尿素热解炉/氨水蒸发器 湛流环保
尿素分解有两种方式,一是尿素水解,二是尿素热解。
a、尿素水解的原理是把40%左右的尿素溶液(38℃),通过预热器加热到121℃,泵入水解反应器,在130-180℃和0.17-0.2MPa的反应条件下,先生成中间产物氨基甲酸铵,随后氨基甲酸铵分解,生成氨气和二氧化碳,分解出来的氨基产物作为SCR脱硝反应的还原剂。主要反应如下:
NH2CONH2 + H2O→ NH2CO2NH4
NH2CO2NH4→ 2NH3+CO2
尿素水解反应是一个可逆的过程,在温度低于175℃时分解出的氨气和二氧化碳会重新生成氨基甲酸铵。
尿素水解系统一般包括尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶液储罐、供液泵、水解反应器、缓冲罐、蒸汽加热器及疏水回收装置等
由于尿素水解存在氨基甲酸铵腐蚀,水解器需要采用316L不锈钢材质制作,而且需要低压蒸汽进行加热。尿素水解的转化率一般在38%左右,会有一定的残留液,需要回收处理。考虑到热力公司本身没有低压蒸汽等原因,本项目设计尿素分解制氨气采用尿素热解炉。
b、尿素热解的原理是把制备好的40%左右的尿素溶液通过尿素溶液输送泵、计量与分配装置、雾化喷嘴进入绝热分解室,在350℃-600℃,0.1Mpa的条件下分解,生成NH3、H2O、CO2,稀释空气经加热后也进入分解室,与NH3、CO2混合后经氨喷射系统进入脱硝反应器烟道。
为了降低能耗,本项目尿素热解系统采用150℃左右的锅炉热一次风作为尿素热解反应的稀释风,通过电加热器将热风加热到合适(350-600℃)的温度后,进入热解炉发生热解反应,满足制氨要求。稀释风利用 2 台高温风机作为输送动力,利用电加热器将热风温度提升达到进入热解炉的温度,随后将尿素溶液喷入热解炉。尿素在温度高时不稳定,会分解成 NH3 和 HNCO。HNCO 进一步反应生成 NH3 。该过程产生的反应剂 NH3 通过喷氨格栅注入烟气中,与烟气中的氮氧化物(NOx) 反应,生成对环境无害的氮气(N2)和水(H20)。
尿素热解主要反应如下:
CO(NH2)2 → NH3 + HNCO
HNCO + H2O → NH3 + CO2
尿素热解系统包括尿素制备系统、尿素溶液储罐、输送装置、计量分配装置、热解炉、高温风机、电加热器及控制装置等。