1、杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司 一、氮氧化物的生成机理一、氮氧化物的生成机理 燃烧形成的燃烧形成的NOx可分为燃料型、热力型和快速型。可分为燃料型、热力型和快速型。 1、燃料型、燃料型NOx 燃烧时，空气中的氧与氮原子反应生成燃烧时，空气中的氧与氮原子反应生成NO，NO 在大气中被氧化在大气中被氧化成毒性更大的成毒性更大的NO2。这种燃料中的氮化合物经热分解和氧化反应而生。这种燃料中的氮化合物经热分解和氧化反应而生成的成的NO 称为燃料型称为燃料型NOx。燃烧产生的。燃烧产生的NOx，其中，其中7590%是燃料型是燃料型NOx。2、热力型、热力型NOx 热力型热力型NOx 是指空气中
2、的是指空气中的N2与与O2 在高温条件下反应生成的在高温条件下反应生成的NOx。以煤粉炉为例，在燃烧温度为以煤粉炉为例，在燃烧温度为1350时，几乎时，几乎100%是燃料型是燃料型NOx，但当温度为但当温度为1600时，除了反应温度对热力型时，除了反应温度对热力型NOx的生成有决定性影的生成有决定性影响外，还和响外，还和N2 浓度以及停留时间有关。过量空气系数和烟气停留时间浓度以及停留时间有关。过量空气系数和烟气停留时间对热力型对热力型NOx的生成有很大影响。的生成有很大影响。杭州中昊科技有限公司3、快速型、快速型NOx 快速型快速型NOx主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧主要是
3、指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃，与燃烧空气中的时所产生的烃，与燃烧空气中的N2 发生反应，形成的发生反应，形成的CN和和HCN化合化合物继续被氧化而生成的物继续被氧化而生成的NOx。杭州中昊科技有限公司 二、二、SCR脱硝原理脱硝原理 根据根据NOx 还原作用与还原剂的关系可以分为非选择性化还原还原作用与还原剂的关系可以分为非选择性化还原(Non-Selective Catalytic Reduction)和选择性催化还原和选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)两种。两种。 利用利用NH3做还原剂，在做还原剂，在300400温度范围
4、和一定的催化剂（铁、温度范围和一定的催化剂（铁、钒、铬、铜、钴或钼等金属氧化物）作用下，使烟气中的钒、铬、铜、钴或钼等金属氧化物）作用下，使烟气中的NOX还原为还原为无害的无害的N2和和H2O。 1979 年，世界上第一个工业规模的年，世界上第一个工业规模的SCR 装置在日本电厂投入运行。装置在日本电厂投入运行。NH3-SCR 过程通常是在空气预热器的上游将还原剂过程通常是在空气预热器的上游将还原剂NH3 注入含有注入含有NOx 的烟道气中，随后的烟道气中，随后NOx 在催化剂的作用下被还原为在催化剂的作用下被还原为N2 和水。和水。杭州中昊科技有限公司 三、三、SCR脱硝基本反应方程脱硝基本
5、反应方程NOXNH3N2H2O4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O7 N2 + 12 H2O6 NO2 + 8 NH3副作用方程式SO2 + 1/2 O2NH3 + SO3 + H2OSO3 NH4 HSO4基本反应方程式杭州中昊科技有限公司 四、四、SCR脱硝工艺说明脱硝工艺说明 典型典型SCR脱硝工艺流程：还原剂脱硝工艺流程：还原剂 (氨氨) 用罐装卡车运输，用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR 系统烟气之系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合
