燃煤电站SCR脱硝技术中尿素热解和水解制氨技术对比
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。
火电厂脱硝尿素烟气热解、水解工艺对比探讨
火电厂脱硝尿素烟气热解、水解工艺对比探讨摘要：尿素由于运输储存安全方便和对环境无害的特点，成为燃煤电厂SCR 烟气脱硝还原剂液氨的可靠替代品.选择合适的尿素制氨技术是SCR烟气脱硝液氨改尿素工程的关键环节.通过工程比对分析采用尿素热解和尿素水解工艺的投资费用和运行成本，探讨分析在火电厂初期投资过程中采用尿素热解和水解工艺差异。
关键词：尿素；热解；水解1.前言《危险化学品重大危险源辨识》（GB 18218—2009）规定氨的贮存量若超过10 t 即成为重大危险源。
由于前期大规模火电厂烟气脱硝改造时主要考虑投资和运行成本因素，目前国内大部分火电厂SCR 烟气脱硝采用液氨作为还原剂，而液氨储存量一般按照满足全厂机组满负荷工况运行5~7 天所需进行设计，因此火电厂氨区基本都属于重大危险源。
但随着国内电厂对安全工作要求越来越高，部分火电厂需要将烟气脱硝采用液氨更改为尿素，本文针对尿素热解和水解工艺进行对比分析，探讨那种工艺更为经济。
针对火电厂SCR烟气脱硝尿素热解项目，调研了通辽霍林河坑口发电有限责任公司#1锅炉SCR脱硝尿素法热解炉电加热器改造工程、河北大唐国际唐山热电有限责任公司2号机组脱硝尿素热解系统节能升级改造项目，就以上两个项目的调研情况进行分析，同时比选更适合高昌公司的尿素热解脱硝方案。
1.尿素水解与尿素热解工艺介绍2.1 脱硝还原剂制备主要工艺介绍目前燃煤电厂脱硝还原剂制备主要有液氨、尿素热解、尿素水解三种工艺。
本工程环评报告中明确采用尿素制氨工艺。
在此仅对尿素水解及尿素热解两种工艺进行比较分析。
2.2.水解系统尿素水解系统有意大利Siirtec Nigi公司的Ammogen工艺和美国Wahlco公司及Hamon公司的U2A工艺。
目前国内尚无Ammogen水解系统使用业绩，而U2A水解工艺国内已有电厂开始采用，如国电青山电厂、云南宣威电厂有采用美国walhco公司的U2A尿素水解工艺。
典型的尿素水解制氨系统如下图所示：尿素颗粒加入到溶解罐，用去离子水将其溶解成质量浓度为40%—60%的尿素溶液，通过溶解泵输送到储罐；之后尿素溶液经给料泵、计量与分配装置进入尿素水解制氨反应器，在反应器中尿素水解生成NH3、H2O和CO2，产物经由氨喷射系统进入SCR脱硝系统。
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
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。
尿素水解器的蒸汽加热方式分为直接加热和间接加热方式。
直接加热: 尿素水解器的操作压力为, 操作温度约200℃ , 水解器用隔板分为9个小室。
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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表 １ 尿素热解和水解工艺经济性比较
项目
尿素水解 尿素热解
备注
设备投资 ／万元
２３００
尿素费用 ／万元／ａ
１０２９
安全管理费用 ／万元／ａ
５
电耗 ／万元／ａ
