尿素热解脱硝技术的问题探讨
脱硝还原剂尿素法改造常见问题及优化探讨
脱硝还原剂尿素法改造常见问题及优化探讨摘要：本文主要针对脱硝还原剂尿素法改造展开研究，先对脱硝还原剂尿素法改造常见问题进行阐述，然后有针对性地总结了几点脱硝还原剂尿素法改造的优化措施，主要包括卸料管振动大的优化措施、溶解罐溢流管出气泡问题优化、疏水箱和疏水母管问题优化等，以此来不断提升脱硝还原剂尿素法改造效果，给予实际生产有益的帮助。
当前加强脱硝还原剂尿素法改造常见问题及优化已成为重要研究课题。
关键词：脱硝；还原剂；尿素法；改造；常见问题；优化措施对于火电厂来说，脱硝还原剂尿素法改造项目具有较强的安全性与环保性特点，与脱硫、脱硝、除尘改造项目之间有着密切的联系。
目前，国家能源局的重视程度越来越高，颁布的相关文件也比较多，对于脱硝还原剂尿素法改造提出了明确的要求，以此来防止液氨存储量较大的影响，从而顺利规避风险的发生。
但是在脱硝还原剂尿素法改造过程中，也存在着较多的问题，对此，应从实际情况出发，加强优化措施的制定，以此来确保脱硝还原剂尿素法改造效果的稳步提升。
一、脱硝还原剂尿素法改造常见问题以某一公司为例，该公司具有组装机容量较大的特点，烟气入口NO X浓度显著，作为重大的危险源，对于当时企业的影响极为深远。
该公司先进行的可行性分析，然后向施工建设进行过渡，紧接着投入实际运行。
（一）卸料管振动大以上述公司为例，罐车主要负责运输尿素，然后借助不锈钢卸料管，向溶解罐中进行输送。
通常来说，不锈钢卸料管主要在墙上和地面固定支架上进行安装、固定，借助膨胀螺丝来连接支架与墙面之间。
在卸料口到尿素溶解罐的整个过程中，卸料管转的90°数量为两个左右，在卸料过程中，基于压缩空气的推力，卸料管的90°弯头处，产生了明显的振动问题，墙上和固定支架上的地脚螺栓，出现振断的次数较多，进而对卸料的安全性产生了极大的影响。
（二）溶解罐溢流管出气泡在溶解罐溶解方面，尿素溶解，使得水的表面张力严重增加，而且进入尿素溶液的气体较多，在溶液表面，所出现的气泡较多。
尿素脱硝方案
尿素脱硝方案随着工业化和城市化的不断推进，大量氮氧化物的排放引起了全球范围的环境问题。
氮氧化物不仅对空气质量有着不可忽视的影响，还是酸雨和温室气体的主要成分之一。
为了减少氮氧化物对环境的影响，尿素脱硝成为了一种重要的解决方案。
尿素脱硝是一种针对工业烟气中氮氧化物进行脱硝的技术，它利用尿素作为还原剂将氮氧化物转化为氮和水。
尿素在高温条件下分解，产生氨气，然后与氮氧化物反应生成氮气和水。
这种方法具有高效、经济、环保等特点，被广泛应用于烟气脱硝领域。
尿素脱硝主要通过两个步骤完成：尿素的分解和氮氧化物的反应。
首先，尿素经过加热分解为氨气和二氧化碳。
高温条件下，尿素中的氮元素被还原成氨，并和释放的二氧化碳一起进入脱硝装置。
其次，氨气与烟气中的氮氧化物反应生成氮气和水。
这个过程通常在催化剂的存在下进行，通过催化剂的作用，促进氨气和氮氧化物的反应速率。
尿素脱硝具有许多优点。
首先，尿素是一种广泛存在于自然界中的化合物，易于获取并具有较低的成本。
其次，尿素脱硝过程中产生的副产物少，对环境的污染非常小。
此外，尿素脱硝技术操作简单，稳定性好，适应性强，适用于各种不同类型的烟气。
然而，尿素脱硝也存在一些挑战和亟待解决的问题。
首先，尿素脱硝过程中产生的氨气易挥发，对人体和环境有一定的危害。
因此，在设计和操作脱硝装置时需要采取相应的措施来防止氨气的泄漏。
其次，尿素脱硝过程中还需要加热来实现尿素的分解，这对能源的消耗是不可忽视的。
因此，如何改进能源利用效率，减少能源消耗，是尿素脱硝技术需要进一步研究的问题。
尿素脱硝技术在减少氮氧化物排放方面起到了积极的作用，但仍面临着一系列挑战。
为了进一步提高尿素脱硝技术的效率和可持续性，应进行更深入的研究和创新。
比如，可以开展催化剂的研发和优化，进一步提高氨气和氮氧化物的反应速率。
