尿素热解脱硝技术的问题探讨

尿素热解制氨脱硝改造在燃煤电厂中运用浅析2国家能源集团浙江电力公司，浙江杭州，310000）摘要：火电机组运行排放烟气中含有的NOX需要通过SCR 法脱硝处理合格后再能排放大气，SCR 法脱硝主要成分氨气在过去十几年通常采用液氨蒸发方式产生，但由于我国规定将液氨的贮存量超过 10 t 归为重大危险源，国家要求各生产单位加大力度整治。

因此尿素制氨脱硝工艺，随之成为当今各火电企业SCR 法脱硝首选。

本文主要通过结合浙江某火电企业液氨改尿素制氨脱硝工程的案例，针对尿素制氨脱硝原理、尿素制氨脱硝系统流程以及尿素制氨脱硝生产中常见问题规避以及使用成本等方面进行了简要的阐述。

关键字：火电；SCR 法脱硝；尿素制氨脱硝；使用成本0 引言我国的能源储量是“富煤、缺油、少气”的，因此在决定了在未来较长时间内，煤电仍将是我国主体电源。

但煤电在为社会发展作出贡献的同时，也存在着对大气环境带来较大的负面影响问题。

因此我国于2014年9月出台了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，提出对我国燃煤机组全面实施节能减排升级与改造，正式明确了东、中部地区煤电超低排放的要求。

要求中明确了烟尘、二氧化硫、氮氧化物等排放物中的含量标准，史称“史上最严”《火电厂大气污染物排放标准》。

对于火电企业中各排放物，有着不同的处理设备，其中氮氧化物的处理在国内通常是采用SCR（选择性催化还原反应）法脱硝工艺，其还原剂为氨气，氨气主要源于氨水、液氨和尿素。

而现役火电机组的SCR脱硝还原剂氨气主要是液氨工艺，但液氨有毒性、易爆炸，被列为重大危险品，我国规定将液氨的贮存量超过 10 t 归为重大危险源。

2019 年 4 月发布《国家能源局综合司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》，要求积极开展液氨罐区重大危险源治理，而尿素作为无危险的制氨原料，具有与液氨相同的脱硝性能，且具有无毒安全的特点，近几年成为了火电企业SCR 法脱硝首选。

火电厂脱硝尿素烟气热解、水解工艺对比探讨摘要：尿素由于运输储存安全方便和对环境无害的特点，成为燃煤电厂SCR 烟气脱硝还原剂液氨的可靠替代品.选择合适的尿素制氨技术是SCR烟气脱硝液氨改尿素工程的关键环节.通过工程比对分析采用尿素热解和尿素水解工艺的投资费用和运行成本，探讨分析在火电厂初期投资过程中采用尿素热解和水解工艺差异。

关键词：尿素；热解；水解1.前言《危险化学品重大危险源辨识》（GB 18218—2009）规定氨的贮存量若超过10 t 即成为重大危险源。

由于前期大规模火电厂烟气脱硝改造时主要考虑投资和运行成本因素，目前国内大部分火电厂SCR 烟气脱硝采用液氨作为还原剂，而液氨储存量一般按照满足全厂机组满负荷工况运行5~7 天所需进行设计，因此火电厂氨区基本都属于重大危险源。

但随着国内电厂对安全工作要求越来越高，部分火电厂需要将烟气脱硝采用液氨更改为尿素，本文针对尿素热解和水解工艺进行对比分析，探讨那种工艺更为经济。

针对火电厂SCR烟气脱硝尿素热解项目，调研了通辽霍林河坑口发电有限责任公司#1锅炉SCR脱硝尿素法热解炉电加热器改造工程、河北大唐国际唐山热电有限责任公司2号机组脱硝尿素热解系统节能升级改造项目，就以上两个项目的调研情况进行分析，同时比选更适合高昌公司的尿素热解脱硝方案。