１５０
蒸汽／万元／ａ
１２７
天然气／（ 燃油）／（万元／ａ）
０
运行费用合计／万元／ａ １３１１
２８００
取平均值
１０２９
４ 尿素水解和热解有关污染物产生及污染物对设 备的影响比较
６ 尿 素 水 解 工 艺 （ Ｕ２Ａ 方 法 和 ＡＯＤ 方 法 ） 存 在 的 问题
（ １） 腐蚀问题。氨溶液造成水解反应器的腐蚀。由于水解 反应器是高压设备（ ２０ｋｇ／ｃｍ２ 左右） ， 容器内又储存着危险物品 氨气， 腐蚀可能造成的泄漏是一个严重安全隐患。有报道说美
物 ”会 和 “爆 米 花 状 ”（ ｐｏｐｃｏｒｎ） 飞 灰 一 起 形 成 大 堵 塞 。 沉 积 的
须由冷态启动， 每次冷态启动的时间长达数小时， 在此期间
“爆米花状”飞灰和尿素水解产生“污染 物 ”造 成 的 严 重 堵 塞 会
ＳＣＲ系统就无法投入运行 。 运 行 中 对 ＮＯｘ 浓 度 变 化 的 响 应 时
３ 结论
参考文献
经测定， 阜新市主要绿化树种的滞尘能力有较大的差异， 单位面积的滞尘量可达 ２ 倍以上。选择滞尘能力强的树种可 以产生较大的环境效益。落叶乔木中， 臭椿， 银杏是阜新市优 良的滞尘树种， 榆叶梅和紫丁香为滞尘能力较强的落叶灌木， 滞尘能力较强的绿篱是榆树。测定树种的滞尘能力是城市绿 地系统设计的依据。高大的乔木能滞 阻 、过 滤 外 界 降 尘 ， 吸 收 人体呼吸范围内空气中的颗粒物。灌草则能有效的减少地面 的扬尘， 以乔灌草不同生活型的植物进行搭配， 既可以形成不 同的景观结构， 又可以提高城市绿地绿化减尘效应， 对减轻城Байду номын сангаас市降尘改善环境具有重要的意义。
方面。空气比热为 １．０１ｋＪ／ｋｇ℃， 假如稀释助燃空气经过锅炉尾 部烟道由 ２０℃加热到 ２００℃， 每台 ２５０ＭＷ 锅 炉 ＳＣＲ 的 稀 释 风 量 为 ３８１３Ｎｍ３／ｈ。 天 然 气 低 位 发 热 量 ３２．７ＭＪ／ＳＭ３， 单 价 １．８ 元／ ＳＭ３。使用空气预热可减少天然气用量 １０．９６ＳＭ３／ｈ， 每年可节省 ６５７６０ＳＭ３ 燃气， 每年节省燃气费 １１．８ 万元。
难度。初步估计可以减少 ５０％或更多的燃料耗量， 取决于可以
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 ５０ 页） 片的滞尘量随着环境中粉尘含量的增多而增大［６］。
中图分类号： ＴＫ２２３．２５
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ ９０６４（２００８）０４－ ００５９－ ０２
我国于 １９９１ 年制定了第 １ 部 《火 电 厂 污 染 物 排 放 标 准 》， 在 此 后 的 １２ａ 间 ， 历 经 了 两 次 修 订 （ １９９６ 版 和 ２００３ 版 ） ， 排 放 标准日益严格。在国家颁布的最新排放标准中， 对电站 ＮＯｘ 排 放有了严格的规定， ２００４ 年以 后 的 燃 煤 电 厂 的 ＮＯｘ 最 高 允 许 排放浓度为 ４５０ｍｇ／ｍ３。该排放限值已经接近 于目前燃烧过程 控制技术所能达到的最高水平， 若要进一步降低 ＮＯｘ 的排放 浓度， 必须采用烟气后处理技术。近年来国家环保总局已批复 ２Ｏ 个左右的电厂 要 求 安 装 烟 气 脱 硝 装 置 ， 固 定 源 烟 气 脱 硝 将 成为我国继脱硫后下一个爆发性增长的市场。