压较高的烷基铝和N2O作为反应物，加入乙烯作为反应敏化剂，用CO2激光加热反应使之反应，合成了粒度为15-20nm的球形α-Al2O3颗粒。
激光诱导气相沉积法激光诱导气相沉积法是利用充满氖气、氙气和HCl的激光器提供能量，生成一定频率的激光，聚焦到移动旋转的铝靶上，融化铝靶产生氧化铝蒸汽，冷却后得到精细氧化铝粉体。
这种方法加热和冷却的速度都快，粒径分布均匀，反应污染小。
等离子气相合成法等离子气相合成法可分为高频等离子体法、直流电弧等离子体法、复合等离子体法等。
高频等离子体法能量的利用率低，生产出的产物稳定性也较弱；直流电弧等离子体法是利用电弧间的高温，在反应气体等离子化的过程中使电极蒸发或熔化；复合等离子体法是将前两种方法、融为一体，在产生直流电弧时不需电极，因而产物纯度高，生产效率提高的同时也提高了系统的稳定性。
惰性气体凝聚加原位加压法该法通常是在真空蒸发室内充入低压惰性气体，通过加热使原料气化或形成等离子体，与惰性气体原子碰撞而失去能量，然后骤冷使之凝结成超细粉体。
不过此法成本太高，不适合工业化生产。
固相法固相法是制备α-Al2O3粉体的常用方法，制备工艺简单，产量大，成本低，容易实现产业化生产。
但是固相法生产氧化铝粉体能耗高、效率低，制备的粉体颗粒不均且形态和功能都受到了工艺本身的很大限制，因此利用此方法很难得到颗粒细小、纯度高的α-Al2O3粉体。
目前，固相法主要分为机械粉碎法、非晶晶化法和热解法等。
机械粉碎法机械粉碎法是利用球磨机、行星磨、气流磨等粉碎设备将原料直接粉碎研磨成超细粉的方法。
目前应用较多的是球磨机，通过球磨机的振动和转动，为原料提供能量，使得原料受到硬球的强烈撞击，粉碎成细小颗粒，从而制备出精细粉体。
氧化铝催化剂
综述1 荧光粉原料的氧化铝的制备氧化铝是固相法合成铝酸盐基质荧光粉，如：PDP蓝色和绿色荧光粉的主要原料，其物理特性不仅直接影响荧光粉的颗粒及形貌，而且还对荧光粉的光学性能、稳定性及光衰等特性影响很大。
作为荧光粉原料的氧化铝，除了要求其纯度高外，还要求其具有结晶良好、粒径较小且分布均匀、颗粒形貌较好、比表面积小等特性。
目前，该类氧化铝主要由硫酸铝铵或碳酸铝铵热分解法、改良的#$%$& 法或醇盐水解等方法制备，但生产出来的氧化铝粉一般为无定型硬团聚颗粒，粒径分布宽、比表面积过大且反应活性低，以此为原料烧制的荧光粉颗粒大小和形貌不易控制，而且存在发光效率较差、光衰性能不佳等问题。
因此，改善氧化铝的粒径及形貌等特性，制备出优良的荧光粉原料，对提高铝酸盐基质荧光粉的品质具有重要意义。
采用化学沉淀法制备碳酸铝铵前驱体，高温煅烧分解制得了 a -AI2O3。
通过严格控制沉淀条件，获得了结晶碳酸铝铵沉淀，成功克服了常规制备方法中容易产生的胶状沉淀现象，煅烧后得到超细分散的a -AI2O3 粉末。
同时，通过添加晶体生长促进剂的方法，成功控制了氧化铝颗粒的大小和形貌。
通过调节晶体生长促进剂的加入量，获得了从300nm直至8卩m以上近似六角形的a -AI2O3分散颗粒，可以满足不同粒径荧光粉的要求。
2高比表面积窄孔分布氧化铝的制备氧化铝用作催化剂和催化剂载体，因其具有特殊的结构和优良的性能，使之在许多催化领域，特别是在石油的催化转化过程中得到了广泛的应用. 因此，人们对氧化铝的制备、结构和性能等方面的研究也日益深入. 在石油的催化转化方面，近年来由于重渣油加工技术的开发，对加工过程中的催化剂载体氧化铝又提出了许多新的要求. 例如，渣油的加氢脱硫和脱金属要求适中的表面积及一定比例的大孔和小孔分布；加氢脱氮催化剂则要求能均匀负载高金属含量的高比表面积、大孔体积及适当比例的中、小孔结构，并提出集中孔的观点. 