编号：AQ-JS-00035
( 安全技术)
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脱硝SCR液氨站改尿素制氨
技术探讨
Discussion on ammonia production from urea instead of SCR liquid ammonia station
脱硝SCR液氨站改尿素制氨技术探
讨
使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科
学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
摘要：近年来,由于尿素制氨比液氨法具有更高的安全性,在SCR 脱硝新建或改造项目中,液氨站越来越多地被尿素制氨系统取代.本文以辽宁某电厂为例,探讨与对比了尿素热解与尿素催化水解两种尿素制氨技术.从电厂长期运行角度来说,尿素催化水解制氨法更具有经济性.
选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction,SCR)是目前脱硝最常用的技术手段，它应用广泛、效率高、技术成熟。SCR常用的还原剂有三种，液氨、尿素和氨水。其中，氨水投资成本最高，液氨最低，且液氨法的脱硝运行成本也最低。因此，目前燃煤电厂投运的SCR烟气脱硝中常采用液氨作为还原剂。但是，随着科技与社会的发展，安全生产更受重视，液氨泄露的危险因素逐渐成为还
原剂选择时的重要考虑因素。而尿素作为无危险的制氨原料，可以被方便地运输、储存和使用。相应的，尿素热解制氨和尿素水解制氨技术就得到了更多的推广和应用。
由于国家要求在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造，其中氮氧化物排放浓度需满足不超过50mg/Nm3，各燃煤电厂先后进行了超低排放改造。辽宁某电厂于2013年为3#、4#机组（2×350MW）配置了烟气脱硝系统，采用液氨作为SCR工艺还原剂。借此超低排放改造的契机，也为了进一步满足工厂安全生产的要求，该电厂决定将原液氨站拆除，改造为尿素制氨系统，为3#、4#机组烟气脱硝系统提供所需的还原剂氨。
1工艺介绍
1.1尿素热解制氨工艺
尿素热解制氨工艺，是从空预器处引出约1%总风量的锅炉一次风或二次风(约300℃)。在一次风或二次风压力低的情况下，需用高温风机输送。由于热解需要在约350～650℃下进行，一次风或二次风需再次经过电加热器的加热。经过加热后的热风温度达到热解需
要的温度后，50%质量浓度的尿素溶液被喷入热解室进行热解。
尿素热解制氨工艺的反应如下：
CO(NH2)2→NH3+HNCO
HNCO+H2O→NH3+CO2
其基本原理如图1所示。
1.2尿素催化水解制氨工艺
尿素催化水解技术是在传统尿素水解工艺的基础上，提出的一种改进型尿素制氨技术。在催化剂的作用下，水解反应速率大幅提高。
尿素催化水解制氨工艺反应如下：
CO(NH2)2+2H2O→CO2+2NH4OH（1）
2NH4OH+催化剂→中间产物++2H2O（2）
中间产物→2NH3+催化剂（3）
综合反应：CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3
其基本原理如图2所示：
在温度135~160℃、压力约0.4~0.9MPa时，熔融状态的尿素
在催化剂的催化作用下进行快速水解反应，生成氨气（NH3）、CO2和水蒸气的混合气。其中NH3体积分数为37.5%，反应器出口氨气浓度较高，需要将其稀释至5%后供脱硝系统使用。稀释风为锅炉一次风或加热后的空气。近年来，该系统已越来越多地应用于大型机组，安全、稳定，技术成熟先进。
1.3尿素热解与催化水解工艺比较
2工程概况及改造方案比较
辽宁某电厂3#和4#机组BMCR工况脱硝系统入口烟气NOx 浓度为400mg/Nm3（标、干、6%O2），脱硝装置的设计效率>87.5%，SCR出口浓度为50mg/Nm3（标、干、6%O2）。脱硝超低排放改造设计需氨量为每台炉160kg/h，两台锅炉共用一个还原剂储存与供应系统。
2.1尿素溶液制备和储存系统
辽宁某电厂于2014年进行了1#、2#机组（容量2×670t/h）SNCR脱硝改造，已配套建设了一套尿素溶液制备和储存系统。厂区现有尿素溶液配制罐1个，V=10m3。如仍然需要按照1次/天的要
******有限责任公司 制氨生产线技改项目 可行性研究报告 项目名称：******有限责任公司制氨生产线技 改项目 项目单位：******有限责任公司 二O二0年十一月
目录 第一章项目单位概况 (3) 1.1 项目单位概况 (3) 1.2 主要股东及其介绍 (3) 第二章项目建设背景与必要性分析 (5) 2.1 宏观政策背景分析 (5) 2.2 项目必要性分析 (5) 2.3 必要性综述 (8) 第三章项目概况 (9) 3.1 项目名称 (9) 3.2 项目建设地点 (9) 3.3 项目建设内容 (9) 3.4 项目资金来源与构成 (9) 3.5 项目建设计划 (10) 第四章项目技术方案 (12) 4.1 现有工程概述 (12) 4.2 改造参数与运行条件 (13) 4.3 项目主要技术原理 (15) 4.4 项目工艺流程 (15) 4.5 项目设备方案 (17) 4.6 潜在失效模式及其预防方案 (21) 第五章环境影响分析 (23) 5.1 大气环境影响分析 (23) 5.2 地表水环境响分析 (24) 5.3 噪声环境影响分析 (24) 5.4 固废环境影响分析 (25) 第六章结论 (26)