目前， ＳＣＲ 是国 际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。其原理是在催化剂的作 用下， 通过添加合适的还 原剂，将 ＮＯｘ 选择性还原为无害的 Ｎ２ 而 排 放 。 根 据 还 原 剂 的 不 同 可 分 为 氨 选 择 性 催 化 还 原 ＮＯｘ （ ＮＨ３－ ＳＣＲ） 和 碳 氢 化 合 物 选 择 性 催 化 还 原 ＮＯｘ（ ＨＣ－ ＳＣＲ） 技 术 ； 其 中 ， ＮＨ３－ ＳＣＲ 技 术 是 固 定 源 烟 气 脱 硝 的 主 流 技 术 ， 在 国 外已得到广泛应用。ＳＣＲ 技术中 ＮＨ３ 的来源有 ３ 种： 液氨、氨 水、尿素。其中尿素易于运输和保存、无毒性， 得到了广泛的应 用。尿素制取氨， 通常有两种方法： 热解和水解。水解法是将尿 素以水溶液的形式加以分解。热解法是直接快速加热雾化后 的尿素溶液进行分解。下面对尿素热解和水解技术进行全方 位的对比。
环保技术
能源与环境
ＩＳ Ｓ Ｎ１６７２－ ９０６４ ＣＮ３５－ １２７２／ＴＫ
燃煤电站 ＳＣＲ脱硝技术中尿素热解和水解制氨技术对比
汪建光 （ 福建省特种设备监督检验院 福建福州 ３５０００３）
摘要 通过比较 ＳＣＲ 脱硝技术中尿素热解和水解制氨两种工艺， 发现热解技术比水解技术具有一定的优越性
关键词 ＳＣＲ 脱硝技术 热解 水解
１６８０元／ｔ
－
压力容器年检
０．２７ 元／ｋＷ．ｈ， 原报 Ｕ２Ａ 尿素
３８ 水解工艺中， 均缺稀释风加热
装置， 每炉约需 ２００ｋＷ。
１４
６０元／ｔ（ 厂价）
１９１
１．８ 元／Ｓｍ３天然气
１２７２
备注： 以上计算以 ４ 台 ２５０ＭＷ 机组为统计基准。
从表 １ 分析可以看出， 尿素热解和水解运行费用相当。
１ 尿素热解和水解技术以及业绩的比较
尿 素 水 解 目 前 主 要 采 用 ＡＯＤ 方 法 和 Ｕ２Ａ 方 法 ， ＡＯＤ 法 起始于 １９９６～１９９７ 年， Ｕ２Ａ 方法大约在 １９９９ 年。ＡＯＤ 方法的 专 利 （ 美 国 专 利 号 ： ５，９８５，２２４、６，０９３，３８０ 和 ６，６１６，９０１） 拥 有 者 Ｈｅｒａ， ＬＬＣ 公司 １９９９ 年向 Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 转让了该技术， 由后者来设计、制造以 及 市 场 化 。 第 １ 套 运 行 的 ＡＯＤ 在 １ 台 ５８０ＭＷ 的机组上， 时间是 ２０００ 年。根 据 资 料 报道， 到 ２００３ 年有 ２３ 套系统投入商业运行。Ｕ２Ａ 方法的专利 拥 有 者 是 ＥＣ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ 公 司 （ 美 国 专 利 号 ： ６，０７７， ４９１） 。第 １ 个示范项目在 美 国 的 ＡＥＳ Ａｌａｍｉｔｏｓ 电 站 ， 时 间 是 ２０００ 年 １０ 月 。 根 据 资 料 报 道 ， 有 １０，０００ＭＷ 的 机 组 采 用 了 Ｕ２Ａ 技术（ 时间 ２０００～２００６ 年） 。ＥＣ＆Ｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ 公司 将 专 利 转 让 给 了 Ｈａｍｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ－ Ｃｏｔｔｒｅｌｌ 和 Ｗａｈｌｃｏ， Ｉｎｃ．公 司， 它们的第 １ 个商业应用案例是在 ＡＥＳ 的 Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ Ｂｅａｃｈ 电站， 时间是 ２００２ 年， 机组容量 ４５０ＭＷ。