此外，还可以研究尿素脱硝与其他污染物治理技术的联合应用，实现多污染物排放的综合治理。
总的来说，尿素脱硝是一种有效的氮氧化物治理技术，能够减少对环境的危害。
【推荐下载】尿素热解制氨技术存在的问题分析及对策
尿素热解制氨技术存在的问题分析及对策尿素热解制氨工艺因由于其在安全方面的优势, 已经在国内越来越多的燃煤电厂SCR 脱硝工程中得到应用, 但该技术在运行过程中存在运行费用高, 燃烧器运行不稳定, 绝热分解室堵塞等问题, 不利于机组经济与安全运行, 通过分析, 找出问题原因, 提出相应的解决对策。
1 前言目前, 随着超低排放政策的全面实施, 燃煤电厂对炉后烟气处理设备实行了技术升级和改造, 其中, SCR 烟气脱硝技术以其稳定、高效等特点被多数电厂烟气脱硝工程所采用, 脱硝还原剂一般选用液氨、氨水或尿素, 目前应用最多的是液氨。
但是, 根据《危险化学品重大危险源辨识》GB18218—2009 规定, 液氨储存超过10t, 即构成重大危险源, 同样, 氨水也存在安全问题。
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。
在《火力发电厂氮氧化物防治技术政策》和《火力发电厂设计规范》中都明确规定, 位于大中城市及其近郊区的电厂(人口稠密区的脱硝设施) 宜选用尿素作为还原剂。
因此, 尿素热解制氨技术得以应用并迅速发展。
2 尿素热解制氨工艺尿素又称脲, 分子式为CO(NH2)2, 熔点为132.7℃。
因为尿素对热不稳定, 因此在受热时会发生热分解反应, 当反应温度低于360℃时, 这些中间反应产物和副反应产物会大量生成, 不利于尿素的完全分解。
当反应温度高于360℃时, 尿素的分解反应以下列反应为主:尿素(CO(NH2)2) 在受热时会分解为氨(NH3) 和异氰酸(HNCO) , 异氰酸(HNCO) 遇到水汽会发生水解生成氨(NH3) 和二氧化碳(CO2) 。
上述反应在极短的时间完成,因此也可以综合为下列反应:目前, 尿素热解目前主要采用NOxOUT ULTRA 方法, NOxOUT ULTRA 是美国某燃料公司(Fuel Tech Inc.) 尿素热解制氨工艺的注册名称。
基于尿素热解法的脱硝系统可靠性研究的开题报告
基于尿素热解法的脱硝系统可靠性研究的开题报告一、研究背景与意义空气污染已成为全球性的环境问题，与此同时，氮氧化物排放作为一种主要形式的大气污染源之一，已成为研究的焦点。
煤炭、石油等主要能源的燃烧过程中，产生的氮氧化物对环境和人类健康造成严重威胁，因此，在许多国家已经开始建立氮氧化物排放限制标准。
脱硝技术因此成为重要的研究方向。
目前，一种应用广泛的脱硝方法是选择性催化还原法，但该技术需要高温下进行，需使用稀有金属作为催化剂，生产成本高、耗能大。
因此，研究一种基于尿素热解法的脱硝系统已受到广泛关注。
该技术是在低温下通过氨还原NOx，可使用便宜的尿素作为还原剂，并且具有更好的环保性和经济性。
因此，研究这种新型脱硝技术的可靠性，具有十分重要的实际意义。
二、研究内容与目标本研究旨在建立基于尿素热解法的脱硝系统，并探究其可靠性，主要研究内容包括：1. 搭建实验室尿素热解法脱硝系统，以研究其脱硝效率和消耗情况；2. 分析脱硝系统中各参数对其性能的影响，包括反应温度、空气比、反应时间等；3. 对脱硝系统进行可靠性测试，包括故障检测和失效模式分析等；4. 针对脱硝系统可能存在的故障进行修复，并进行成本分析；5. 综合上述数据，探索基于尿素热解法的脱硝系统的可靠性，为进一步推广该技术提供理论基础。
三、研究方法与步骤1. 实验室搭建脱硝系统，包括反应器、控制系统、测试仪器等；2. 设计实验方案，分析脱硝系统中不同参数对脱硝反应效率和消耗的影响，并建立数学模型；3. 进行脱硝可靠性测试，包括故障检测和失效模式分析，统计故障率和失效率；4. 针对脱硝系统可能存在的故障进行修复，并进行成本分析；5. 综合上述数据，探索基于尿素热解法的脱硝系统的可靠性，并对系统进行数据分析。
