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收稿日期：2018-07-16作者简介：马瑞（1985-），男（满族），辽宁兴城人，工程师，硕士。
尿素溶液烟道直喷系统热解特性的数值研究马瑞，杨硕，高宇，王国峰（沈阳工程学院能源与动力学院，辽宁沈阳110136）摘要：为了研究尿素溶液烟道直喷热解技术的可行性，采用数值模拟的方法对某脱硝烟道系统的流场进行数值计算与分析。
结果表明，温度、反应时间、烟道长度是影响尿素溶液热解的关键参数。
随着温度的升高，尿素溶液分解较为完全，烟气温度的提升对尿素溶液热解起促进作用，在工程应用中烟气温度需大于350℃，烟道长度大于40m 。
尿素溶液液滴平均粒径对尿素热解影响较小，当液滴粒径小于0.1mm 时，随着粒径尺寸的增加，尿素溶液在烟道内的反应时间会相应延长。
关键词：尿素溶液；SCR ；烟道直喷中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1673-1603（2019）01-0040-04DOI ：10.13888/ki.jsie （ns ）.2019.01.009第15卷第1期2019年1月V ol.15No.1Jan.2019沈阳工程学院学报（自然科学版）Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ）NO x 是电站锅炉排放的污染物之一，会随着大气流动，以酸雨的形式降落到地面，其危害程度要比硫酸型酸雨更强[1-3]。
因此，各大电厂通过脱硝装置对烟气中的NO x 进行处理，以达到减少污染的目的。
目前，主要的脱硝方法有低氮燃烧技术、SNCR （Selective Non-Catalytic Reduction ）和SCR （Selec-tive Catalytic Reduction ）。
其中，SNCR 和SCR 是通过氨基与NO x 反应生成N 2和H 2O [4-5]，常用的氨基有氨水、液氨和尿素。
以尿素作为氨基的方法应用比较广泛，主要是其具有易存储、易制备、易运输等特点。
目录一、概述 (2)二、技术介绍 (2)2.1尿素水解制氨技术 (2)2.2尿素热解制氨技术 (3)三、应用现状 (4)3.1尿素热解技术 (4)3.2 尿素水解技术 (5)四、投资、运行费用比较 (6)4.1设备投资、安装费用比较 (6)4.2 运行费用比较 (6)五、结论 (6)关于尿素水解制氨和尿素热解制氨的工艺介绍及技术、经济比较一、概述“十二五”期间国内建设了大量的烟气脱硝装置，其还原剂制备系统主要由液氨蒸发、氨水汽化、尿素制氨三种方式，随着国内民众和企业安全意识的加强，加上国内危化品运输、储存、使用事故层出不穷，尿素制氨技术因其不需要装卸、运输、储存危险化学品、装置占地面积小、运行安全稳定可靠，逐渐成为电厂选择脱硝还原剂制备系统的主流技术。
尿素是氨的理想的来源。
尿素(CH4N2O)为无毒无味的白色晶体或粉末，是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，其理化性质较稳定，应用于农业及工业领域，其运输和储存和管理均不受国家和地方法规的限制。
尿素是一种稳定、无毒的固体物料，对人和环境均无害；可以被散装运输并长期储存；不需要运输和储存方面的特殊程序，它的使用不会对人员和周围社区产生不良影响。
但固体颗粒尿素容易吸湿，当空气中的相对湿度大于尿素的吸湿点时，它就吸收空气中的水分而潮解，尿素在储存过程中极易吸潮板结，需采取措施防止吸湿结块的情况发生。
尿素制氨技术中根据其反应机理和核心反应设备的不同分为尿素水解制氨和尿素热解制氨二种技术。
先分别介绍及对比如下：二、技术介绍2.1尿素水解制氨技术尿素水解制氨工艺的原理是尿素水溶液在一定温度下发生水解反应，生成的气体中包含氨气和二氧化碳。
其化学反应式为：NH2-CO-NH2＋ H2O → 2NH3↑＋ CO2↑尿素水解制氨系统由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)尿素水解系统组成。
尿素颗粒在尿素溶解罐中配置成约50%浓度的尿素溶液，随后尿素溶液储存在尿素溶液储罐中以供电厂使用。
摘要：随着国家能源局《电力行业危险化学品安全风险集中治理实施方案》对火电厂液氨改尿素工程时限的明确，尿素制氨在火电厂脱硝控制系统中的应用越来越广泛。