1.尿素水解与尿素热解工艺介绍2.1 脱硝还原剂制备主要工艺介绍目前燃煤电厂脱硝还原剂制备主要有液氨、尿素热解、尿素水解三种工艺。

本工程环评报告中明确采用尿素制氨工艺。

在此仅对尿素水解及尿素热解两种工艺进行比较分析。

2.2.水解系统尿素水解系统有意大利Siirtec Nigi公司的Ammogen工艺和美国Wahlco公司及Hamon公司的U2A工艺。

目前国内尚无Ammogen水解系统使用业绩，而U2A水解工艺国内已有电厂开始采用，如国电青山电厂、云南宣威电厂有采用美国walhco公司的U2A尿素水解工艺。

典型的尿素水解制氨系统如下图所示：尿素颗粒加入到溶解罐，用去离子水将其溶解成质量浓度为40%—60%的尿素溶液，通过溶解泵输送到储罐；之后尿素溶液经给料泵、计量与分配装置进入尿素水解制氨反应器，在反应器中尿素水解生成NH3、H2O和CO2，产物经由氨喷射系统进入SCR脱硝系统。

尿素热解制氨SCR脱硝技术的优化发表时间：2020-12-18T05:26:34.342Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第20期作者：曾毅[导读] 随着国家环保标准的不断提高，以及环保监管力度的逐年增加，电力行业的环保问题受到了广泛的关注。

贵溪发电有限责任公司江西贵溪 335400摘要：随着国家环保标准的不断提高，以及环保监管力度的逐年增加，电力行业的环保问题受到了广泛的关注。

脱硝装置是电力行业实现NOX达标排放的主要装置，而目SCR烟气脱硝技术是目前火力发电厂最常用的也是目前的主流脱硝技术。

SCR烟气脱硝技术是采用液氨作为还原剂，将氮氧化物还原成氮气和水，从而达到烟气脱硝的目的。

目前SCR烟气脱硝采用的还原剂有三种：液氨、氨水、尿素。

众所周知，液氨为无色、有刺激性恶臭、有毒的气体，属于危化品。

分子式为NH3，虽然遇到热、明火，难以点燃而危险性较低，但氨与空气混合物达到爆炸极限（16%~25%）时，遇到明火会燃烧和爆炸。

所以，液氨在运输、储存过程中，都存在很大的风险，稍有不慎容易酿成事故。

与液氨和氨水相比，尿素为白色或浅黄色结晶体，水溶液呈中性反应，且尿素是五毒、无害化学品，无爆炸可能。

在运输和储存过程中无需安全及危险性考量，更不需任何紧急程序来确保安全。

因此，从安全性和实用性综合考虑，电厂SCR烟气脱硝宜采用尿素作为还原剂。

关键词：氨；尿素；安全一、尿素热解技术原理尿素的分子式为CO(NH2)2，在高温高压条件（160~240摄氏度，2.0Mpa）或高温常压条件（350~650摄氏度，0.1Mpa）条件下，C-N键断裂分解成NH3和CO2，尿素热解的化学反应如下：（1）CO(NH2)2→NH3+HNCO(异氰酸）；（2）HNCO+H2O→NH3+CO2。

总反应式为：CO(NH2)2＋H2O＝2NH3+CO2尿素热解的过程，理论上只需要零点几秒的时间，但是在实际生产过程中，由于尿素溶液雾化程度不同，热解时间也将不同--尿素雾化粒越大的所需的热解时间就越长。

尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用引言：锅炉烟气脱硝工程是环保领域中的重要一环，其主要目的是降低锅炉烟气排放中的氮氧化物（NOx）浓度，减少大气污染对环境和人类健康的影响。

尿素热解和水解技术作为一种现代化的脱硝方法，其应用在锅炉烟气脱硝工程中逐渐受到关注。

本文将从尿素热解和水解技术的原理、应用以及优势等方面综合评估其在锅炉烟气脱硝工程中的价值和作用。

一、尿素热解和水解技术的原理1. 尿素热解技术原理尿素热解技术是利用高温下尿素分解生成氨和氰酸酯的反应过程。

尿素经过加热后产生氨气，而氨气可以与烟气中的NOx反应生成氮气和水，从而实现脱硝的目的。

2. 尿素水解技术原理尿素水解技术是将尿素与碱性溶液反应生成氨气的过程。

水解反应一般在碱性环境中进行，并通过调节反应条件和溶液浓度来实现对NOx 的脱除。

二、尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用1. 尿素热解技术的应用尿素热解技术因其简便、高效的特点在锅炉烟气脱硝工程中得到广泛应用。