第一章项目单位概况 1.1 项目单位概况 ******有限责任公司（以下简称******公司）成立于2004年06月，法定代表人为*****，注册资本为*****万元人民币，统一社会信用代码为*************。企业地址位于******市六******南路158号，所属行业为电力、热力生产和供应业，经营范围包含：热电联产机组电站的建设、经营，风力发电，太阳能光伏发电，光热、燃气、生物质电站新能源项目以及微电网的开发、建设、运营，污泥焚烧及提供相关服务，发电设备安装、维修、技术服务，港口船舶岸基供电服务，煤炭、灰渣、石膏综合利用及销售，人力资源外包服务（不含劳务派遣），不动产、设备租赁，固体废物治理（不含危险废物经营许可、废弃电器、电子产品处理）。（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动）。******有限责任公司目前的经营状态为存续（在营、开业、在册） 1.2 主要股东及其介绍 ******有限责任公司是由******公司、******公司共同投资设立的公司，是******全资子公司，******公司成立于2001年8月，2003年11月在香港联合交易所主板上市(股份代号836)。******是华润集团旗下香港上市公司，是中国效率最高、效益最好的综合能源公司之一，业务涉及风电、火电、水电、光伏发电、分布式能源、售电及综合能源服务、煤炭等领域。
尿素深度水解制氨技术在电厂脱硝系统中的应用 摘要：随着人们对安全性的重视日益提高，越来越多的脱硝系统选择尿素作为还原剂的制备原料。文章介绍了尿素合成工艺中的尿素深度水解技术经过改进，应用于SCR技术的还原剂制备系统。作为跨行业技术应用的一个探索，该技术的工程应用为脱硝还原剂制备系统提供一个新的选择。 关键词：尿素；深度水解；制氨；脱硝 随着对环保工作的重视日益提高，我国从2008年开始逐渐开展对锅炉氮氧化物排放的治理工作。2014年7月1日起，火力发电厂将执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）中表Ⅰ的排放限值，氮氧化物排放浓度控制更为严格。通过低氮燃烧技术控制氮氧化物的排放已很难满足要求，这意味着必须采取烟气脱硝的技术才能满足新环保标准的要求。由于技术成熟和高的脱硝率，选择性催化还原（SCR）技术是最主流的烟气脱硝技术，绝大部分电厂的烟气脱硝项目都采用了这种技术。 选择性催化还原（SCR）技术是通过还原剂（NH3）在适当的温度并有催化剂存在的条件下，把氮氧化物转化为空气中天然含有的氮气和水。其主要由还原剂制备系统、氨空气混合系统、氨喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。其中还原剂制备系统又分为液氨系统、氨水系统、尿素系统等。液氨是重大危险品，其运输和存储均存在较大安全风险。近年来关于液氨的安全事故频发，越来越多的脱硝系统选择尿素系统作为还原剂制备系统。本文介绍由化工行业合成氨工艺中广泛应用的尿素深度水解技术经过改进，应用于SCR工艺的尿素深度水解技术。 1 尿素深度水解系统概述 通过提高尿素溶液浓度，对工艺系统进行适当改进，由化工行业尿素深度水解制氨系统改进后应用于电厂SCR脱硝系统的尿素深度水解工艺流程如下。 尿素颗粒由斗提机送入尿素溶解罐，用除盐水或水解液进行溶解，配置成浓度约20%，温度40 ℃的尿素溶液，由尿素溶液输送泵送入尿素溶液储罐。尿素溶液由给料泵从尿素溶液储罐输送至热交换器，经水解液预热后进入水解器上部的板式塔，然后进入水解器。在水解器中，控制一定的温度压力，尿素彻底水解变为氨气和二氧化碳，以气态方式从水解器顶部进入板式塔后，进入氨气缓冲罐。而含有微量尿素的水解液从水解器底部进入分离器，经过蒸汽再次加热，将水解液中残留的尿素进一步分解，氨气进入气氨缓冲罐，水解液进入热交换器与尿素溶液换热后，经过板式水冷器冷却，排入水解液缓冲罐备用。尿素深度水解工艺流程图如图1所示。 2 尿素深度水解系统组成 尿素深度水解制氨系统主要由尿素存储车间、斗式提升机、尿素溶解罐、尿
电厂 2×300MW机组改建工程 脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 发电 2016.10
目录 脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 (1) 1、项目概况 (1) 2、尿素制氨工艺 (1) 2.1 热解制氨系统工艺 (1) 2.2 水解系统工艺 (3) 3、现场条件概况 (5) 4、尿素水解方案 (5) 4.1 尿素水解方案一 (5) 5、尿素热解方案 (5) 5.1 系统概述 (5) 5.2 主要设备 (5) 6、技术比较 (6) 6.1 尿素热解技术 (6) 6.2 尿素水解技术 (7) 7、厂用电增容改造 (7) 8、方案比较 (7) 8.1 投资费用比较 (7) 8.2 运行费用比较 (8) 8.3 方案技术经济定性对比汇总 (8) 9、结论和建议 (9) 9.1 结论 (9) 9.2 建议 (9)