以 上 的 压 力 。 每 台 ２５０ＭＷ 锅 炉 年 需 ２１０°Ｃ 以 上 的 温 度 和
炉负荷变化和起停过程中也要严格控制 ＮＯｘ 的排放， 那么锅
１．７ＭＰａ 以上压力的蒸汽 ２１０００ｔ 左右。
炉负荷变化的速率就有可能 受到水解系统的限制。此外 ＡＯＤ 和 Ｕ２Ａ 两种水解方法没有所谓的“热”启动， 必须从“冷”启动， 需要数小时。
２．８ＭＰａ， 而 ＡＯＤ 和 Ｕ２Ａ 两种水解方法的实际温度只有 ２１０°Ｃ，
作者简介： 汪建光（ １９７９～） ， 男， 毕业于东北电力学院， 现就职于福建省特种设备监督检验院。
２００８．ＮＯ．４． ５９
能源与环境
ＩＳ Ｓ Ｎ１６７２－ ９０６４ ＣＮ３５－ １２７２／ＴＫ
环保技术
设计压力只有 １．７ＭＰａ， 这势必至于不能完全水解， 进而尿素的
尿 素 水 解 产 生 的 “污 染 物 ”是 联 二 脲 、１，３－ 二－ 氨 基 甲 酰 尿
国加州一台 Ｕ２Ａ 尿素水解系统的年腐蚀速率达 １５％～２０％。
素、氰尿酸（ Ｂｉｕｒｅａ、Ｔｒｉｕｒｅｔ、Ｃｙａｎｕｒｉｃ Ａｃｉｄ） 等聚合物，这些“污染
（ ２） 运行问题。当系统发生意外停运时， 尿素水解系统必
获得和利用的热烟气量和品质。值得强调的是， 尿素热解的关
水解产物在水解器内多次循环， 因而所需要的时间就特别地
键技术是在化学动力学和流体动力学方面， 而不在热量来源
长。水解反应的不完全性导致无法预测 ＮＨ３ 的生成量， 因而也 就无法很快地跟踪 ＮＯｘ 的瞬时变化， 造成要么 ＮＨ３ 喷多了增 加氨逃逸， 要么 ＮＨ３ 喷少了降低脱硝效 率的现象。就水解 的 ＡＯＤ 和 Ｕ２Ａ 法来说， 使用前就必须预先制备一些 ＮＨ３ 存放在 容器中， 额外增加了一个危险源。
直接影响锅炉以及 ＳＣＲ 的正常运 行 。 比 如 ， 堵 塞 造 成 ＳＣＲ 压
间较长， 约 ５～１５ｍｉｎ。
降增大， 引风机出力受限， 锅炉负荷不可避免地受到限制， 更 加严重的就是机组被迫停运处理堵塞问题。
尿素热解方法原则上不会产生造成 ＳＣＲ 设备堵塞的 “污 染 物 ”。
７ 结论
全面对比尿素的水解和热解技术后， 发现热解技术比水 解技术具有一定的优越性， 尤其是在响应时间和腐蚀方面。
尿素热解目前主要采用 ＮＯｘＯＵＴ ＵＬＴＲＡ 方法。美国燃料 公司 于 １９９５～２０００ 年 期 间 ， 在 实 验 室 研 究 开 发 了 尿 素 的 热 解 技 术 ， ＮＯｘＯＵＴ ＵＬＴＲＡＴＭ 是 美 国 燃 料 公 司 尿 素 热 解 的 注 册 名 称， 与该项技术相关的美国专利共计 ４２ 项。２００２ 年成功地实 施了第 １ 个尿素热解的商业应用。目前已在 １６ 台机组上得到 了 应 用 ， 最 大 的 机 组 容 量 是 ５４０ＭＷ， 在 美 国 的 ＮＩＰＳＣＯ－ Ｓｃｈａｈｆｅｒ 和 ＮＩＰＳＣＯ－ Ｍｉｃｈｉｇａｎ Ｃｉｔｙ 电站。