6、，通过喷氨格栅喷入喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去反应器中催化剂的作用下发生反应，去除除NOx。杭州中昊科技有限公司典型的烟气典型的烟气SCR系统原理图系统原理图杭州中昊科技有限公司 五、五、SCR脱硝系统组成脱硝系统组成反应器反应器/催化剂系统催化剂系统烟气烟气/氨的混合系统氨的混合系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统烟道系统烟道系统SCR的控制系统的控制系统 杭州中昊科技有限公司 五、五、SCR脱硝系统组成脱硝系统组成1、反应器、反应器/催化剂系统催化剂系统主要设备：反
7、应器，催化剂，吹灰器主要设备：反应器，催化剂，吹灰器2、烟气、烟气/氨的混合系统氨的混合系统主要设备：稀释风机，静态混合器，氨喷射格栅（主要设备：稀释风机，静态混合器，氨喷射格栅（AIG），），空气空气/氨混合器氨混合器3、氨的储备与供应系统、氨的储备与供应系统主要设备：卸料压缩机，氨蒸发器（电主要设备：卸料压缩机，氨蒸发器（电/蒸汽），氨罐，缓蒸汽），氨罐，缓冲罐，稀释槽冲罐，稀释槽杭州中昊科技有限公司 五、五、SCR脱硝系统组成脱硝系统组成4、烟道系统、烟道系统主要设备：挡板（有旁路），膨胀节，导流板，烟道主要设备：挡板（有旁路），膨胀节，导流板，烟道5、SCR的控制系统的控制系统主要设备
8、：主要设备：DCS或或PLC、仪表、控制阀、盘柜等、仪表、控制阀、盘柜等 杭州中昊科技有限公司 1、催化剂和模块、催化剂和模块 催化剂作为催化剂作为SCR脱硝反应的核心脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低。的高低。 催化剂的性能催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化无法直接量化,而是综合体现在一些参数上而是综合体现在一些参数上,主要有主要有:活性温度、几何特性参数、机械强活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。催化剂的形式有：波纹
9、板式，蜂窝式，板式催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式杭州中昊科技有限公司蜂窝式催化剂产品杭州中昊科技有限公司 2、催化剂模块、催化剂模块 每个反应器内装填一定体积的催化剂，催化剂装填量的多少，取决每个反应器内装填一定体积的催化剂，催化剂装填量的多少，取决于设计的处理烟气量、脱硝效率以及催化剂的性能。催化剂模块是商于设计的处理烟气量、脱硝效率以及催化剂的性能。催化剂模块是商业催化剂的最小单元结构，若干个催化剂模块组成箱体结构，若干只业催化剂的最小单元结构，若干个催化剂模块组成箱体结构，若干只箱体再组成催化剂层，每个反应器一般由箱体再组成催化剂层，每个反应器一般由34层的催化剂层组成的。层的催
10、化剂层组成的。 催化剂模块是商业催化剂的最小单元结构，以蜂窝催化剂为例，每催化剂模块是商业催化剂的最小单元结构，以蜂窝催化剂为例，每个模块上开有个模块上开有2222个气流口。气流孔径的大小取决于锅炉所用燃料个气流口。气流孔径的大小取决于锅炉所用燃料的种类。例如，普通的燃煤烟气脱硝催化剂采用的气流孔径为的种类。例如，普通的燃煤烟气脱硝催化剂采用的气流孔径为p=7 mm，孔壁厚，孔壁厚a1 mm。催化剂模块的断面随着设计的情况会出现变化，。催化剂模块的断面随着设计的情况会出现变化，但长度一般不超过但长度一般不超过1 m。杭州中昊科技有限公司蜂窝式催化剂模块（箱）杭州中昊科技有限公司 3、催化反应器