四、研究预期结果1. 建立可靠性的基于尿素热解法的脱硝系统，研究其脱硝性能；2. 分析脱硝系统中影响性能的各个参数，建立脱硝过程的数学模型；3. 发现脱硝系统中的潜在故障，提出相应的修复建议；4. 综合数据，评估基于尿素热解法的脱硝系统的可靠性，评价其在实际工业应用中的潜在优势。
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。
火电厂SCR脱硝尿素热解工艺故障分析与对策探讨273
火电厂SCR脱硝尿素热解工艺故障分析与对策探讨273发布时间：2022-01-10T03:05:49.097Z 来源：《科技新时代》2021年11期作者：张高山1 史畅2 [导读] 是指氮氧化物在催化剂的作用和在氧气存在条件下，氨气优先和氮氧化物发生还原反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要公式为：1.中国华电集团有限公司湖南分公司湖南省长沙市 4100002.湖南华电常德发电有限公司湖南省常德市 415000摘要：本文介绍了尿素热解SCR脱硝原理和工艺流程，以某厂尿素热解法常见故障为案例，分析了SCR脱硝尿素结晶故障原因，并提出了针对性的改进措施，以期对尿素热解脱硝故障起到预防和应对效果。
关键词： SCR脱硝；尿素热解；结晶故障0.前言SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝即选择性催化还原烟气脱硝技术，是指氮氧化物在催化剂的作用和在氧气存在条件下，氨气优先和氮氧化物发生还原反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要公式为：（1）4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O （2）2NO2+4NH3+O2=6N2+12H2O SCR脱硝按照氨气的制备工艺可以分为液氨法、氨水法和尿素法，其中尿素法又分为尿素水解和尿素热解两种工艺。
本文主要对尿素热解工艺遇到的故障和原因进行分析，探讨和寻找解决问题的方法。
1.尿素热解原理尿素分子式为 CO(NH2)2，相对分子质量60.06 ，物理形状为无色或白色针状或棒状结晶体，工业和农业用产品为白色略带微红色固体颗粒粉末，具有刺激性味道。
含氮量约为46.67%。
密度1.335g/cm3。
熔点132.7℃。
尿素在受热情况下不稳定, 容易发生热解反应, 当反应温度低于360℃时, 会有大量中间反应产物和副反应产物产生,尿素不能得到完全分解。
当反应温度高于 360℃时, 基本无副产物产生。
尿素热解反应时间极短，综合反应公式可概括为: CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2 2.SCR脱硝尿素热解工艺流程SCR脱硝尿素热解工艺主要包括尿素制备储存系统、尿素溶液输送系统、分配计量系统、尿素热解系统及相关控制系统等。
尿素热解脱硝技术在应用问题与前景
建立安全检查制度
定期对设备进行检查和维 护，及时发现和消除安全 隐患。
04
尿素热解脱硝技术前景展望
政策支持与市场驱动
政策支持
随着国家对环保要求的不断提高，政府出台了一系列鼓励环保技术发展的政策，为尿素热解脱硝技术的推广和应 用提供了有力支持。
市场驱动
随着环保意识的普及和市场对绿色产品的需求增加，尿素热解脱硝技术作为一种有效的脱硝手段，具有广阔的市 场前景。
运营成本较高
相比其他脱硝技术，尿素热解脱 硝技术的运营成本较高，包括原 材料、能耗、人工等方面的支出 。
政策支持不足
当前针对尿素热解脱硝技术的政 策支持相对较少，企业在推广和 应用过程中面临一定的政策风险 和资金压力。