但是，如何获得这种性能好又有实用价值的氧化铝载体，研究报道较少. 本文采用pH 摆动法制备了这种氧化铝，考察了沉淀剂、沉淀温度及沉淀时酸侧pH值对氧化铝物性的影响，并对pH 摆动法与等pH 沉淀法的结果进行了比较. 氧化铝的孔结构决定于其前身拟薄水铝石的形貌、粒子大小和聚集状态. 因此，要获得孔径相对集中的氧化铝载体，沉淀的拟薄水铝石粒子的大小必须均匀. 然而，在传统的制备方法中，不论是等pH的并流，还是变pH的沉淀，虽然通过改变制备条件或添加组分可以获得高比表面积和大孔结构的样品，但最初沉淀的粒子在其后50 ~ 70 C 的高温沉淀过程中，粒子迅速长大并聚集，不可避免地囊括进大小不等的小晶粒和无定形结构，故很难得到均匀的沉淀粒子. 为了改变这种状态，Ono 等发表了一种新的方法，称为pH 摆动法. 即沉淀时的pH 值在酸碱之间交替改变，碱侧沉淀酸侧溶解，溶解囊括在结晶拟薄水铝石中的无定形氢氧化铝，待再加碱时就会沉淀在已生成的拟薄水铝石结晶粒子上. 如此循环可望生成晶体粒子相对均匀、孔径相对集中的氧化铝. 由文献所列结果看，pH 值摆动范围为2~ 10 时，摆动 3 次可获得最佳的集中孔分布，此时孔体积为0 . 59 mI / g ，比表面积为295 m2 / g ；摆动9次时，孔体积可达 1 . 02 mI / g ，但比表面积下降至239 m2 / g . 尽管如此，他们提供了一个可借鉴的新思路和方法.3 超细氧化铝的制备方法：超细材料具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应等独特的性质，被广泛地应用在催化、储氢、气敏、光学、电磁学等方面，是材料科学中最为活跃的研究领域之一。
尿素热解法脱硝具体工艺及应用
1尿素热解和水解尿素热解反应方程式：CO(NH2)2(溶液) → CO(NH2)2(固) + H2O(气) （1）CO(NH2)2→ NH3+HNCO （2）HNCO+H2O → NH3+CO2（3）目前普遍认为尿素热解制氨的生成分三步实现：（1）尿素水溶液蒸发析出尿素颗粒；（2）尿素热解生成等物质的量的氨气和异氰酸HNCO；（3）异氰酸进一步水解生成等物质量的氨气和二氧化碳[1]。
尿素热解产物HNCO在气相中稳定存在，不易分解，只有在反应温度≥400 °C 时才会发生水解。
反应温度较低致使尿素热解过于复杂，中间反应产物降低了目标产物NH3的转化率，不利于尿素彻底分解。
因此提高反应温度、添加催化剂是脱硝过程中常用的提高尿素分解效率的手段。
尿素水解反应方程式：CO(NH2)2+ H2O → 2 NH3+ CO2（4）表1 尿素热解和水解技术参数对比[2]调研来看，尿素热解的反应速度最快且最安全，现场几乎没有储氨的容器，但其能耗和运行费用很高，所以较早进入中国市场，业绩较多，但用户的运行成本压力较大。
和尿素热解相比，尿素水解由于采用电厂较为丰富的蒸汽作为热源，能耗较低。
但 AOD、U2A 等国外水解技术，反应较慢需要庞大的反应器和缓冲装置，其投资和能耗较高。
催化水解的反应速度也较快，起停迅速，能耗较低，但是该技术相对来说还不是很成熟，在国内尚无应用。
尿素在热解时最终的产物是等量的氨气(NH)和异氰酸(HNCO)。
虽然HNCO能3，但是HNCO在气相下非常稳定，水解反应只有在特进一步发生水解反应生成NH3定的金属或金属氧化物下才能进行[3]。
HNCO的存在对于脱硝过程是不利的，HNCO 与NO能进行还原反应，部分NO被还原成有害的氧化亚氮；在选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)过程中，HNCO先在SCR催化剂的作用后再进一步与NO发生还原反应，减少了还原反应的时间，从下快速水解成NH3而有可能降低催化效果[4, 5]。