1、项目概况 电厂机组容量为2×300MW，脱硝还原剂采用液氨法，脱硝系统单台机组氨耗量为127kg/h。 根据集团公司指示，需要将我厂脱硝还原剂由液氨更改为尿素方案，现就该方案更改作如下论证。 2、尿素制氨工艺 以尿素作为原料制取氨气相对于氨水蒸发及液氨蒸发技术具有较高的安全性，随近几年国家对安全运行要求的提高，已逐步代替液氨作为还原剂制备原料。尿素制氨技术目前成熟的有尿素热解和尿素水解制氨两种方法。 2.1 热解制氨系统工艺 尿素热解制氨的原理是利用辅助能源(燃油、电加热等)在650℃温度的热解炉，将雾化的尿素溶液直接分解为氨气，其反应方程式为： CO(NH 2) 2 → NH 3 ↑+ HNCO HNCO + H 2O → NH 3 ↑ + CO 2 ↑ 尿素热解制氨系统是由SNCR技术发展而来，早期的该项技术主要由美国燃料公司开发。尿素热解制氨系统由1)尿素颗粒储存和溶解系统、2)尿素溶液储存和输送系统及3)尿素热解系统组成。 在该系统中，储存于储仓的尿素颗粒由输送到溶解罐，用除盐水溶解成质量浓度为40%-60%的尿素溶液，通过泵输送到储罐进行储存；之后尿素溶液经给料泵、计 量与分配装置、雾化喷嘴等进入高温分解室，在650℃分解生成NH 3、H 2 O和CO 2 ，分 解产物经氨喷射系统进入SCR系统。尿素热解制氨系统采用单元制布置(一台热解炉产氨供一台机组)。 尿素热解制氨系统简要工艺流程如下：
酸洗酸雾系统液氨改尿素工艺设备方案 国内特钢钢管厂DeNOx装置还原剂制备及供料系统多采用液氨气化制备氨气作为还原剂。将还原剂改为尿素，能够彻底消除液氨/氨气的存储和使用安全隐患，保证酸雾的处理效果。 标签：酸洗酸雾；液氨；尿素；还原剂 1 概述 国内特钢钢管厂现有DeNOx（烟气脱硝）装置多采用氨气作为还原剂，由液氨通过气化制备氨气。由于液氨是危险化学品，受到越来越严格的管理，从运输、存储到使用，都有着许多严格的限制，且在存储和使用过程中存在诸多安全隐患，需要长期投入大量人力、物力资源进行严格的管理、维护。现有还原剂制备及供料系统已不再适合目前生产工况及后期规划，故需要对现有还原剂系统进行技术改造。对DeNOx装置还原剂系统进行技术改造，可消除还原剂在运输、存储、使用等方面的安全隐患，提高系统的安全性、易用性。 2 工艺方案 2.1 脱硝工艺简介 烟气脱硝，是指把已生成的NOx还原为N2，从而脱除烟气中的NOx，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。脱硝方法主要有：酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法、固体吸附法、电子束法、离子体活化法等。 湿法脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO2，生成的NO2再用水或碱性溶液吸收，从而实现脱硝。酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法都属于湿法脱硝。固体吸附法、电子束法、离子体活化法属于干法脱硝方法。 目前选择性催化还原法（SCR）应用非常广泛，技术成熟，该方法主要以氨气（NH3）或者尿素作为还原剂，在一定温度和催化剂的作用下，氨气有选择地将废气中NO和NO2还原为氮气及水蒸气。 尿素湿法脱硝技术基本原理：尿素湿法烟气脱硝就是采用尿素水溶液喷淋吸收烟气中的NO和NO2，并利用尿素与之反应生成氮气，从而达到烟气脱硝的目的。尿素湿法烟气脱硝的原理如下：首先，烟气中的NO和NO2在气相中生成N2O3和N2O4，具体的化学反应如下所示： 2NO+O2→2NO2
洛阳电厂 2×300MW机组改建工程 脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 洛阳发电有限公司 2016.10
目录 脱硝还原剂液氨改尿素可行性方案 (1) 1、项目概况 (1) 2、尿素制氨工艺 (1) 2.1 热解制氨系统工艺 (1) 2.2 水解系统工艺 (3) 3、现场条件概况 (5) 4、尿素水解方案 (5) 4.1 尿素水解方案一 (5) 5、尿素热解方案 (5) 5.1 系统概述 (5) 5.2 主要设备 (5) 6、技术比较 (6) 6.1 尿素热解技术 (6) 6.2 尿素水解技术 (7) 7、厂用电增容改造 (7) 8、方案比较 (7) 8.1 投资费用比较 (7) 8.2 运行费用比较 (8) 8.3 方案技术经济定性对比汇总 (8) 9、结论和建议 (9) 9.1 结论 (9) 9.2 建议 (9)
