尿素水解技术介绍-ks8凯发官方网站

一、技术背景

scr脱硝，还原剂可采用液氨或尿素。相比尿素，液氨虽然成本低，但对运输、储存等环节都有着更多的要求和限制。为消除厂内重大危险源，国家能源局综合室等部门多次发文，要求电力企业“积极开展液氨罐区重大危险源治理，加快推进尿素替代升级改造进度”（国能综函安全[2019]132号）。在这样的政策背景下，新建scr脱硝装置基本都以尿素作为还原剂，同时越来越多原先采用液氨作为还原剂的脱硝装置也开展了“液氨改尿素”治理工作。

尿素分解制氨有尿素热解和尿素水解两种工艺。尿素热解工艺适用于机组数量较少且调峰较为频繁的电厂，尿素水解工艺则在负荷稳定、机组规模较大的电厂更具优势。尿素水解在运行费用上更胜一筹，综合比较，已经成为新建scr还原剂系统和“液氨改尿素”的主流工艺。

二、技术原理及特点

尿素水解原理

尿素溶液在130～160℃反应温度和0.4～0.6mpa反应压力条件下发生水解反应，产生nh₃、h₂o和co₂的混合气体。尿素水解反应是尿素生产过程的逆反应，其反应由以下2步组成：

催化水解则是在普通水解的基础上，在初次投运的时候添加一种磷酸铵盐作为催化剂到水解反应器内，加快水解反应速率，响应时间可达到1min以内。其化学反应式如下：

不管是普通水解还是催化水解，综合化学反应式相同：

尿素水解特点

尿素利用率高：尿素水解系统尿素利用率可达99%以上；而尿素热解系统尿素分解成一个氨气分子和一个异氰酸分子，异氰酸在热解室的环境条件下难以完全分解为氨气，利用率只有90%左右。

响应速度快：水解反应器上部空间通常有3～5min的氨气储存量可起缓冲作用，瞬时排出的量能与脱硝所需要的量实时匹配调节，系统响应速度可达10%/min以上。

布置方式灵活：即可跟热解一样采用单元制，也可采用公用制集中布置（通常一拖二或一拖三）。

系统可靠性高：制取的氨气没有中间副产物，没有不可燃杂质进入烟气系统中，不会对scr系统的催化剂和尾部受热面产生影响；水解反应器通常采用公用制，一台水解器故障不会影响到整个脱硝系统的正常运行。

运行费用低：包括原料费用、电费、蒸汽费用、除盐水费用、维护费用等在内，尿素水解综合运行费用相当于热解的70%，在经济性上具有优势。

三、典型案例

项目名称：山西兴能发电脱硝升级改造项目尿素水解

项目规模：两台尿素水解器（互为备用），单台制氨能力1000kg/h