尿素热解水解技术对比
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。
锅炉烟气脱硝尿素热解与水解制氨技术对比
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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]。
尿素水解与热解在烟气脱硝工程中应用及对比分析
尿素水解与热解在烟气脱硝工程中应用及对比分析摘要：现有烟气脱硝工程中还原剂在液氨、氨水、尿素中进行选择，液氨和氨水都是有毒物质，其运输和储存都属于重大危险源，具有较大的安全风险。
国家对这两种物质的管控相当严格。
国际上一般是从安全角度考虑。
20世纪八十年代，为了解决合成氨、尿素装置水体排放环保问题，尿素深度分解技术开始在大、中型合成氨尿素厂逐步应用。
关键词：尿素水解；热解；烟气脱硝；应用液氨、氨水及尿素均可作为烟气脱硝还原剂，随着脱硝还原剂储存、制备及供应技术的日渐成熟，脱硝还原剂的选择主要从安全与经济角度考虑。
尽管国外以液氨为还原剂的电站锅炉烟气脱硝工程至今未出现严重的氨泄漏事故，但由于从地方管理部门获得液氨的使用与运输许可证越来越困难，安全防范要求越来越严，相应的安全成本越来越大，因此，氨水和尿素正越来越多地作为脱硝还原剂使用。
1 SCR还原剂的选择选择性催化还原法（SCR）的原理是在催化剂作用下，还原剂（如NH3）在290～400℃下有选择地将一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）还原成氮气（N2），而几乎不发生氨气（NH3）与氧气（O2）的氧化反应，从而提高了氮气（N2）的选择性，减少了氨气（NH3）的消耗。
主要反应如下所示：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O（1）,4NH3+6NO=5N2+6H2O（2）4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O（3）,8NH3+6NO2=7N2+12H2O（4）选择性催化还原法（SCR）技术比较成熟，应用较为普遍。
在合理的布置下，可达到80%～90%，甚至是90%以上的脱硝效率，且反应产物无毒无污染，二次污染小。
脱硝还原剂主要有液氨、氨水和尿素。
氨是危险品，有毒，氨气对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性。
氨水无色透明且具有刺激性气味，工业氨水中氨浓度为25%～28%，有燃烧爆炸危险。
氨水易挥发，会产生氨气，对大气造成污染。
氨水和液氨都属于化学危险品。
而尿素是最简单的有机化合物之一，是一种白色晶体，常作为氮肥使用。
尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用
尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用引言：锅炉烟气脱硝工程是环保领域中的重要一环，其主要目的是降低锅炉烟气排放中的氮氧化物（NOx）浓度，减少大气污染对环境和人类健康的影响。
尿素热解和水解技术作为一种现代化的脱硝方法，其应用在锅炉烟气脱硝工程中逐渐受到关注。
本文将从尿素热解和水解技术的原理、应用以及优势等方面综合评估其在锅炉烟气脱硝工程中的价值和作用。
一、尿素热解和水解技术的原理1. 尿素热解技术原理尿素热解技术是利用高温下尿素分解生成氨和氰酸酯的反应过程。
尿素经过加热后产生氨气，而氨气可以与烟气中的NOx反应生成氮气和水，从而实现脱硝的目的。
2. 尿素水解技术原理尿素水解技术是将尿素与碱性溶液反应生成氨气的过程。