三胺生产的催化剂
近几年来，常压法以尿素为原料生产三聚氰胺生产工艺，在国内几种生产工艺中日益占据重要位置，且工艺日趋成熟，但由于国内众多生产厂家在操作中存在着较大差别，因此其三聚氰胺的收率也不尽相同，相差较大。
显然，生产中如何提高三聚氰胺的收率，对优化操作，降低成本具有重要意义。
尿素合成三聚氯胺是一个较为复杂化学过程，目前，对其反应机理仍存在着众多的争议。
结合国内众多厂家生产经验，综合研究整个生产工艺过程，可以将影响三聚氰胺收率的主要因素总结为以下几个方面：尿素质量、流化床反应器气体停留时间、尿素投入状态、载气成分及气料比、催化剂、反应温度等。
分别详述如下：1尿素的质量在低压气相催化工艺中，三聚氰胺收率对尿素质量重点要求三个质量指标；即含水量、含油量及甲醛含量。
在三聚氰胺反应中，只要有水分，尿素－加热，优先和水发生如下反应： CO（NH2）2＋H2O＝CO2＋2NH3 从反应式看出，每含1kg水便会水解掉3．3 kg尿素，最终影响到三聚气氰胺的收率，因此生产三聚氰胺的尿素含水量应尽量低。
如果含有各类油分的尿素进入高温无氧的三聚氰胺反应器内，油分会长期在催化剂内外表面上形成结焦和积炭，从而堵塞催化剂小孔，使催化剂比表面积下降，从而降低催化剂的活性，使得王聚氰胺的收率降低，所以应尽量减少油分进入反应器内。
含有甲醛的农用尿素进入反应器内合成三聚氰胺，在无氧的情况下，同样也会出现在催化剂内表面上形成积炭，减小催化剂的比表面积，使其活性大大降低，直接影响三聚氰胺收率。
生产初期，国内部分厂家用含有甲醛的农用尿素合成三聚氰胺，便付出了沉重代价，致使整个流化床内的几十吨催化剂严重中毒，简单的活化无济于事，只有重新回炉培烧，才能恢复其原来活性。
因此，禁止使用含有甲醇的农用尿素来合成三聚氰胺。
2 流化床反应器中气作停留时间从化学反应动力学的角度分析，在三聚氰胺工艺中，在多孔催化剂表面上进行气、固相催化剂反应，一般要经历如下五个步骤：（1）反应物从气流主体扩散至催化剂颗粒表面（反应物外扩散）；（2）反应物从颗粒外表面扩散至颗粒内表面（反应物内扩散）；（3）在颗粒内表面进行反应过程（又分吸附一反应一吸附）；（4）产物从颗粒内表面微孔内扩散出来（产物也扩散）；（5）产物从颗粒外表面返回气流主体（产物外扩散）。
尿素水解条件
尿素水解条件
尿素水解是一项重要的反应，可以将尿素通过加热分解，生成氮气和二氧化碳。
尿素水解条件在很多应用场合中都非常重要，但不同的反应条件会产生不同的反应结果和效果。
以下是一些常用的尿素水解条件及其相应的反应结果。
一、高温水解：
高温水解是指将尿素加热到200-300℃，以加速反应。
此时，尿素分子被裂解并生成氮气和二氧化碳。
反应速度较快，但需要使用高温反应器和高压设备，并且产生的氮气和二氧化碳会对环境造成一定的污染。
二、催化水解：
催化水解是指在较低温度下，利用催化剂促进尿素的分解反应。
常用的催化剂包括钠碱、铜催化剂等。
此方法反应速度较快，生成的氮气和二氧化碳分布均匀，但需要较长的反应时间。
三、超声波水解：
超声波水解是指利用超声波的能量促进尿素的分解反应。
此方法反应速度极快，产生的气体分布均匀，并且不需要使用催化剂和高温反应器。
但需要使用特殊的超声波设备。
四、微波辐射水解：
微波辐射水解是指利用微波场的能量促进尿素的分解反应。
此方法反应速度快，能够产生均匀的氮气和二氧化碳，并且消耗的能量较少。
但需要使用特殊的微波设备。