1、项目概况 洛阳电厂机组容量为2×300MW，脱硝还原剂采用液氨法，脱硝系统单台机组氨耗量为127kg/h。 根据集团公司指示，需要将我厂脱硝还原剂由液氨更改为尿素方案，现就该方案更改作如下论证。 2、尿素制氨工艺 以尿素作为原料制取氨气相对于氨水蒸发及液氨蒸发技术具有较高的安全性，随近几年国家对安全运行要求的提高，已逐步代替液氨作为还原剂制备原料。尿素制氨技术目前成熟的有尿素热解和尿素水解制氨两种方法。 2.1 热解制氨系统工艺 尿素热解制氨的原理是利用辅助能源(燃油、电加热等)在650℃温度的热解炉内，将雾化的尿素溶液直接分解为氨气，其反应方程式为： CO(NH 2) 2 → NH 3 ↑+ HNCO HNCO + H 2O → NH 3 ↑ + CO 2 ↑ 尿素热解制氨系统是由SNCR技术发展而来，早期的该项技术主要由美国燃料公司开发。尿素热解制氨系统由1)尿素颗粒储存和溶解系统、2)尿素溶液储存和输送系统及3)尿素热解系统组成。 在该系统中，储存于储仓的尿素颗粒由输送到溶解罐，用除盐水溶解成质量浓度为40%-60%的尿素溶液，通过泵输送到储罐进行储存；之后尿素溶液经给料泵、 计量与分配装置、雾化喷嘴等进入高温分解室，在650℃分解生成NH 3、H 2 O和CO 2 ， 分解产物经氨喷射系统进入SCR系统。尿素热解制氨系统采用单元制布置(一台热解炉产氨供一台机组)。 尿素热解制氨系统简要工艺流程如下：
编号：AQ-JS-00035 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 脱硝SCR液氨站改尿素制氨 技术探讨 Discussion on ammonia production from urea instead of SCR liquid ammonia station
脱硝SCR液氨站改尿素制氨技术探 讨 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 摘要：近年来,由于尿素制氨比液氨法具有更高的安全性,在SCR 脱硝新建或改造项目中,液氨站越来越多地被尿素制氨系统取代.本文以辽宁某电厂为例,探讨与对比了尿素热解与尿素催化水解两种尿素制氨技术.从电厂长期运行角度来说,尿素催化水解制氨法更具有经济性. 选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction,SCR)是目前脱硝最常用的技术手段，它应用广泛、效率高、技术成熟。SCR常用的还原剂有三种，液氨、尿素和氨水。其中，氨水投资成本最高，液氨最低，且液氨法的脱硝运行成本也最低。因此，目前燃煤电厂投运的SCR烟气脱硝中常采用液氨作为还原剂。但是，随着科技与社会的发展，安全生产更受重视，液氨泄露的危险因素逐渐成为还
原剂选择时的重要考虑因素。而尿素作为无危险的制氨原料，可以被方便地运输、储存和使用。相应的，尿素热解制氨和尿素水解制氨技术就得到了更多的推广和应用。 由于国家要求在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造，其中氮氧化物排放浓度需满足不超过50mg/Nm3，各燃煤电厂先后进行了超低排放改造。辽宁某电厂于2013年为3#、4#机组（2×350MW）配置了烟气脱硝系统，采用液氨作为SCR工艺还原剂。借此超低排放改造的契机，也为了进一步满足工厂安全生产的要求，该电厂决定将原液氨站拆除，改造为尿素制氨系统，为3#、4#机组烟气脱硝系统提供所需的还原剂氨。 1工艺介绍 1.1尿素热解制氨工艺 尿素热解制氨工艺，是从空预器处引出约1%总风量的锅炉一次风或二次风(约300℃)。在一次风或二次风压力低的情况下，需用高温风机输送。由于热解需要在约350～650℃下进行，一次风或二次风需再次经过电加热器的加热。经过加热后的热风温度达到热解需
电厂液氨改尿素改造项目可行性研究报告-2020年公用事业及环保行业重点项 目 编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
黎巴嫩贝鲁特港口发生爆炸事故，造成重大人员伤亡和巨大经济损失。国家能源局综合司发布关于加强电力行业危化品储存等安全防范工作的通知，要求如下：一是开展危化品储存安全排查工作。各电力企业要把危化品储存使用安全作为当前电力安全生产重点工作来抓，重点排查行业内液氨、氢气、氯气、燃油、燃气等罐区管网及其相关设备安全状况；二是保障危化品设备正常运行；三是提升危化品本质安全水平；各电力企业要加强危化品技术管控，落实危化品防火防爆要求。要积极实施危化品技术改造升级工程，加快推动燃煤发电厂尿素替代液氨改造，加快推动危化品系统自动化控制和安全仪表系统升级，大力提升电力行业危化品本质安全水平；四是统筹做好电力安全生产各项工作。 国务院安委会办公室召开专题视频会议，并印发通知，要求各地方、各单位坚持“人民至上、生命至上”思想，深刻汲取事故教训，防范化解各类安全风险，全力保障人民群众生命财产安全。现就进一步做好电力行业危化品储存等安全防范工作通知如下。 一是开展危化品储存安全排查工作。各电力企业要把危化品储存使用安全作为当前电力安全生产重点工作来抓，重点排查行业内液氨、氢气、氯气、燃油、燃气等罐区管网及其相关设备安全状况，对发现的缺陷隐患建档立册，制定落实整治管控和抢险救援措施，实行“一企一策”精准治理、闭环管理。 二是保障危化品设备正常运行。各电力企业要健全危化品设备设施日常运维、操作使用、安全监督等制度规程并严格执行。完善危化