水解反应一般在碱性环境中进行，并通过调节反应条件和溶液浓度来实现对NOx 的脱除。
二、尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用1. 尿素热解技术的应用尿素热解技术因其简便、高效的特点在锅炉烟气脱硝工程中得到广泛应用。
通过在锅炉燃烧过程中注入尿素，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，达到减少大气污染的效果。
尿素热解技术还可以与其他脱硝技术相结合，提高脱硝效果。
2. 尿素水解技术的应用尿素水解技术是一种适用于低温、低压条件下的脱硝方法，因其操作简便、能耗低的特点受到关注。
该技术主要应用于小型锅炉和工业锅炉等烟气处理中，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，实现环境保护的目标。
三、尿素热解和水解技术的优势1. 高效性尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中具有高效的优势。
通过合理设计脱硝装置和优化工艺参数，可以实现高效的脱硝效果，使锅炉烟气排放中的NOx浓度大幅度降低。
2. 环保性尿素热解和水解技术对环境友好，其产生的副产物往往可以再利用。
在脱硝过程中，尿素经过热解或水解反应后生成的氮气、水和少量的氨气等对环境没有明显的污染。
3. 经济性尿素热解和水解技术的投资和运维成本相对较低，适用于各种规模和类型的锅炉。
尿素热解和水解的区别性报告精选文档
尿素热解和水解的区别性报告精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-尿素热解和水解的区别性报告一、背景SCR技术中还原剂NH3的来源有3种：液氨（anhydrous Ammonia）、氨水（Aqueous Ammonia）和尿素（Urea）。
由于液氨是危险化学品，随着国家对安全的日益重视，逐渐出台一系列相关的限制措施，使得电厂在用液氨时会在审批、工期、占地等诸多方面受到越来越多的制约，投运后通过环保验收的程序也较为繁琐；氨水也因为其运行成本居高不下而受到应用的局限。
作为无危险的制氨原料，尿素具有与液氨相同的脱硝性能，是绿色肥料、无毒性，使用完全，因而没有法规限制，并且便于运输、储存和使用。
目前在国内SCR脱硝采用尿素为还原剂已经成为一种趋势，并逐渐成为主流，尤其是在一些重点区域和离居民区较近的城市电厂，已有了越来越多的应用。
二、尿素热解和水解技术简述尿素制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下发生分解，生成的气体中含二氧化碳、水蒸气和氨气。
尿素制氨工艺包括尿素水解和尿素热解。
尿素水解和尿素热解工艺由于温度压力条件不同，有着不同的化学过程。
尿素水解制氨技术作为应用于脱硝目的的水解技术在1999年开始运用在国外锅炉烟气脱硝工程, 目前这样的技术主要有AOD 法、U2A 法及SafeD eNOx 法三种。
在一定的温度条件下尿素能水解生成氨和二氧化碳。
主要反应式:CO (NH2 ) 2 + H2O = 2NH3 + CO2尿素水解制氨工艺：用溶解液泵将约90℃溶解液送入尿素溶解槽, 颗粒状尿素经斗式提升机输送到尿素溶解槽,经搅拌后, 配制成浓度约40% ~ 50% (w t)的尿素溶液; 经搅拌溶解合格的尿素溶液, 温度约60℃, 利用溶解液泵打入尿素溶液槽储存, 用尿素溶液泵加压至表压 2. 6 MPa 送至水解换热器, 先与水解器出来温度约200℃的残液换热, 温度升至185℃左右, 然后进入尿素水解器进行分解。
尿素水解技术在大型电站煤粉锅炉烟气脱硝系统中的应用