11、、催化反应器 3.1、反应器本体、反应器本体 催化反应器是一个与尾部烟道相连的安装催化剂和完成脱硝化学反催化反应器是一个与尾部烟道相连的安装催化剂和完成脱硝化学反应的装置，燃煤锅炉烟气脱硝的应的装置，燃煤锅炉烟气脱硝的SCR反应器都在很高的位置上垂直放反应器都在很高的位置上垂直放置置(燃天然气或燃油锅炉的反应器可以水平放置燃天然气或燃油锅炉的反应器可以水平放置)。 催化反应器通过设计合理的过渡段与烟气管道相连接，保证反应器催化反应器通过设计合理的过渡段与烟气管道相连接，保证反应器内催化还原反应充分进行，需要在上游的烟气管道中配置烟气混合装内催化还原反应充分进行，需要在上游的烟气管道中配置烟气混
12、合装置和转向导流装置。另外还需要在反应器内安装吹灰器，使催化剂保置和转向导流装置。另外还需要在反应器内安装吹灰器，使催化剂保持清洁和反应活性。持清洁和反应活性。杭州中昊科技有限公司 3、催化反应器、催化反应器 催化剂模块固定在反应器中，催化剂的支撑结构在保证牢固的情况催化剂模块固定在反应器中，催化剂的支撑结构在保证牢固的情况下还应注意排列合理，尽量减少对烟流的阻碍，以及避免产生涡流出下还应注意排列合理，尽量减少对烟流的阻碍，以及避免产生涡流出现烟气回流。现烟气回流。 反应器的本体由若干层催化剂层和承载催化剂的烟道壳体构成，反反应器的本体由若干层催化剂层和承载催化剂的烟道壳体构成，反应器的本体是
13、实现烟气中氮氧化物降解的场所。应器的本体是实现烟气中氮氧化物降解的场所。SCR反应器体积大小反应器体积大小是根据烟气条件、烟气粉尘量、燃烧介质元素成分、烟气流量、是根据烟气条件、烟气粉尘量、燃烧介质元素成分、烟气流量、NOx进口浓度、脱硝效率、进口浓度、脱硝效率、SOX浓度、反应器压降、使用寿命等决定的。浓度、反应器压降、使用寿命等决定的。 SCR反应器外壁一侧在催化剂层处有检修门，用于将催化剂模块装反应器外壁一侧在催化剂层处有检修门，用于将催化剂模块装入催化剂层。每个催化剂层都设有人孔，机组停运时通过人孔进入检入催化剂层。每个催化剂层都设有人孔，机组停运时通过人孔进入检查催化剂模块。查催化剂
14、模块。杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司 4、烟气与氨的混合系统、烟气与氨的混合系统 根据根据SCR催化剂的反应动力学原理，氨和催化剂的反应动力学原理，氨和NOx的混合程度对提高的混合程度对提高SCR工艺的脱硝效率具有极大的影响。如果还原剂和工艺的脱硝效率具有极大的影响。如果还原剂和NOx不能充分混不能充分混合，而又要达到合，而又要达到NOx排放量指标要求，则无疑将导致催化剂的用量大排放量指标要求，则无疑将导致催化剂的用量大增和氨的外逸，造成运行成本的提高和新的环境污染。增和氨的外逸，造成运行成本的提高和新的环境污染。 为了达到还原剂为了达到还原剂 和和NOx的充分混
15、合接触，最理想的状况是使还原剂的充分混合接触，最理想的状况是使还原剂的浓度分布与的浓度分布与NOx的浓度分布相一致，即在的浓度分布相一致，即在NOx的浓度高时，喷入的的浓度高时，喷入的氨也相应多一些，而在氨也相应多一些，而在NOx的浓度低时，喷入的氨也相应少一些。而的浓度低时，喷入的氨也相应少一些。而要达到这一要求就需要根据要达到这一要求就需要根据NOx的分布，反馈调整每一个喷嘴的喷氨的分布，反馈调整每一个喷嘴的喷氨量。因此，喷射系统需要做成可以调节的，通过对每一个喷嘴的喷氨量。因此，喷射系统需要做成可以调节的，通过对每一个喷嘴的喷氨量的调节，建立与量的调节，建立与NOx的通量剖面相一致的氨的
16、喷入剂量，将有助于的通量剖面相一致的氨的喷入剂量，将有助于大幅度提高脱硝效率。大幅度提高脱硝效率。杭州中昊科技有限公司 4、烟气与氨的混合系统、烟气与氨的混合系统 注氨格栅注氨格栅(AIG)是是SCR系统中的关键设备，注入的氨气在烟道中分系统中的关键设备，注入的氨气在烟道中分配的均匀性，直接关系到脱硝效率和氨的逃逸率两项重要指标。保证配的均匀性，直接关系到脱硝效率和氨的逃逸率两项重要指标。保证注入的氨气在烟道中与烟气均匀混合是选择性催化反应顺利进行的先注入的氨气在烟道中与烟气均匀混合是选择性催化反应顺利进行的先决条件。决条件。 注氨格栅的形式较多，但一般由安装在烟道垂直断面上的若干喷氨注氨格栅