未来发展趋势和机遇
技术创新不断推进
随着科技的不断进步和创新，尿素热解脱硝技术有望在设备性能、脱硝效率、运营成本 等方面实现突破。
环保意识提升带动需求增长
随着全球环保意识的不断提升，各国对于减少氮氧化物排放的要求将越来越严格，这将 为尿素热解脱硝技术提供更广阔的市场空间。
多元化应用场景拓展
除了传统的电力、化工等领域，尿素热解脱硝技术还有望在船舶、汽车等移动源领域得 到应用，进一步拓展其市场应用范围。
行业建议和呼吁
1 2 3
加强技术研发和创新投入
操作复杂性和安全性问题
操作复杂性
尿素热解脱硝技术需要精确控制温度、 压力、气体流量等多个参数，操作难度 较大。
VS
安全性问题
该技术涉及高温、高压等危险因素，如果 操作不当或设备故障，可能引发安全事故 。
03
尿素热解脱硝技术优化措施
提高催化剂活性及选择性
选用高性能催化剂
选择具有高活性和选择性 的催化剂，如钒钛系、锰 系等，以提高脱硝效率和
尿素水解制氨脱硝系统运行中存在的问题及解决方案
尿素水解制氨脱硝系统运行中存在的问题及解决方案摘要：尿素水解制氨系统及SCR烟气脱硝系统的正常稳定运行关系到净烟气出口NOX浓度的排放是否达标。
运行中无论哪个环节出现问题都将影响最终净烟气NOX浓度的排放，针对在运行中出现的污染除盐水、氨气带水、喷氨分管堵塞、氨气管道伴热效果差等问题进行分析，从整体制约因素、设备特性、操作方法等方面入手，分析整个系统中各问题的因素，并根据设备实际情况，提出了相应的控制以及解决方案，确保系统安全可靠运行。
关键词：脱硝运行分析对策0引言：目前在各火力发电厂烟气脱硝技术主要有SCR 和SNCR。
两种烟气脱硝技术还原剂均可为液氨、氨水及尿素，液氨属于危险品，目前发展到今天为了安全方面考虑多数电厂逐渐认可尿素用于还原剂，尿素作为还原剂制氨主要有热解与水解两种方式。
尿素水解制氨系统因其安全、稳定、可靠、运行费用低，逐渐成为尿素制氨系统的主流技术。
本文针某电厂使用的由四川晨光工程设计院设计安装的尿素水解制氨系统，从2012年投入运行到现在，在运行中逐渐暴露出的一些问题，进行分析及提出解决方案。
1某电厂330MW热电联产尿素水解制氨脱硝系统简介1.尿素水解制氨系统尿素水解反应是尿素合成反应的逆反应。
利用这个原理将尿素水解就可以制得气氨，同时产生气态二氧化碳，其反应式为：CO(NH2)2+H2O = 2NH3+CO2尿素溶液是亚稳性的，在60℃以下，分解速度几乎为零，至100℃左右速度开始提高，在145℃以上尿素的水解速度急剧的加快。
尿素的水解率随温度升高而增大，随停留时间的增加而增大。
尿素的水解率还与溶液中氨含量和尿素溶液的浓度有关：氨含量高的尿素溶液较氨含量低的尿素溶液的水解率低，溶液中尿素浓度低则水解率大。
1.SCR脱硝系统该厂脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，高灰型SCR布置方式（即SCR反应器布置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间），不设旁路。
每台锅炉机组配置1套氨稀释系统，#1、#2机组分别设置两台稀释风机，一运一备，稀释风取自锅炉热二次风联络母管。
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尿素热解脱硝技术的问题探讨
现今环境压力越来越大，为响应国家号召，履行社会责任，推动环境与社会的可持续发展，火力发电机组除了对烟气进行脱硫处理，还需进一步对烟气进行脱硝以降低烟气中NOx的含量。
文章就某厂2×660MW超超临界机组采用尿素热解脱硝技术为原型，并对其应用及可能出现的问题进行了探讨。
标签：尿素热解；火力发电；前景