品事故事件应急处置预案方案，定期组织开展实战演练。加强安全教育培训，明确危化品使用管理人员职责，增强运检操作和逃生避险能力。 三是提升危化品本质安全水平。各电力企业要加强危化品技术管控，落实危化品防火防爆要求。要积极实施危化品技术改造升级工程，加快推动燃煤发电厂尿素替代液氨改造，加快推动危化品系统自动化控制和安全仪表系统升级，大力提升电力行业危化品本质安全水平。 四是统筹做好电力安全生产各项工作。各单位要加强统筹谋划，强化协调指导，结合开展电力安全生产专项整治三年行动，突出抓好迎峰度夏、防汛救灾及恢复重建等安全生产工作。各省级政府电力管理有关部门要严格落实电力安全生产属地管理责任，各派出机构要依规履行行业监管职责，各电力企业要切实落实安全生产主体责任。各单位要齐心协力、齐抓共管、凝聚合力，共同保障电力安全生产和行业危化品安全形势持续稳定。 关于电厂液氨改尿素： 去年3月21日，江苏响水发生重大爆炸事故后，国家能源局随后发布《切实加强电力行业危险化学品安全综合治理工作的紧急通知》，将电厂的液氨改尿素脱硝提上日程。 氨气属于有毒物质，且与空气会形成爆炸性混合物，遇明火产生爆炸。国家能源局发布政策后，浙江省等多地也随后出台了相关文件，加强对电力行业液氨等重大危险源的治理工作，提高操作人员的专业化程度。浙江省去年发布的政策中明确指出：“燃煤电厂必须直接与
火电厂烟气SCR脱硝 尿素制氨新技术 孟 磊 （大唐科技产业集团有限公司，北京 100079） 摘 要:尿素催化水解制氨技术是一种新的火电厂烟气脱硝尿素制氨技术，具有能耗低、系统响应速率快等显著特点。作者探讨分析了其技术原理、工艺流程、控制策略和运行操作方式，以及技术优势和技术
图1 尿素水解工艺流程示意 1.3 尿素催化水解控制策略 尿素水解控制系统采取DCS进行控制，控制策略主要分为模拟量控制策略和连锁保护策略。模拟量控制的主要任务是保证尿素水解系统的温度、液位和压力运行在设定范围内。模拟量控制主要包括水解反应器液位控制、水解反应器温度/压力控制和氨气混合气控制。 水解反应器液位采用单回路控制系统，通过调节尿素溶液进料量来调节液位。水解反应器的温度/压力通过控制进入反应器的蒸汽流量进行调节。在反应器初次启动阶段，主要控制反应器温度。在反应器正常喷氨状态下，主要控制反应器的压力。反应器的温度和压力控制设计有切换逻辑，当满足切换条件时，将实现温度/压力控制的自动切换。氨气混合气控制的任务是根据脱硝氨气需求量控制水解反应器产生的氨气混合气，从而保证达到设定的脱硝效率。 尿素水解的连锁保护系统主要是保证水解反应器的
图2 催化水解系统主要运行参数历史趋势 New Technology for Ammonia Manufacture from Urea by Flue Gas SCR Denitration in Power Plant MENG Lei (Datang Technology Industry Group Co., Ltd, Beijing 100079, China) Abstract: The ammonia manufacture technology of urea catalysis and hydrolyzation is a sort of new technology for ammonia manufacture from urea by flue gas SCR denitration in power plants. It has obvious characteristics in low energy con sumption and rapid speed of system response. The paper probes into and analyzes the technical principle, technological flow, control strategy and operation mode as well as technical advantage and technical economy. The paper presents its application
浅谈脱硝还原剂液氨改尿素水解技术的应用高昕 发表时间：2018-01-14T15:29:40.163Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：高昕 [导读] 摘要：随着国家及地方对安全、环保政策的日益严厉，液氨作为脱硝还原剂存在着较大的安全隐患。 （石家庄良村热电有限公司河北省石家庄市 050000） 摘要：随着国家及地方对安全、环保政策的日益严厉，液氨作为脱硝还原剂存在着较大的安全隐患。而尿素水解制氨进行脱硝无论从工艺上，还是安全性上均有较大优势。本文对尿素水解制氨进行了介绍。 关键词：脱硝；液氨；尿素；水解 引言 SCR烟气脱硝技术是目前脱硝的主流技术。其采用氨气作为还原剂，在催化剂的作用下，将氮氧化物还原成氮气和水，从而达到脱硝的目的。目前，SCR脱硝制氨技术还原剂主要有三种：液氨法、尿素法、氨水法。氨水法因其用量大，运输成本高的缺点，在国内脱硝系统中尚不多见。