17、的形式较多，但一般由安装在烟道垂直断面上的若干喷氨支管与支管上的喷嘴组成。大型燃烧设备的支管与支管上的喷嘴组成。大型燃烧设备的SCR的喷射系统中，喷嘴的喷射系统中，喷嘴达数百个之多。达数百个之多。杭州中昊科技有限公司 5、氨的贮存和供应、氨的贮存和供应 还原剂性能对比一揽表还原剂性能对比一揽表杭州中昊科技有限公司 5、氨的贮存和供应、氨的贮存和供应 5.1 贮氨罐系统贮氨罐系统 氨是一种高毒性的物质，对它的防护安全问题受到了相关职业安全氨是一种高毒性的物质，对它的防护安全问题受到了相关职业安全和健康管理部门以及环保主管部门的高度重视，各国都建立了相关的和健康管理部门以及环保主管部门的高度重视，
18、各国都建立了相关的法规对液氨的储存、运输和使用进行严格的规范与限制。法规对液氨的储存、运输和使用进行严格的规范与限制。 作为作为SCR还原剂的液氨系统包括液氨卸料压缩机、液氨储存罐、液还原剂的液氨系统包括液氨卸料压缩机、液氨储存罐、液氨蒸发器、氨气缓冲槽等，另外还必须备有喷淋设施、废水泵、废水氨蒸发器、氨气缓冲槽等，另外还必须备有喷淋设施、废水泵、废水池等附属设施，同时安装计量和监测仪表，在管理上严格遵守有关安池等附属设施，同时安装计量和监测仪表，在管理上严格遵守有关安全操作规程。全操作规程。杭州中昊科技有限公司 5、氨的贮存和供应、氨的贮存和供应 5.2 稀释风机和母管系统稀释风机和母管系统
19、 SCR脱硝系统采用的氨脱硝系统采用的氨(NH3)还原剂，其爆炸极限还原剂，其爆炸极限(在空气中体积在空气中体积%)1528%，为保证氨，为保证氨(NH3)注入烟道的绝对安全以及均匀混合，需要注入烟道的绝对安全以及均匀混合，需要引入稀释风，将氨浓度降低到爆炸下限以下，一般应控制在引入稀释风，将氨浓度降低到爆炸下限以下，一般应控制在5%以内。以内。稀释风机为氨气的稀释与混合提供空气。风机的出力按烟气最大量时稀释风机为氨气的稀释与混合提供空气。风机的出力按烟气最大量时稀释氨气所需风量来考虑，并留有裕度，混合后的氨气稀释氨气所需风量来考虑，并留有裕度，混合后的氨气/空气混合物的空气混合物的体积比在体
20、积比在BMCR工况下为工况下为5%。杭州中昊科技有限公司 5、氨的贮存和供应、氨的贮存和供应 5.2 稀释风机和母管系统稀释风机和母管系统 经稀释风机稀释后的氨气与空气实现了混合，氨气注入烟道之前，经稀释风机稀释后的氨气与空气实现了混合，氨气注入烟道之前，供氨母管沿着烟道的垂直断面又分成若干个集管，在各集管上安装有供氨母管沿着烟道的垂直断面又分成若干个集管，在各集管上安装有计量和流量调节装置，用于保证送入烟气管道中氨气满足工艺要求。计量和流量调节装置，用于保证送入烟气管道中氨气满足工艺要求。杭州中昊科技有限公司 6、SCR检测和控制系统检测和控制系统6.1 氨的注入量控制是由氨的注入量控制是由
21、SCR进出口在线的进出口在线的NOx、O2监视分析仪测量监视分析仪测量值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量来控制的。值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量来控制的。NH3监视监视分析仪监视分析仪监视NH3的逃逸率，设计上一般小于的逃逸率，设计上一般小于3%，超限则报警并自动调，超限则报警并自动调节节NH3注入量。注入量。6.2 氨贮存系统装有温度计、压力计和液位变送器，均将信号送到脱氨贮存系统装有温度计、压力计和液位变送器，均将信号送到脱硝控制系统，当储存罐内温度或压力出现高限报警时，储存罐四周安硝控制系统，当储存罐内温度或压力出现高限报警时，储存罐四周安装有工业水喷淋管线及喷头装置