尿素水解技术在大型电站煤粉锅炉烟气脱硝系统中的应用所属行业: 大气治理关键词：尿素水解技术脱硝技术水解制氨工艺随着国家新的环保政策的实施，对大型火电机组的烟气净化装置要求更加的严格，其中对NOx污染物的排放提出近零排放的要求。
脱硝过程中使用的还原剂氨气，其在工业生产中主要有热解和水解制氨工艺技术。
其中尿素水解技术由于具备很多优点，已经得到了更加多的关注，其主要的优点是工艺流程简单、运行简单可靠，基础投资适中，本文扼要说明了尿素水解系统的组成、工艺特点，同时介绍了与尿素热解工艺的对比分析情况。
1尿素水解技术在SCR脱硝系统中应用1.1Selected catalytic reduction(SCR)脱硝技术原理SCR脱硝技术其反应原理是烟气中NOx在脱硝反应器中与还原剂在催化单元活性物质作用下发生催化反应，，反应化学方程式如下:催化反有固定的温度区间，只有在合理的温度区间，催化效率才会最高，而这个催化活性区间为300～420℃，温度过高或过低都会损坏催化剂的活性。
1.2尿素水解制氨系统描述在溶解装置中尿素和凝结水在加热盘管加热下，制成40～60%浓度的尿素溶液，通过输送泵将溶液从溶解罐输送道溶液储藏装置，再通过供液泵和计量系统控制进入水解反应器的溶液，在水解反应器中进行尿素水解反应，其热量主要来自加热盘管，产品气在混合装置被热一次风稀释成浓度小于5%的混合气体，并由喷氨格栅装置喷入脱硝反应器。
紧急排放的氨气经水的吸收经由废水泵送至电厂水处理中心中和处理。
具体工艺流程见图1。
图1尿素水解制氨工艺系统图1.3尿素水解制氨系统设备组成尿素水解制氨系统主要有以下设备:溶解装置、储藏装置、输送装置、水解反应装置、废水输送装置、废水收纳装置等。
尿素制氨系统中主要大型设备有尿素溶液储罐和水解反应器。
尿素溶液储罐一般采用两个，满足24小时的尿素溶液消耗，溶解罐本体材质为304L不锈钢圆形容器，并设有人孔、爬梯、相应接口管等，有效容积选择时一般采用满足机组7天最大用氨量来计算，为了保证溶液储罐安全运行，在其上部还需设置各种保障阀门用于保护和调节，同时为了监控安全运行，装有温度计、压力表、液位计和相应的变送器等用于监测设备。
火电厂尿素热解和水解工艺研究
火电厂尿素热解和水解工艺研究摘要：尿素作为烟气脱硝还原剂的一种，相较于液氨和氨水，具有其独特的优势，因此在火电厂氨气的制造中应用广泛。
尿素在制造氨气的过程中，主要有两种生产方式：热解和水解。
本文主要对火电厂尿素热解和水解工艺特点进行了研究，并对其进行了对比。
关键词：脱硝技术尿素热解尿素水解现阶段，火电厂在烟气脱硝还原剂的选择上主要有三种：液氨、氨水和尿素。
液氨属于危险化学品，在安全性上存在着很大的隐患，在使用上存在着诸多限制。
氨水的运行成本较高，且具有较强的腐蚀性，影响着火电厂的经济效益。
而尿素，属于绿色肥料，不带有毒性，安全性高，并且投资成本较氨水来说比较低，运输、存储和使用都比较方便，所以在火电厂烟气脱硝还原剂中应用较多，故对火电厂尿素热解和水解工艺的研究具有重要的意义。
一、火电厂尿素热解工艺原理及工作流程1.1.火电厂尿素热解工艺原理尿素呈针状，是一种白色或无色的颗粒，无臭无味，遇热不稳定，当迅速加热的时候，尿素将会完全被分解为氨气和二氧化碳，实现制造氨气的目的。
1.2.火电厂尿素热解工作流程火电厂烟气脱硝中的尿素热解主要由热解炉、电加热器、计量模块等部分构成，在尿素热解开始之前，先将尿素放置于存储仓中，经过人工或机械卸料运送到溶解罐中，通过外部加热方式来进行尿素颗粒的溶解，在溶解过程中，溶解液主要使用除盐水来进行，需要注意的是，溶解液的温度需要保持在40℃以上，因此，需要时刻关注加热情况，保持温度稳定。