液氨法以其简洁的工艺和投资运行费用优势而获得普遍应用。但液氨作为脱硝还原剂存在较大的安全隐患。近两年有关液氨泄漏事故频繁发生，导致了重大的人员伤亡及经济损失的后果，从而引起了国家对安全生产的高度重视，使安全生产的经济成本大幅度上升，导致脱硝使用液氨作为还原剂的成本也大幅度上升。 尿素制氨工艺虽然初期投资较高，但尿素是一种无毒无害的固体颗粒，输运、储存安全便利，对环境无害，尤其适用于距离城市、居民区较近的燃煤电厂。因此，火电厂烟气脱硝工程中尿素水解制作还原剂越来越受到重视。同时根据《火力发电厂烟气脱硝设计技术规程》DL/T 5480-2013中1.0.8 条的规定：位于大中城市及近郊区的电厂，宜选择尿素作为还原剂。因此，出于对脱硝系统安全性、危险性以及当前形势和现状，脱硝系统液氨改尿素工程的工作是非常必要的。 1 尿素制氨技术 尿素制氨工艺包括尿素水解和尿素热解。尿素水解和尿素热解工艺由于温度压力条件不同，有着不同的化学过程。 1.1尿素水解制氨原理 尿素水解技术是将饱和蒸汽通入水解器中的盘管对其加热，再通过盘管对反应器中的尿素溶液进行加热，当达到一定温度（140℃～160℃）、一定压力（0.4MPa～0.6MPa）的条件下，一定浓度（40%～60%）的尿素溶液在水解器中分解产生氨气、二氧化碳及水蒸汽，混合气以产品气和脱硝系统稀释风加热稀释后作为火电厂脱硝工艺的还原剂。 1.2尿素热解制氨原理 尿素热解技术是将经过计量分配系统后的尿素溶液由雾化喷射器喷入绝热分解室，在分解室内，利用从热一次风来的稀释风并辅以电加热器，在350～700℃温度下，完全分解雾化的尿素液滴，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。 1.3尿素水解与热解的比较 就公用系统部分( 尿素车间) 而言，尿素水解与热解制氨工艺的尿素车间大致相同，均需要尿素颗粒储存、尿素溶液配制、溶液储存及输送等环节。但由于尿素热解后分解成一个氨分子和一个异氰酸分子，而异氰酸在热解室的环境条件下难以分解为氨气，故热解系统尿素转化为氨的转化率较水解系统低。尿素热解技术的主要问题是其消耗的能量大，运行成本偏高。由于热解炉内流场、温度分布不均导致热解炉内尿素转化率低，副反应复杂，尿素消耗量大。因此，尿素水解制氨工艺更具经济性。 2 尿素水解制氨工艺 尿素的供应由运输卡车或罐车运送至尿素储存间存放，把干尿素通过气力输送设备或斗提机送入至尿素溶解罐。尿素在溶解罐中与除盐水或蒸汽疏水混合、加热、均匀搅拌，确保尿素的完全溶解(40～60％的尿素溶液)；经搅拌溶解合格的尿素溶液, 温度约60℃, 利用尿素溶液输送泵打入尿素溶液槽储存, 用尿素溶液循环泵加压送至水解换热器, 经饱和蒸汽通过盘管间接加热，在一定温度、压力下分解成氨气和二氧化碳，从水解反应器出来的产品气被热稀释风稀释成小于5%的氨气，由氨喷射装置喷入脱硝装置与烟气中的NOx 反应。该系统主要包括: 2.1尿素颗粒储存及溶解系统 尿素颗粒输送至尿素溶解罐中，用除盐水或疏水将尿素颗粒溶解、配制成40-60%的尿素溶液。配制时采用尿素溶液输送泵将溶液由溶解罐底部抽出返回上部进行循环，使溶液更好地溶解混合。溶解罐中装有盘管式加热器，当罐中溶液温度低时，开启加热蒸汽进行加热，防止结晶。尿素颗粒储存及溶解系统包括尿素溶解罐、上料系统、尿素溶液输送泵、搅拌器、排风扇等。 2.2尿素溶液储存和给料系统 尿素溶液储存和给料系统负责将配制好的尿素溶液的储存、以及将尿素溶液由尿素溶液给料泵输送至水解反应器。储罐本体采用304不锈钢。储罐为立式平底结构，装有液位计、温度计、蒸汽加热装置(保证溶液温度高于结晶温度15℃以上)等。储罐基础为混凝土结构，罐体外实施保温。包括尿素溶液储罐、尿素溶液给料泵、蒸汽加热等设备。 2.3水解系统 尿素水解系统包括尿素水解反应器模块、计量模块等。水解反应模块由一个钢结构底座、水解反应器、电气控制柜、仪表阀门、安全阀等组成的撬装设备。浓度约40-60%的尿素溶液被输送到水解反应器内，加热蒸汽通过盘管的方式进入水解反应器，加热蒸汽不与尿素溶液混合，通过盘管回流，冷凝水回收至疏水箱。水解反应器内的尿素溶液气液两相平衡体系的压力约为0.5~0.6MPa，温度约为 120~155℃。对于50%的尿素溶液进料情况下，水解反应器中产生出来的含氨气流约包含37.5%的氨气、18.7%的二氧化碳和43.8%的水蒸气，这些含氨气流首先进入计量模块，然后被加热的稀释风混合，最后进入SCR反应器进行反应，以除去烟气中的NOx。 2.4氨/烟气混合均布系统 由于尿素水解法稀释空气温度至少120℃，由于温度的上升，导致所需的实际稀释风量远大于原有液氨法制氨所需的稀释风量，因此需根据流场模拟结果对原有AIG喷氨格栅氨喷射系统进行改造，能根据烟气不同的工况进行调节，以适应机组运行要求。 每台SCR反应器设置AIG喷氨格栅，由氨/空气混合系统来的混合气体喷入位于烟道内的AIG喷氨格栅处，在注入AIG喷氨格栅前设手动调节阀，在系统投运时可根据烟道进出口检测出的NOx浓度来调节氨的分配量，调节结束后严禁随意调整。