22、启动，对罐体进行自动喷淋减温；当装有工业水喷淋管线及喷头装置启动，对罐体进行自动喷淋减温；当有微量氨气泄漏时也可启动自动喷淋装置，对氨气进行吸收，控制氨有微量氨气泄漏时也可启动自动喷淋装置，对氨气进行吸收，控制氨气扩散污染。气扩散污染。杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.1 反应温度反应温度() 每一种催化剂都有其充分发挥活性的反应温度范围，每一种催化剂都有其充分发挥活性的反应温度范围，SCR工艺所用工艺所用的催化剂也不例外。反应温度不仅决定反应物的反应速度，而且决定的催化剂也不例外。反应温度不仅决定反应物的反应速度，而且决定催化剂的反应活性。以目前广泛使用
23、的钒催化剂的反应活性。以目前广泛使用的钒-钛催化剂为例，反应操作温钛催化剂为例，反应操作温度大多设定在度大多设定在300400之间。如果温度过低，反应速率慢，甚至出之间。如果温度过低，反应速率慢，甚至出现了一些不利于现了一些不利于NOx降解的副反应，如铵盐的生成反应加快。如果温降解的副反应，如铵盐的生成反应加快。如果温度过高，则会出现催化剂活性微晶受高温烧结的现象，影响了催化剂度过高，则会出现催化剂活性微晶受高温烧结的现象，影响了催化剂的使用寿命。的使用寿命。杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.2 空间速率空间速率 空间速率空间速率(SV)是是SCR反应器中
24、最重要的设计参数之一。反应器中最重要的设计参数之一。SV定义为单定义为单位时间内单位体积的催化剂所能处理的单位烟气的体积量。单位为位时间内单位体积的催化剂所能处理的单位烟气的体积量。单位为h-1。反映了烟气在反映了烟气在SCR反应器内的停留时间的大小。反应器内的停留时间的大小。 空间速率大，烟气在反应器内的停留时间短，则空间速率大，烟气在反应器内的停留时间短，则NOx降解反应有可降解反应有可能不完全，这样氨的逃逸量就会比较大，同时烟气对催化剂骨架的冲能不完全，这样氨的逃逸量就会比较大，同时烟气对催化剂骨架的冲刷也大。相反，空间速率太小，则增加了催化剂的消耗量，运行的经刷也大。相反，空间速率太小
25、，则增加了催化剂的消耗量，运行的经济性下降。空间速率一般控制在济性下降。空间速率一般控制在25003500 h-1。杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.3 反应时间反应时间 反应时间即为烟气流经反应器时，在所有催化剂孔道内停留的总时反应时间即为烟气流经反应器时，在所有催化剂孔道内停留的总时间。根据定义，反应时间的计算式如下：间。根据定义，反应时间的计算式如下： t = . Vc / Qg 式中式中Qg为烟气体积流量；为烟气体积流量；Vc为催化剂体积；为催化剂体积；为催化剂孔道横截面积为催化剂孔道横截面积与催化剂整体横截面积的比率。与催化剂整体横截面积的比率。
26、杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.4 NH3/NOx 的摩尔比的摩尔比 氨氮摩尔比简称为氨氮比，它的定义是氨氮摩尔比简称为氨氮比，它的定义是SCR反应器入口烟气中氨的反应器入口烟气中氨的摩尔浓度与氮氧化物的摩尔浓度的比值摩尔浓度与氮氧化物的摩尔浓度的比值. 理论上，理论上，1mol的的NOx需要需要1 mol的的NH3去脱除，去脱除，NH3量不足会导致量不足会导致NOx的脱除效率降低，但的脱除效率降低，但NH3过量又会带来过量又会带来NH3对环境的二次污染以对环境的二次污染以及产生氨盐等腐蚀性物质。通常喷入的及产生氨盐等腐蚀性物质。通常喷入的NH3量随着机