总体来说，不同的尿素水解条件都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体的反应要求和条件选择适合的反应方式，以取得最佳的反应效果和经济效益。
尿素催化水解原理及操作
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。
– 确定关闭废气管线开关阀和废气管道手动阀。 – ，打开废气管线蒸汽吹扫手动阀，进行蒸汽吹扫。 – 吹扫结束，关闭废气管线蒸汽吹扫手动阀。
尿素催化水解系统启动与停止
• 反应器煮洗
– 系统长时间停运（一月以上）需要将反应器内溶液放净，用除盐水冲洗一 遍后，加除盐水进行反应器水煮洗12个小时。
– 反应器尿素溶液排放后，需要打开废液管线蒸汽吹扫开关阀，蒸汽吹扫废 液管线10分钟
– 催化剂需要人工加入催化剂箱进行配备，将催化剂打入进反应器，即一次 往催化剂箱注入除盐水液位达到催化剂箱指定液位，开启搅拌机，一边搅 拌一边加入一半的催化剂颗粒，搅拌均匀后，启动催化剂泵将催化剂溶解 打入反应器。
– 启动空反应器前，事先将配备好的催化剂溶液打入反应器，在向反应器中 加除盐水达到除盐水和尿素溶液。
– 反应器除盐水煮洗温度约130-140℃，压力约0.3-0.4Mpa，建议煮洗时间最 少4小时，煮洗过程每小时排污一次，排污时间3分钟，煮洗过程中尽量不 要排气，如压力太高则可适当排气至废水池。
– 煮洗完成后，压力降低后将反应器内溶液放空，关闭主蒸汽，关闭各个阀 门，等待下一次系统启动。
尿素催化水解系统启动与停止
– 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
燃煤电厂烟气脱硝尿素水解技术规程
燃煤电厂烟气脱硝尿素水解技术规程1. 脱硝技术背景在燃煤电厂烟气净化过程中，脱硝是一个至关重要的环节。
烟气中的氮氧化物（NOx）是导致大气污染的主要来源之一，而燃煤电厂是产生大量NOx的重要场所。
研发和应用高效的脱硝技术对于改善环境质量至关重要。
2. 尿素水解技术概述尿素水解技术作为燃煤电厂脱硝的一种重要方法，其工艺简单、操作方便、效果显著的特点备受关注。
尿素在高温下水解生成氨气和二氧化碳，氨气与NOx反应生成氮气和水，从而实现脱硝的目的。
3. 尿素水解技术在燃煤电厂的应用3.1 技术原理尿素水解技术的应用原理是基于尿素在高温下发生水解生成氨气，然后利用氨气回收装置将氨气喷入烟气，与NOx进行化学反应，达到脱硝的效果。
3.2 工艺流程尿素水解方法的工艺流程一般包括尿素储存、输送系统、尿素水解装置、氨气递量控制系统等部分，通过连续稳定供应氨气，实现对烟气中NOx的脱除。
3.3 设备构成尿素水解技术所需的主要设备包括尿素水解反应器、氨气喷射系统、氨气回收装置等，其设备构成合理、布局合理，能够确保高效稳定地完成脱硝工作。
4. 尿素水解技术规程4.1 工艺参数在应用尿素水解技术时，需要严格控制反应温度、压力、氨气的递量等工艺参数，确保脱硝效果和操作安全。
4.2 操作维护对于尿素水解装置，需要进行定期的操作维护，包括设备清洗、防止结垢、氨气泄漏等工作，以保证设备稳定运行。
4.3 安全管理在使用尿素水解技术时，需要严格遵守相关安全管理规定，避免氨气泄漏、中毒等事故的发生。
5. 个人观点和理解从工艺技术上来说，尿素水解技术作为燃煤电厂脱硝的重要方法，具有操作简单、成本低廉、不产生二次污染等优点，是一种可行的脱硝方案。
然而，对于尿素水解技术的规程制定和严格执行，以及设备维护和安全管理，都是至关重要的。