尿素热解制氨技术在SCR脱硝中的应用 发表时间：2019-12-04T15:51:24.400Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：范子茹1 曾跃2 [导读] 摘要：在目前的热电厂工作中，尿素热解系统起着很大的作用。 1南京龙源环保有限公司江苏南京 210012 2南京国环科技股份有限公司江苏南京 210042摘要：在目前的热电厂工作中，尿素热解系统起着很大的作用。该系统在运行中具有非常高的稳定性，并且工作的效率较高，维修的成本也不高，各项指标都能够满足相应的技术要求。虽然该项技术存在一些缺陷，例如对于氨气的输出含量不能够进行准确的调节，但在进行不断的优化和改进之后，该项技术仍然是电厂脱硝的过程中最适合应用的技术。 关键词：尿素热解；制氨技术；SCR脱硝 为了在电厂工作的过程当中提高脱硝效率，在尽可能保证环保要求的条件下减少氮氧化物的排放量，达到氮氧化物排放标准，所以电厂脱硝采用了选择性催化还原SCR的技术，其中制氨技术采用尿素溶液热解法。 一、尿素热解制氨技术的原理 尿素这种化学物质在高温高压下通过一定的条件可以将其中的化学键断裂而形成氨气和二氧化碳。采用尿素作为原料制取氨气，，从原材料的运输、储存来看非常安全，随着人们安全意识的提高，近两年国内许多液氨项目改为尿素制氨，越来越多的电厂倾向于选用安全的尿素作为脱硝还原剂。尿素本身是比较方便储存的，在脱硝系统附近留一块室内空地单独堆放即可，尿素在运输的过程无危险性，且原材料的获取很方便，所以通过尿素来进行氨气的制备是目前工业中应用普遍的一项技术，从1999年便开始逐渐用尿素来制备氨气。 该项技术的工作原理是首先在系统当中加入一定浓度的尿素溶液，然后通过循环将尿素输送到分配装置当中，计量分配后通过喷射器将尿素输送到绝热分解室，在绝热分解室内通过燃烧石油柴油或者其他物质来进行温度的提升，这样被喷射出来的尿素就可以在绝热分解室里得到分解，分解出的氨气便可以进一步地输送到SCR系统当中。热解脱硝工艺流程图见图一。 图一尿素热解工艺流程图 与其他的工艺相比，采用尿素热解的工艺可以使反应物更加完全的接触，进行完全反应，并且在反应的过程中间没有其它的杂物产生，不会对系统进行堵塞。另外产生的氨气温度不会过高，在下一步继续反应的过程当中不会对工艺系统产生其他方面的影响。 二、系统的安装和运行状况 尿素热解制氨技术的关健是将尿素进行雾化，在系统安装和使用之前可以首先对系统进行喷枪雾化的实验，主要是测试喷枪的雾化效果是否能够满足系统的工艺要求。绝热分解室一般都是装在锅炉平台上，若电厂位于北方且锅炉没有外护板，那么绝热分解室在安装时需要注意将迎风面的保温厚度加大，以保证绝热分解室内部的温度，避免尿素结晶。在进行氨气的制备过程当中，要控制好尿素的流量以及尿素的传输方向以及传输时间等，对于开关的时间把握以及阀门的安装等都是重点的调试对象。在运行之前要对所有的设备进行全方面的检查，在检查完成之后，工作人员要对显示器进行检查，对于流量的调节以及开关的灵敏性和发送信号的一致性进行进一步的确认。 在目前的运行工作过中发现各项指标一般都能够达到正常标准，并且该系统的各项负荷也不会偏离。另外在系统工作时很少出现堵塞的现象，说明尿素热分解可以有效地减少系统中其他产物的产生，减少了系统的堵塞，但在系统的其他方面仍然存在着一些缺陷，比如对于尿素分解的产物不能够进行数据的全方面处理，另外尿素中仍然还有一些其他的有害物质，可能会对分解的时间和分解的速率产生一定的负面影响。所以在以后的系统工作过程当中要进一步做好检验工作。 三、系统的优化策略 为了能够对脱硝系统的工作效率进行进一步的提升和优化，在温度提升和热解风的采用方面也要进行测验，由于在燃烧中是以柴油为燃料，所以在费用方面的消耗是比较多的，为了减少工作过程中的费用消耗，脱硝采用热一次风还是热二次风，以及空气流向的控制和位置都是需要考虑的因素。 锅炉的燃烧过程当中控制风速和风力大概为15%到25%左右，所以尽可能的选择对锅炉燃烧过程消耗较小的。在热吹风工作时，对于稀释风的风压要求也大概都在1万帕以上。而由于尿素的分解是处在350度以上的高温环节，所以无论是在选择风机还是在风叶的材料上，都需要对温度有着绝对高的耐热性，处在高温下的工作设备与其他设备相比起来，寿命要更短一些，所以如果采用热一次风作为风源，就不需要再增加其他的风机了，这样便可以在很大的程度上减少能源的消耗以及机械的损坏率。 结束语：在制备氨气的过程当中，采用将尿素进行热分解的方法，具有更稳定更安全的特点。而在不断的运行过程当中，也可以发现这种技术在系统工作时，各种指标的指示都能够满足国家对于氮氧化物的排放要求。与其他制备氨气的方法相比，尿素热解法制备方法简单，安全性更高。而在以后的系统工作中，需要改进的地方也有很多，比如如何对尿素的流量以及流速进行控制以及在燃油燃烧方面如何减少费用支出，这都是在以后工作过程当中需要不断优化的。 参考文献： [1]郭超民.尿素热解制氨SCR脱硝技术在电厂的应用与优化初探[J].山东工业技术，2018（20）：190. [2]王永波，张永强，丛日强.改进型天然气加热尿素热解制氨在SCR脱硝中的应用[J].化工管理，2017（13）：99. [3]郭伟，崔宁.尿素热解制氨SCR脱硝技术在电厂的应用与优化[J].锅炉技术，2012，43（03）：77-80.