27、组负荷的变化而量随着机组负荷的变化而变化，变化，NH3量与量与NOx脱除效率的关系必需通过现场的调试来实现。在脱除效率的关系必需通过现场的调试来实现。在设定的脱硝率下，如果喷氨调节阀的性能越好、喷氨格栅的混合性能设定的脱硝率下，如果喷氨调节阀的性能越好、喷氨格栅的混合性能越强，那么，实际越强，那么，实际NH3/NOx的摩尔比就越接近理论值。的摩尔比就越接近理论值。杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.5 SO2 转化率转化率 钒钒-钛催化剂在降解钛催化剂在降解NOx的过程中，也会把烟气中的部分的过程中，也会把烟气中的部分SO2催化催化氧化为氧化为SO3。当。当
28、SO3的转化率过高，不仅容易导致空气预热器的堵灰的转化率过高，不仅容易导致空气预热器的堵灰和后续设备的腐蚀，而且会造成催化剂中毒。因此，在和后续设备的腐蚀，而且会造成催化剂中毒。因此，在SCR运行时，运行时，一般要求一般要求SO2的转化率小于的转化率小于1%。降低。降低SO2氧化为氧化为SO3的主要措施是通的主要措施是通过改善催化剂成份来实现的，例如，在钒过改善催化剂成份来实现的，例如，在钒-钛催化剂体系中加入钨、钼钛催化剂体系中加入钨、钼等成份，可有效地抑制等成份，可有效地抑制SO2被氧化为被氧化为SO3。6.6 反应器运行压降反应器运行压降 反应器运行压降指反应器及其进出口管道的压降，主要
29、反映了烟气反应器运行压降指反应器及其进出口管道的压降，主要反映了烟气经过经过SCR反应器催化剂层后的压头损失。正常情况下，反应器运行压反应器催化剂层后的压头损失。正常情况下，反应器运行压降小于降小于1500 Pa杭州中昊科技有限公司 六、六、SCR系统工艺设计参数系统工艺设计参数6.7 NH3 逃逸率逃逸率 NH3逃逸率是指催化反应器出口烟气中所含逃逸率是指催化反应器出口烟气中所含NH3体积分数，它反映体积分数，它反映了未参加反应的了未参加反应的NH3的量。的量。 NH3逃逸率之所以受到高度的重视，主要逃逸率之所以受到高度的重视，主要有两个原因，一是逃逸了的有两个原因，一是逃逸了的NH3浪费了
30、生产成本，可能造成环境的二浪费了生产成本，可能造成环境的二次污染；二是逃逸了的次污染；二是逃逸了的NH3与烟气中的与烟气中的SO3反应生成反应生成NH4HSO4和和(NH4)2SO4等粘稠状的铵盐，粘结在空预器等下游设备上，并腐蚀这等粘稠状的铵盐，粘结在空预器等下游设备上，并腐蚀这些设备，同时增大了沿程阻力。些设备，同时增大了沿程阻力。NH3逃逸率一般控制在小于逃逸率一般控制在小于3%。减少减少NH3逃逸率的措施要通过设计合理的空间速率和逃逸率的措施要通过设计合理的空间速率和NH3 /NOx的摩尔的摩尔比来实现。比来实现。杭州中昊科技有限公司 七、关于车船用柴油机七、关于车船用柴油机urea-
31、SCR前氧化催化器SCR催化器后氧化催化器SCR控制单元Ad Blue供给装置空气供给装置杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司1、尿素水解制氨工艺：、尿素水解制氨工艺： 用溶解液泵将约用溶解液泵将约90 溶解液送入尿素溶解槽溶解液送入尿素溶解槽, 颗粒状尿素经斗式提升颗粒状尿素经斗式提升机输送到尿素溶解槽机输送到尿素溶解槽,经搅拌后经搅拌后, 配制成浓度约配制成浓度约40% 50% (w t)的尿素溶的尿素溶液液; 经搅拌溶解合格的尿素溶液经搅拌溶解合格的尿素溶液, 温度约温度约60, 利用溶解液泵打入尿素溶利用溶解液泵打入尿素溶