只有在严格符合技术规程和安全管理的前提下，尿素水解技术才能发挥最大的脱硝效果，保证燃煤电厂的环境友好生产。
总结燃煤电厂烟气脱硝尿素水解技术规程是一个在环保行业中备受关注的话题。
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氧化铝催化尿素水解合成氨使其安全使用于电厂烟道气的处理摘要背景：氨气可以提高静电除尘器除去锅炉中由于燃料的燃烧而产生的粉煤灰的效率。
目前，氧化铝催化尿素水解制氨用于烟道气的处理已经处于研究阶段。
结果：研究了温度、催化剂和初始浓度对转化率的影响，结果表明转化率随着温度的上升呈指数增长，催化剂的添加和氨初始浓度的增加促进了转化率的增大。
实验在不同的催化剂用量下进行，找到了在特定的原料浓度下最适宜的催化剂用量。
结果：对反应动力学的研究表明了反应时间对尿素制氨效率的影响。
使用氧化铝时，催化尿素水解反应可以作为一级反应，同时测定了不同温度下反应的反应常数和活化能。
关键字：氨；尿素；尿素水解；催化剂；氧化铝；处理烟道气引言人口的增长和工业的发展都需要可持续的电力，当今社会主要依靠热发电站的煤燃烧来生成电。
然而，煤的燃烧导致大量灰烬、粉煤灰的生成。
粉煤灰微粒在烟道气中以悬浮体的形式存在，导致周围环境中浮游粒子状物质（SPM）的增长。
因此，为保护环境，减少SPM 的排放变得十分必要。
为了达到这个目的，使用了几个污染控制装置例如旋风分离器、袋式过滤器和静电除尘器（ESPs）。
然而旋风分离器和袋式过滤器都有它们各自的缺点，ESPs是最广泛应用于热发电站来降低SPM排放的装置，主要是由于（1）它可以以较高的效率除去粒子（<0.01 m）。
（2）可以在大范围的温度内操作。
（3）对腐蚀性的周围环境具有一定的适应性。
在早些时候就证明出可以通过以下方法来提高ESPs的效率：（1）改变原料煤的特性。
（2）增加收集版的面积。
（3）使用湿的ESPs来减少二次夹带。
（4）增加或减小气体温度。
（5）添加化学物质来改变烟道气或ESP中的电气条件。
然而大多数方法在热发电站中是很难实行的，主要由于：（1）原料煤的约束条件（进口、洗煤、环境问题的花费）。
（2）添加较大面积的收集板要求更多的空间和花费。
（3）安装和操作湿的EPS的费用太高，更不用说考虑在灰中形成的块状物和建筑材料的老化问题。
在这种情况下，烟道气的处理变得不可避免，包括在烟道气中添加化学添加剂来提高ESPs收集灰烬的效率。
基于对关键文献的回顾，已经发现了FGC的几个优点：（1）和ESPs 相比花费更少（2）需要更少的时间（3）可以更灵活多变的使用，可以改变一些反应参数（例如煤的特性、锅炉负荷、ESP的电压和电流），SPM可以很容易地通过改变FGC催化剂的用量从而达到要求的水平。
这些催化剂对于提高烟道灰/粉煤灰粒子的表面导电特性非常有帮助，有助于提高ESP灰烬收集效率。
氨气和SO3是使用最广泛的烟道气处理剂，一个特定的处理剂的效果取决于粉煤灰的组成。
对于氨气有利于火力发电厂中烟道气的处理这一结论，人们已经知道很长时间了。
一个廉价的替代物-氨的添加不仅仅可以提高沉淀器的性能，而且可以使反应迅速发生。
氨可以以无水液体或水溶液的形式获得，但是无论哪种方法安全问题都非常重要。
日常供应大型工业设备的氨用量是非常大的，而且现场需要大容量储存器。
氨气属于危险气体，在很多地方大量的储存氨气，例如靠近城市人口中心，是非常不受欢迎的。
在氨气运输和操作过程发生过数起导致死亡的事故，在很多地方也规定了关于氨气的限制条件。
有几个用来生产氨气的化学方法，其中三个最常用的是Haber-Bosch方法，间接电化学分离方法，尿素分解方法。