煤在我国能源消耗中占据着巨大的比例，煤燃烧后所产生的废气若不经过处理达标而直接排放，会因NOx含量过而多对环境造成严重的污染，再加上人们对环保问题变得格外关注，国家对生产的排放指标要求越来越高，火力发电机组的烟气脱硝成为了当前的必然趋势。
1 尿素热解脱硝技术的应用
为了有效去除烟气中的NOx，降低对环境的污染，目前大型火力发电机组都采用烟气脱硝技术，其中尿素热解脱硝技术便是这里最典型的一种。
其工艺流程为：先将尿素放入溶解罐内，用除盐水混合溶解，并制成50%浓度的尿素溶液，然后通过计量分配装置和压缩空气雾化系统喷入热解炉内，其中热解炉内的稀释风来自空预器出口热一次风管，稀释风经过电加热器加热后送入热解炉内，热解炉内的尿素溶液在高温下进行分解产生NH3和CO2，最后经过喷氨格栅进入锅炉尾部烟道与烟气中的NOx进行充分的混合，在催化剂的作用下反应生成N2和H2O并排入大气。
2 尿素热解脱硝技术在应用中出现的问题
（1）温度控制问题
为保证尿素溶液在热解炉内能完全分解成NH3和CO2，需要将进入热解炉内的稀释风加热到650℃左右，并控制热解炉出口温度在320～420℃的范围，以保障SCR系统中催化剂的使用寿命。
热解炉出口温度过低，会导致尿素溶液不能完全分解而凝结成块，长时间后会使热解炉出口通流量减少，影响脱硝系统的正常运行；热解炉出口温度过高，则会损坏SCR系统中的催化剂，使催化剂的使用周期缩短。
（2）尿素溶液的雾化问题
尿素溶液通过计量分配装置，在压缩空气的作用下经过尿素喷枪雾化后进入热解炉，因此尿素溶液的雾化效果好坏，会直接影响到脱硝系统的运行和热解炉的安全，雾化效果不好会使热解炉内出现固化，而且一旦固化则很难再溶解，造成热解炉通流面积减少，减低脱硝系统的效率。
为解决这个问题，则需要保障参与雾化的压缩空气质量和压力的稳定，用仪用气替代杂用气，定期对尿素喷枪进
行冲洗。
（3）喷氨格栅的堵塞问题
由于稀释风取自空预器出口热一次风，不可避免的会使其带有一定的粉尘，喷氨格栅在经过长时间的运行后会出现堵塞现象，为此，则需要在喷氨格栅处加装吹扫装置以保证喷氨管路的畅通，在机组启动初期，风烟系统启动后喷氨格栅也应尽快保持通风状态，防止飞灰堵塞。
（4）尿素溶液输送管路内结晶问题
尿素在溶解罐内加热溶解后变成50%浓度的尿素溶液，温度在50℃左右。
在某些原因需要将脱硝系统退出时，尿素溶液输送管路温度下降，会造成附着在管壁内的尿素溶液结晶成块，长时间不维护则会使管路堵塞。
为此，从设计上需要增加管路的蒸汽伴热系统，使管道保持温度稳定，待管道内的尿素溶液吹扫完成后，若需要退出蒸汽伴热系统，则可以选择退出。
（5）低负荷阶段适用性差
尿素脱硝系统的运行受到机组负荷的限制，在负荷300MW以下，脱硝入口烟温低于320℃时，由于催化剂效率低，NH3的逃逸率升高，并会产生硫酸氢氨而造成空预器积灰堵塞。
因此，为保证脱硝效率和空预器的安全，脱硝系统在低负荷阶段会退出运行，对环境也会造成一定的影响。
为了有效解决这个问题，保证脱硝系统的全负荷投入，投资较少的主要有两种技改方案：一是在省煤器入口开烟气旁路至脱硝入口；二是在省煤器入口的水侧增加旁路来控制脱硝入口烟温。
两种方案各有优缺点，需根据具体情况确定。
3 尿素热解脱硝技术的应用前景
从某厂采用的尿素热解脱硝技术的应用情况来看，虽然会出现上述问题，但其环保效果非常可观。
用于脱硝的尿素原料便于生产、运输和存储，不会对周围环境构成威胁，在整个制氨的过程中，也比较容易操作，在锅炉最大工况下，脱硝效率可达85%以上，能够很好的满足国家环保和电厂安全生产的要求，在整个脱硝市场具有较大的优势。
因此，从其应用前景来看是比较乐观的。
参考文献
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[6]张海涛.SCR脱硝装置全负荷运行改造技术研究[J].
作者简介：李兵（1986，2-），男，湖南郴州人，武汉大学经管学院企业管理专业2015级在读硕士，助理工程师，研究方向：发电运行与企业管理。