32、液槽储存液槽储存, 用尿素溶液泵加压至表压用尿素溶液泵加压至表压2. 6 MPa 送至水解换热器送至水解换热器, 先与水解先与水解器出来温度约器出来温度约200的残液换热的残液换热, 温度升至温度升至185 左右左右, 然后进入尿素水然后进入尿素水解器进行分解。尿素水解器的蒸汽加热方式分为直接加热和间接加热方解器进行分解。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式杭州中昊科技有限公司1.1 1.1 直接加热直接加热: 尿素水解器的操作压力为尿素水解器的操作压力为2.2MPa, 操作温度约操作温度约200 , 水解器用隔板分为水解器用隔板分为9个个小室。采用绝对压力为小室。采用绝对压力
33、为2.45MPa 的蒸汽通入塔底直接加热的蒸汽通入塔底直接加热, 蒸汽均匀分布到每个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,使呈使呈S形流动的尿形流动的尿素溶液得到充分加热与混合素溶液得到充分加热与混合,尿素分解为氨和二氧化碳。尿素分解为氨和二氧化碳。1. 2 间接加热间接加热: 将饱和蒸汽通过盘管方式进入水解反应器加热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蒸汽与尿素溶液间不混合, 气液气液两相平衡体系的压力约为两相平衡体系的压力约为1.4 2.1 MPa, 温度约温度约150
34、。从水解反应器出来的低。从水解反应器出来的低温饱和蒸汽温饱和蒸汽, 用来预加热进入水解反应器前的尿素溶液。用来预加热进入水解反应器前的尿素溶液。杭州中昊科技有限公司2、尿素热解制氨工艺、尿素热解制氨工艺 尿素粉末储存于储仓尿素粉末储存于储仓, , 由称重给料机由称重给料机( (或计量罐或计量罐) )输送到溶解罐里输送到溶解罐里, , 用除盐水将固体尿素溶解成用除盐水将固体尿素溶解成50% 50% 的尿素溶液的尿素溶液( (需要外部加热需要外部加热, , 溶液温溶液温度保持在度保持在40 40 以上以上), ), 通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐; ; 尿
35、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分解, , 生成的分解产物为氨气和二氧化碳。热解室利用柴油作为热源生成的分解产物为氨气和二氧化碳。热解室利用柴油作为热源, , 来完全分解尿素。在所要求的温度下来完全分解尿素。在所要求的温度下( 450 600 ) , ( 450 600 ) , 热解室提热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100% 100%
36、 转化率。转化率。杭州中昊科技有限公司3、尿素水解技术应用中容易发生的故障、尿素水解技术应用中容易发生的故障3.13.1腐蚀问题腐蚀问题尿素水解过程中会生成一些酸性物质尿素水解过程中会生成一些酸性物质(如氨基甲酸铵等如氨基甲酸铵等) , 氨基甲酸氨基甲酸铵会严重破坏不锈钢表面的氧化膜铵会严重破坏不锈钢表面的氧化膜, 使系统的腐蚀速度加快使系统的腐蚀速度加快,超过超过190时时, 一般的不锈钢材料一般的不锈钢材料(如如304SS)会遭受严重腐蚀会遭受严重腐蚀, 当超过当超过220时时, 即使采用即使采用钛钛( Ti)等耐腐蚀材料等耐腐蚀材料, 系统也会遭受腐蚀。系统也会遭受腐蚀。 3.2管道堵塞
37、管道堵塞 尿素水溶液受热容易生成难溶于水的缩二脲及其他缩合物尿素水溶液受热容易生成难溶于水的缩二脲及其他缩合物, 这是造成这是造成尿素水解系统易产生堵塞的原因之一。因此尿素水解系统易产生堵塞的原因之一。因此, 尿素的水溶液最好选择较尿素的水溶液最好选择较低的质量浓度低的质量浓度, 同时同时, 在系统停车时在系统停车时, 要注意尿素溶解槽缓冲罐到汽提塔要注意尿素溶解槽缓冲罐到汽提塔段管路的清洗段管路的清洗, 若未完全冲洗干净若未完全冲洗干净, 待温度升高时会造成该段管路的堵塞待温度升高时会造成该段管路的堵塞且不易疏通且不易疏通, 通常只能更换管道。通常只能更换管道。杭州中昊科技有限公司杭州中昊科技有限公司