Haber-Bosch方法是在高温（475℃）高压（20Mpa）催化剂条件下使用气态的氢气和氮气合成氨，这是大规模的工业生产方法。
然而，它需要严格的条件而且尚未证实当流量低于1t/h时在技术上或者经济上是可行的；电化学分离已经被提议在半导体工业中作为Haber-Bosch方法的替代物生产氨，它也包含了氨气和氢气的反应。
然而，它是一种通过融解碱金属卤化物在阴极产生氮气，阳极产生氢气的间接合成反应。
电化学分离过程在高温（400℃）常压下进行，虽然它比Haber-Bosch过程需要较少的条件，但尚未知中试以上规模时的生产速率，而且存在碱金属污染环境的危险；另一个问题是两个过程都需要大量的氢，在很大程度上增加了操作设备的危险性。
另一个生成氨的方法是水解尿素，利用尿素水解制氨是一个理想的方法。
尿素是无毒的固体，可以满足小规模生产即50kg/h的需求，对环境、动物、人类和设备寿命都没有危险。
它可以安全廉价地运送、散装、存储很长时间，它不像氨要求大量的安全规定或者对当地的居民和环境有危险。
因此，尿素水解合成氨是一个最好的选择。
文献综述表明不可能得到非常快的尿素转化方法。
Young在专利中描述了使用多变酸两步酸性化学方法将尿素转化为氨的方法，例如H3PO4。
他的两步酸性方法，由于在设备要求和操作方面具有一定的复杂性，不容易满足所要求的生成氨的临界率。
Jones也描述了一个方法，将尿素溶液加压使其处于溶解状态，反应产物处于液相并与一系列选自金属、金属氧化物或金属混合物的催化剂接触。
但真正使用的催化剂除了以元素的名字命名外，没有明确其组成。
已经发表的关于催化尿素水解制氨的文献是专利而且不很详细，早期学者建议使用的催化剂大部分是金属氧化物（表1）。
但由于早期的研究表明未添加催化剂时反应速率很慢，因此决定彻底研究以氧化铝为催化剂催化尿素水解，这项工作的任务是在间歇式反应器中研究催化尿素水解制氨。
实验在不同的催化剂用量、温度和时间下，在恒定的浓度为10%的尿素溶液中进行，研究了反应的平衡和动力学。
表1 文献中建议的催化剂催化剂种类注释参考文献金属钒、铬、钼。
金属氧化物或者包含铝、铬、钴、钼、镍、钛、钨和钒的金属混合物。
周期表中III-B, IV, V和VI-A族元素的氧化物、碱金属盐和氨基盐，其中包括氧化钒、铬酸铵、硼酸铵和属于1、2、3族的其他元素。
以酸性或碱性形式存在的活性炭，硅或铝和离子交换树脂金属金属金属---未发现重要化学性质不详不详不详YoungJonesCooper andSpencerCooper andSpencer反应途径催化尿素水解制氨的反应是吸热反应，当温度高于120度时反应进行的很快。
这个化学过程与工业上使用氨气和二氧化碳生产尿素的过程是相反的。
反应分为两步：NH2CONH2(s)+H2O→NH2COONH4(l) △H1=-15.5KJ/mol （1）氨基甲酸氨分解生成二氧化碳和氨气：NH2COONH4(l)→2NH3(g)+CO2（g）△H2= +177 KJ/mol （2）第一个反应生成氨基甲酸氨，是微放热反应。
第二个是强吸热反应，加热时释放氨气和二氧化碳。
过量的水有利于水解反应的进行，整个反应的方程式如下：xH2O+NH2CONH2→2NH3+CO2+(x-1)H2O △H=+161.5KJ/mol高温、高压、高转速有利于反应的完成，整个反应是吸热反应。
第一个生成氨基甲酸氨的反应是缓慢进行的，而第二个反应可以很快完成。
过程实验装置由高压反应器（9806kPa）、热交换器、冷凝器、计量泵、原料槽、控制面板和产品储槽组成（图1）。
不锈钢反应器的容量为2L，计量泵用来克服泵的进出口之间的压差从而在高压条件下将尿素溶液以一定的流量输送到反应器中。
