尿素脱硝课件

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1、背景随着国内的经济发展,燃煤电厂锅炉烟气排放的指标控制越加严格,燃煤电厂烟气污染物的排放越来越受到国家和社会的广泛关注。锅炉烟气脱硫技术已在国内燃煤电厂全面实施,锅炉烟气脱硝技术在北京市已全面普及,在国内其它地方也逐渐推广,作为脱硝还原剂液氨的运用由于受到安全、地域等因素的限制,尿素热解和水解制氨技术逐渐受到青睐,将为许多用户提供选择。国内情况液氨、氨水及尿素均可作为烟气脱硝还原剂,脱硝还原剂的选择主要从安全与经济角度考虑。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

2、为脱硝还原剂使用。鉴于液氨和氨水的上述危险因素和部分火力发电厂地处的特殊位置,国内某发电厂早在2007年就开始采用尿素热解制氨工艺,并在该厂的二期工程中着手研究尿素水解技术应用的可能性。目前国内已经有多家电厂在脱硝工程中采用尿素热解技术,并且取得了成功的应用经验。尿素热解原理尿素的分子式为CO(NH2)2,亦称脲。对热不稳定,加热至150～160℃将脱氨成缩二脲,若迅速加热将完全分解为氨气和二氧化碳。主要反应式:CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2主要工艺流程尿素粉末储存于储仓,由称重给料机(或计量罐)输送到溶解罐里,用除盐水将固体尿素溶解成50%

3、的尿素溶液(需要外部加热,溶液温度保持在40℃以上),通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐;尿素溶液经由给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室,稀释空气经加热后也进入分解室。雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解,生成的分解产物为氨气和二氧化碳,分解产物经由氨喷射系统进入脱硝烟道。热解室利用柴油作为热源,来完全分解尿素。在所要求的温度下(450℃～600℃),热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100%转化率。热解室的容积是依据尿素分解所需的体积来确定。热空气将通过燃烧器控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素经过喷射器注入到热空气,尿素的添加

4、量是由SCR反应器需氨量来决定的,负荷跟踪性将适应锅炉负荷变化要求。系统在热解室出口处提供空气/氨气混合物。氨/空气混合物中的氨体积含量小于5%。尿素水解技术介绍作为应用于脱硝目的的水解技术在1999年才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SafeDeNOx法三种。水解原理尿素有水解作用,在一定的温度条件下能水解生成氨和二氧化碳。主要反应式:CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2尿素水解主要工艺流程用溶解液泵将约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%

5、(wt)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2.6MPa送至水解换热器,先与水解器出来温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。加热方式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。①直接加热:尿素水解器的操作压力为2.2MPa,操作温度约200℃,水解器用隔板分为9个小室。采用绝对压力为2.45MPa的蒸汽通入塔底直接加热,蒸汽均匀分布到每个小室。在蒸汽加热和不断鼓泡、破裂的蒸汽、水流搅拌作用下,使呈S形流动的尿素溶液得到充分加热与混合,尿素分解为

6、氨和二氧化碳。②间接加热:尿素水解制氨U2A法将饱和蒸汽通过盘管方式进入水解反应器加热,蒸汽与尿素溶液间不混合,气液两相平衡体系的压力约为1.4～2.1MPa,温度约150℃。从水解反应器出来的低温饱和蒸汽,用来预加热进入水解反应器前的尿素溶液。尿素水解和尿素热解技术经济性比较尿素水解技术方案在前期投资略低于尿素热解技术方案在运行成本方面却远低于后者,主要在于尿素热解技术需要消耗大量的燃油。结语由于尿素相对于液氨具有的安全性,尿素分解制氨技术在国内逐渐为更多的用户选择,并且由于专业技术人员的不断应用创新和技术改造,尿素热解和水解需要的能源逐渐被电厂低品质

7、的能源代替,尿素热解和水解的运行成本将会降低到一个更加合理的水平,其应用会逐渐得到推广。