通过在锅炉燃烧过程中注入尿素，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，达到减少大气污染的效果。

尿素热解技术还可以与其他脱硝技术相结合，提高脱硝效果。

2. 尿素水解技术的应用尿素水解技术是一种适用于低温、低压条件下的脱硝方法，因其操作简便、能耗低的特点受到关注。

该技术主要应用于小型锅炉和工业锅炉等烟气处理中，可以有效降低烟气排放中的NOx浓度，实现环境保护的目标。

三、尿素热解和水解技术的优势1. 高效性尿素热解和水解技术在锅炉烟气脱硝工程中具有高效的优势。

通过合理设计脱硝装置和优化工艺参数，可以实现高效的脱硝效果，使锅炉烟气排放中的NOx浓度大幅度降低。

2. 环保性尿素热解和水解技术对环境友好，其产生的副产物往往可以再利用。

在脱硝过程中，尿素经过热解或水解反应后生成的氮气、水和少量的氨气等对环境没有明显的污染。

3. 经济性尿素热解和水解技术的投资和运维成本相对较低，适用于各种规模和类型的锅炉。

尿素水解制氨脱硝系统运行中存在的问题及解决方案摘要：尿素水解制氨系统及SCR烟气脱硝系统的正常稳定运行关系到净烟气出口NOX浓度的排放是否达标。

运行中无论哪个环节出现问题都将影响最终净烟气NOX浓度的排放，针对在运行中出现的污染除盐水、氨气带水、喷氨分管堵塞、氨气管道伴热效果差等问题进行分析，从整体制约因素、设备特性、操作方法等方面入手，分析整个系统中各问题的因素，并根据设备实际情况，提出了相应的控制以及解决方案，确保系统安全可靠运行。

关键词：脱硝运行分析对策0引言：目前在各火力发电厂烟气脱硝技术主要有SCR 和SNCR。

两种烟气脱硝技术还原剂均可为液氨、氨水及尿素，液氨属于危险品，目前发展到今天为了安全方面考虑多数电厂逐渐认可尿素用于还原剂，尿素作为还原剂制氨主要有热解与水解两种方式。

尿素水解制氨系统因其安全、稳定、可靠、运行费用低，逐渐成为尿素制氨系统的主流技术。

本文针某电厂使用的由四川晨光工程设计院设计安装的尿素水解制氨系统，从2012年投入运行到现在，在运行中逐渐暴露出的一些问题，进行分析及提出解决方案。

1某电厂330MW热电联产尿素水解制氨脱硝系统简介1.尿素水解制氨系统尿素水解反应是尿素合成反应的逆反应。

利用这个原理将尿素水解就可以制得气氨，同时产生气态二氧化碳，其反应式为：CO(NH2)2+H2O = 2NH3+CO2尿素溶液是亚稳性的，在60℃以下，分解速度几乎为零，至100℃左右速度开始提高，在145℃以上尿素的水解速度急剧的加快。

尿素的水解率随温度升高而增大，随停留时间的增加而增大。

尿素的水解率还与溶液中氨含量和尿素溶液的浓度有关：氨含量高的尿素溶液较氨含量低的尿素溶液的水解率低，溶液中尿素浓度低则水解率大。

1.SCR脱硝系统该厂脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，高灰型SCR布置方式（即SCR反应器布置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间），不设旁路。

每台锅炉机组配置1套氨稀释系统，#1、#2机组分别设置两台稀释风机，一运一备，稀释风取自锅炉热二次风联络母管。

200MW机组锅炉尿素热解脱硝存在问题及应对策略作者：高兴慧来源：《科学与财富》2018年第14期摘要：针对我公司1、2号炉尿素热解脱硝系统热解炉易结晶、尿素耗量偏高等问题深入分析，进行了脱硝系统改造及优化运行。