管壳式冷凝器用来交换产品和冷却水之间的热量，使用自来水作为冷却水。
热交换器用来冷却未反应的尿素使其在反应器中循环使用。
装置有两个存储罐：一是存储尿素溶液，二是存储产品。
为了防止腐蚀整个装置使用不锈钢建造。
反应器有两个开口：一个是输送尿素溶液，另一个是回收产品。
为了测量温度和压力，热电偶和压力表通过控制面板连接到反应器上。
反应器中的冷却旋管用来冷却反应器，依然使用自来水作为冷却水。
在反应器壁上固定电加热圈用以提供一定的热量，通过控制面板进行操控。
实验工艺实验方法将尿素样品（印度农民肥料合作社）用500ml的水分别配置成不同浓度的溶液（10、20、30、40、50%）并用纱布过滤防止堵塞管路，将一定量的催化剂与溶液混合并注入原料槽。
使用计量泵将溶液输送到反应器中，反应作为间歇反应时关闭冷却阀门，开启加热和搅拌装置并调整到规定的数值。
实验结束后打开冷却阀门，氨、二氧化碳、水蒸气的混合物进入冷凝器。
在冷凝器内，水蒸气冷凝，气体产品冷却。
产品储存在储存罐中，冷却的水和氨蒸汽用氨的吸收剂硼酸溶液（4g/100ml）收集，二氧化碳排放到大气中。
回收液体产品并进行滴定，以甲基橙为指示剂用盐酸滴定3个10ml的样品溶液，硼酸属于弱酸不影响滴定。
催化水解反应在110至180℃、不同的尿素浓度、1至10g/l的催化剂用量、1200rpm的转速、反应器的极限压强9806Kpa下进行。
催化剂：氧化铝氧化铝是商品级别的并且为了防止阻塞管路而过筛处理。
为了除去可溶性有机物用热蒸馏水洗涤四到五次并在105℃下烘干24小时，储存在干燥器中以供使用。
结果与讨论氧化铝的物理和化学性质催化剂用表面积和孔隙体积分布、扫描电镜(SEM)和粒度分布进行表征。
粒度分布：使用可以显示50-200μm粒子的激光衍射技术研究粒度分布。
表面积和孔隙体积分布：使用康塔公司的表面吸附仪研究表面积和孔隙体积分布，能够从吸附-脱附等温线上得到比表面积。
用这种方法，可以得出表面积是0.7388m2g-1，孔体积和孔宽分别为0.202cm3g-1、129.91A，平均孔径为0.012A，孔体积总计0.216 cm3g-1。
扫描电镜：使用型号为JEOL JSM-6300F的电场发射扫描电镜研究氧化铝催化剂的形态。
为了防止电荷影响将粉末样品表面镀金，放在样品支架上获得影像。
氧化铝是灰白色的，表面光滑，以针状形态存在。
Al2O3粒子的长和宽分别为10-50、5-20μm，满足生产上平均粒度为5-45μm的要求。
氨的生成反应在不同温度下进行并测定氨的生成量和在此温度下的转化率。
在未使用催化剂的情况下保持1200rpm的转速。
通过化学计算，浓度为10%的尿素溶液理论上生成31.48g氨，在180℃时生成了20.24g 氨，转化率为64%。
温度的影响反应温度从110℃增加到180℃，未添加催化剂时，转化率由0.87%增长到64.89%。
添加催化剂后，转化率仍然呈上升的趋势（图2）。
作为间歇反应，反应压强随着温度的上升而上升，130℃时为172.36KPa ，由于产物的生成，180℃时达到1537.53KPa （图3）。
催化剂的影响实验在不同催化剂用量下进行，在常温和恒速条件下，添加催化剂时转化率上升（图4）。
催化剂用量为2到10gL -1不等，当尿素溶液浓度为10%时，最佳的催化剂用量是8g L -1。
在此用量下转化率由110℃时的1.29%增长到180℃时的77.26%。
初始尿素浓度的影响为了研究浓度的影响，将不同浓度的尿素溶液（10、20、30%）重复以上实验，结果发现转化率随着尿素浓度的增大而减小（图5）。