工作原理

尿素水解的主要反應(yīng)方程式為：\(CO(NH_2)_2 + H_2O \longrightarrow CO_2↑ + 2NH_3↑\)。在水解反應(yīng)器中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 50% 的尿素溶液在一定溫度（140 - 160℃）和壓力（0.4 - 0.6MPa）條件下，先水解出氨基甲酸銨（\(NH_2COONH_4\)），氨基甲酸銨超過 60℃會(huì)進(jìn)一步分解產(chǎn)生氨氣（\(NH_3\)）和二氧化碳（\(CO_2\)）。

系統(tǒng)組成

• 尿素儲(chǔ)存與溶解單元：包括尿素儲(chǔ)存間、斗提機(jī)、尿素溶解罐等。尿素儲(chǔ)存間存放尿素顆粒，斗提機(jī)將尿素輸送至溶解罐，在溶解罐中用除鹽水將尿素溶解成約 50% 質(zhì)量濃度的尿素溶液，同時(shí)配有蒸汽加熱系統(tǒng)防止溶液結(jié)晶。

• 尿素溶液儲(chǔ)存與輸送單元：主要有尿素溶液儲(chǔ)罐、尿素溶液輸送泵等。尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存配制好的尿素溶液，設(shè)有液面、溫度顯示儀、蒸汽加熱裝置等。尿素溶液輸送泵將尿素溶液從儲(chǔ)罐輸送至水解反應(yīng)器。

• 水解反應(yīng)單元：核心設(shè)備是尿素水解反應(yīng)器，通常采用 316L 不銹鋼材質(zhì)。飽和蒸汽通過盤管方式進(jìn)入水解反應(yīng)器為反應(yīng)提供熱量，冷凝水由疏水箱、疏水泵回收。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有氣相泄壓及液相泄壓等安全措施1。

• 氨氣處理單元：水解反應(yīng)器產(chǎn)生的含氨氣流先進(jìn)入計(jì)量模塊，然后與熱一次風(fēng)在氨氣 - 空氣混合器處稀釋，使氨氣濃度小于 5%，最后進(jìn)入氨氣 - 煙氣混合系統(tǒng)，為脫硝系統(tǒng)提供還原劑。

優(yōu)點(diǎn)

• 安全性高：相比液氨作為脫硝還原劑，不存在液氨的易燃易爆等安全風(fēng)險(xiǎn)，消除了廠內(nèi)重大危險(xiǎn)源。

• 尿素利用率高：尿素水解系統(tǒng)尿素利用率可達(dá) 99% 以上。

• 響應(yīng)速度快：水解反應(yīng)器上部空間通常有 3 - 5min 的氨氣儲(chǔ)存量可起緩沖作用，瞬時(shí)排出的量能與脫硝所需要的量實(shí)時(shí)匹配調(diào)節(jié)，系統(tǒng)響應(yīng)速度可達(dá) 10%/min 以上。

• 布置方式靈活：既可以采用單元制，也可采用公用制集中布置，如一拖二或一拖三的形式。

應(yīng)用領(lǐng)域

主要應(yīng)用于火力發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐、垃圾焚燒廠等的煙氣脫硝系統(tǒng)中，為選擇性催化還原法（SCR）脫硝提供還原劑，以去除煙氣中的氮氧化物，滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。