通过改变稀释风取风口、缩短喷氨格栅管路、完善保温等措施，提高热解炉出口温度，解决了脱硝系统效率低、尿素消耗量大的问题。

关键词：稀释风；热解炉；喷氨格栅；保温1 尿素热解脱硝系统主要存在问题公司1号锅炉为哈尔滨锅炉厂设计生产，锅炉型号为HG-670/140-YM14型，属于超高压、大容量、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉。

根据最新《中华人民共和国环境保护法》要求，针对我公司现有火力发电机组烟气中NOx达标排放问题，对烟气系统进行改造。

为满足国家环保要求，公司于2014年和2015年分别进行了6台锅炉脱硝系统及配套工程改造，1、2号炉配套设置的尿素热解脱硝系统，3～6号炉为尿素水解脱硝系统，改造后，在机组正常运行时氮氧化物均实现达标排放。

1号锅炉尿素热解脱硝及配套工程改造，采用尿素热解脱硝工艺。

脱硝反应系统主要是由烟气系统、尿素制备系统、尿素热解系统、SCR反应器、氨喷射系统、吹灰系统组成。

干尿素按比例加入合适温度的除盐水，制成 50% 质量浓度的尿素溶液，然后通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐；高流量循环模块，通过变频循环泵把储罐中尿素溶液输送到计量与分配装置，其中未使用的部分尿素返回到尿素溶液储罐；计量与分配装置根据锅炉不同负荷的要求，自动控制并分配给4只雾化喷枪，然后喷入热解炉，稀释风机由空气预热器抽取热风送入热解炉加热，由电加热控制系统控制热解炉达到热解所要求的温度，雾化后的尿素液滴在热解炉内分解，生成氨气、水、二氧化碳，分解后的氨由稀释风稀释到低于5% 氨浓度的混合气体送到氨喷射系统，通过36路喷氨格栅与烟气均匀混合后流经催化剂加速催化还原反应，完成烟气脱硝过程。

尿素热解系统原理及常见缺陷处理尿素热解系统是一种将尿素转化为氨气和二氧化碳的技术，是一种高效、低成本的处理尿素废气的方法。

尿素热解系统利用高温催化剂，将尿素在300-500℃的高温下热解，形成氨气和二氧化碳，进而净化废气，达到环保效果。

尿素热解系统的原理是通过加热将尿素分解，同时加入催化剂，催化剂能够加速尿素分解反应，将尿素转化为氨气和二氧化碳。

在热解反应过程中，氨气和二氧化碳被一起排放出去，有效地净化了废气。

然而，尿素热解系统在实际应用过程中也存在一些常见缺陷，以下是其中的几点：1、催化剂失效催化剂的化学性质和活性会随着使用时间和使用环境而逐渐发生变化，催化剂失效会导致尿素热解反应速率降低，从而影响氨气的净化效果。

针对这种情况，需要对催化剂进行定期的检测和更换，以保证尿素热解反应的高效性。

2、温度控制不准确尿素热解反应需要在一定的温度范围内进行，若温度过高，催化剂容易过热熔化；若温度过低，反应速率也会变慢。

因此，温度的控制非常关键。

针对这种情况，可以对尿素热解系统进行温度定时监测和控制，保持反应处于最优条件下，这样可以提高氨气净化效率。

3、热解产物的副反应在尿素热解反应时，氨气和二氧化碳是目标产物，但是热解反应也容易产生其他副反应产物，如一氧化碳、甲醛、丙酮等有毒有害物质，这些物质会对环境和人体健康造成危害。

针对这种情况，可以进行热解产物的监测和分析，采取相应的处理措施，有效减少有害物质的排放。

总之，尿素热解系统是一种成熟的废气处理技术，利用其高效、低成本的优势，能够有效净化废气。

针对其常见缺陷，需要加强系统监测和维护，以保障其高效、稳定地运行，保护环境，维护人体健康。