65 尿素热解制氨技术 在SCR 脱硝中的应用 赵冬贤1,刘绍培2,吴晓峰1,孟德润1 1.同方环境股份有限公司,北京 100083 2.华能北京热电有限责任公司,北京 100023 [摘 要] 介绍尿素热解制氨技术及其在华能北京热电有限责任公司SCR 脱硝中的应用情况。 半年的运行实践表明,尿素热解制氨系统运行稳定、安全,投运率高,各项指标基本能满 足SCR 脱硝技术的要求。该技术的不足之处在于氨量输出调节不便,且运行费用较高。 [关 键 词] 电厂;烟气脱硝;SCR ;尿素热解;氨气制备[中图分类号] X701[文献标识码] B [文章编号] 1002-3364(2009)08-0065-03 [DOI 编号] 10.3969/j.issn.1002-3364.2009.08.065 APPL ICATION OF UREA PY ROLYSIS TO PREPARE AMMONIA TECHNOLOG Y INTO SCR DENITRIFICATION ZHAO Dong -xian 1,L IU Zhao -pei 2,WU Xiao -feng 1,M EN G De -run 1 1.Tongfang Environmental Co Ltd ,Beijing 100083,PRC 2.Huaneng Beijing Thermal Power Co Ltd ,Beijing 100023,PRC Abstract :The technology of urea pyrolysis to p repare ammonia and it s application sit uatio n in SCR Denit rification of Huaneng Beijing Thermal Power Co Lt d have been presented.It is clear fro m opera 2tion practice in half one year t hat t he operation of t he urea pyrolysis to prepare ammonia system is sta 2ble ,safe and having high commissioning rate ,various indices all are basically satisfying t he require 2ment s of SCR denit rification technology ,t he deficiency is existing in uncovenient regulation of ammo 2nia outp ut from t his system ,and high operation expensives. K ey w ords :power plant ;flue gas denitrification ;SCR ;urea pyrolysis ;ammonia preparation 作者简介: 赵冬贤(1978-),男,甘肃武威人,工程师,在读工程硕士研究生,主要从事火力发电厂烟气脱硫脱硝的技术工作。E -m ail :zhaodongxian @t https://www.doczj.com/doc/7912954771.html, 华能北京热电有限责任公司(下称华能北京热电厂)装有4台830t/h 超高压带飞灰复燃装置的液态排渣塔式直流炉。为满足北京市环保局对电站锅炉提出的100mg/m 3的氮氧化物排放标准[1],华能北京热电厂进行了氮氧化物排放控制改造,脱硝工艺采用选择性催化还原(SCR )技术[2,3]。
热电厂S N C R尿素脱硝 方案说明 The final edition was revised on December 14th, 2020.
XXXX热电有限责任公司1×35t/h炉SNCR尿素脱硝 方案说明 目录
一、总则 脱硝装置采用选择性非催化还原法(SNCR)。当装置进口烟气中NO X的含量不大于550mg/Nm3时，保证脱硝装置出口烟气中的NO X含量不大于200mg/Nm3。 本技术说明书对脱硝系统以内所必需具备的工艺系统设计、设备选择、采购、制造、供货运输，以及建设全过程的技术指导、调试、试验、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交付投产等进行初步的说明。 二、工程概况 气象条件 宝安区属于亚热带海洋性季风型气候区，其纬度较低，太阳辐射量较大，四季温和，雨季充沛，日照时间长，年平均气温为℃，最高为℃，最低为℃，每年5~9月为雨季，年降水量为，常年主导风向为东南风，平均日照时数2120小时。 累年平均气温℃ 极端最高气温℃ 极端最低气温℃ 累年平均相对湿度 79% 累年平均风速 s 年平均雨日天 年最大降雨量 mm 年最小降雨量 mm 年平均降雨量 1926 mm
地震烈度 7度 主要设计参数 垃圾焚烧炉出口额定烟气量（运行值）： 79689 Nm3/h。 垃圾焚烧炉出口最大烟气量（设计值）： 96360Nm3/h。 垃圾焚烧炉出口额定烟温1030℃。 垃圾焚烧锅炉出口烟气成分 烟尘浓度 3000mg/Nm3。 HCl 1200(最大3300)mg/Nm3。 SOx 300(最大1400)mg/Nm3。 HF 10(最大30)mg/Nm3。 NOx 350(最大550)mg/Nm3。 Hg (最大mg/Nm3。 Cd+Ti (最大mg/Nm3。 Pb、Cu、As、Sb总量 10(最大20)mg/Nm3。 二恶英 3TEQ-ng/Nm3。 ，干烟气，标准状态。 注：以上数值的参考条件为：11%（容积比）O 2 垃圾焚烧锅炉出口烟气含水率：%。 三、设计采用的标准和规范 脱硝装置的设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等符合相关的中国法律及规范。对于标准的采用符合下述原则： 1)与安全、环保、健康、消防等相关的事项执行中国国家及地方有 关法规、标准； 2)设备和材料执行设备和材料制造商所在国标准；