当将尿素溶解为50%的尿素溶液之后，通过输送设备将尿素溶液输送到尿素溶液储罐，然后经过雾化后送到热解炉，雾化后的尿素溶液在热解炉发生分解，产生氨气和二氧化碳，并经由氨喷射系统进入脱硝烟道。
二、火电厂尿素水解工作原理及工作流程火电厂烟气脱硝过程中，尿素在一定温度下能够水解生成氨气和二氧化碳。
主要流程为：将尿素颗粒经提升机运输到尿素溶解槽中，经过搅拌过程将其溶解为浓度为40%-50%的尿素溶解液，并注意尿素溶解液的温度保持，然后将尿素溶解液输送到水解换热器中进行加热分解，从而分解成氨气和二氧化碳，最后将分解产物喷入烟气脱硝系统。
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尿素热解工艺流程简介：
首先将尿素输送到装有除盐水的溶解罐，溶解形成50%的尿素溶液（需要外部加热，溶液温度保持在40℃以上），荣国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、雾化喷嘴进入绝热分解室，在600℃，的条件下分解，生成NH3，H2O和CO2，稀释空气经加热后也进入分解室，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销烟道。
尿素的热解反应如下：
CO( NH2)2→NH3 +HNCO
HNCO+H2O→NH3 +CO2
尿素热解过程中出现的问题：
尿素热解工艺在使用过程中也存在一些问题。
由于采用尿素热解法，尿素热解设备和管道应注意保温，尤其是在北方地区在实际操作中如果不加伴热带(电伴热或者蒸汽伴热)在尿素输送过程中会发生结晶现象，另外尿素溶液在热解室里的停留时间太短，未分解的尿素也会在热解室的尾部形成结晶在烟气脱硝系统投运初期，在喷氨格栅管道手动阀前后段有大量的蜂窝状的沉积物，这不仅影响尿素的使用效率，而且还影响到脱硝系统运行的安全和稳定性。
稀释风的温度太低、流量大再加上系统需氨量大，尿素热解需求的热量大，所以尿素热解装置在运行过程中能耗较大
尿素水解工艺流程：
将尿素输送到尿素溶解罐，经搅拌器的搅拌溶解形成60%的尿素溶液，混合泵再将溶液送到尿素溶液储罐，尿素溶液经输送泵送至水解反应器，饱和蒸汽通过管束进入水解反应器，尿素溶液在150～250℃，～下发生分解反应，转化成二氧化碳和氨气，水解后的残留液体回收到系统设备中重复利用，以减少系统的热损失。
尿素水解产生的氨气和二氧化碳进入缓冲罐，再由缓冲罐输送到锅炉的喷氨系统进行脱硝。
尿素水解反应方程式：
CO( NH2)2 +H2O=NH2CO2NH4
NH2CO2NH4=2NH3 +CO2
第一步: 尿素和水反应生成氨基甲酸铵，此反应为微放热反应，反应速度较慢。
第二步: 氨基甲酸铵分解生成氨气和二氧化碳，此反应为强吸热反应，反应迅速。
尿素水解在运行过程中存在的问题
尿素在水解过程中会产生一些酸性物质(如氨基甲酸铵等)，氨基甲酸铵会破坏不锈钢表面的氧化薄膜，使管道的腐蚀速度加快，当温度超过190℃时，一般的不锈钢材料会遭受严重腐蚀尿素溶液受热会产生固体沉积物（316Ｌ和25-22-2材质有很好的抗腐蚀性），这种沉积物主要是由凝结的尿素和分解副产物缩二脲组成当温度超过133℃高活性的中间产物HNCO就会和尿素反应生成缩二脲，这是造成尿素水解系统易产生堵塞的原因之一因此，最好选择较低的质量浓度的尿素水溶液，并且在系统停车时要对尿素溶解槽缓冲罐到水解器这一段管路进行清洗，如果冲洗不完全，当温度升高时会造成该段管路堵塞且不易疏通，一般需要更换管道在尿素水解过程中产生酸性物质会对设备造成腐蚀，而水解反应器温度较高，因此更易受到腐蚀而造成泄漏现象，再加上水解反应器中压力较高，在运行过程中存在极大的安全隐患。
尿素水解技术方案在前期投资略低于尿素热解技术方案,在运行成本方面却远低于后者,主要在于尿素热解技术需要消耗大量的燃油。