热解尿素法是尿素制氨工艺的一种，现通过对其在某电厂中的运行现状进行分析，提出SCR出口氮氧化物采用多点取样测量方式，并结合改进型基于氨氮摩尔比的串级PID脱硝控制策略进行优化，同时设置两侧SCR反应器出口氮氧化物调平控制回路。
最终通过实施，有效降低了该厂氨单耗，达到了节能降耗的目标。
关键词：热解尿素；脱硝控制；节能0 引言近年来，国家环保标准逐渐提高，监管力度也不断加大。
氮氧化物作为火电厂烟气中的一种主要污染物，一直是火电厂环保治理的重点。
目前，火电厂脱硝治理主流方法为SCR脱硝技术，其一般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。
火电厂制备氨气主要有液氨法、水解尿素法和热解尿素法。
液氨法由于其危险性，目前正在进行改造、替代。
根据国家能源局印发的《电力行业危险化学品安全风险集中治理实施方案》要求，全国公用燃煤电厂的液氨一级、二级重大危险源尿素替代改造工程要于2022年12月底前完成，液氨三级、四级重大危险源尿素替代改造工程要于2024年底前完成。
某火电机组采用热解尿素法制备氨气、SCR脱硝方式。
1 热解尿素法制氨系统概况尿素热解系统主要包括尿素溶液制备输送系统、热解炉系统、压缩空气系统，如图1所示。
尿素溶液制备输送系统将尿素颗粒用一定比例的除盐水溶解，并储存于尿素溶液储罐。
尿素溶液输送泵将尿素溶液储罐中的尿素溶液输送至计量分配装置，经计量分配后由尿素溶液喷枪雾化后进入热解炉分解为氨气，尿素溶液喷枪投入数量根据尿素消耗量实时调整。
热解炉热源采用电加热热一次风方式，将雾化进入热解炉的尿素溶液快速分解为氨气、水和二氧化碳，并经机组供氨母管输送至A、B侧SCR反应器。
压缩空气用于尿素溶液的雾化和尿素喷枪的密封，由厂区仪用压缩空气管网提供。
尿素热解法制氨流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范文尿素热解制氨是一种重要的化工工艺，广泛应用于氨肥生产。
在这个工艺中，尿素作为原料通过热解反应分解为氨气和二氧化碳。
然而，这个工艺中存在一些安全隐患和能源浪费问题。
为了确保尿素热解制氨工艺的安全运行和节能优化，需要加强安全管理和工艺改进。
首先，为了确保尿素热解制氨工艺的安全运行，需要加强安全管理措施。
首先，应完善安全生产责任制，明确各级管理人员的职责和权限，加强安全生产的监管和管理。
其次，应加强员工的安全培训和教育，提高员工对安全事故的防范意识和应急处理能力。
同时，应建立健全完善的安全操作规程，规范生产操作流程，减少操作失误和意外事故发生的可能性。
另外，应加强设备的维护和检修，及时发现和修复设备存在的安全隐患，确保设备的安全可靠运行。
同时，为了优化尿素热解制氨工艺的能源利用，需要进行工艺改进和节能措施的实施。
首先，可以考虑使用催化剂来提高反应效率和降低反应温度。
催化剂可以加速反应速率，降低反应温度，从而减少能源消耗和副产物的生成。
其次，可以考虑采用换热器来进行废热回收。
通过废热回收，可以将反应过程中产生的热量有效利用，减少能源浪费。
另外，可以考虑改进产品分离和净化工艺，以提高产品纯度和减少产品损失。
为了进一步提高尿素热解制氨工艺的能源利用水平，可以考虑使用先进的过程控制技术和自动化设备。
通过智能化的过程控制系统，可以实现对工艺参数的精确控制，优化反应条件，提高反应效率。
同时，可以利用自动化设备实现对生产过程的全面监控，及时发现和解决问题，减少能源浪费和损失。
总之，尿素热解制氨工艺的安全运行和节能优化是关乎生产安全和经济效益的重要问题。
通过加强安全管理和工艺改进，可以降低安全风险，提高生产效率，减少能源浪费，优化生产过程。
在未来的工作中，需要不断探索创新，积极应用新技术，完善管理制度，不断提高工艺技术水平，实现尿素热解制氨工艺的安全、高效和可持续发展。
尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范文（二）尿素热解制氨是一种重要的化学工艺，在工业生产中具有广泛的应用。
尿素热解制氨系统方案首先，尿素热解制氨的系统方案包括尿素供给系统、加热系统、分解系统和分离系统。
尿素供给系统：该系统包括尿素储存罐和供给管道。
尿素以固体形式储存在罐内，通过供给管道输送到加热系统。
加热系统：该系统用于加热尿素至分解温度。
加热系统主要包括加热器、传热介质循环系统和控制系统。
加热器通过传热介质（如热油）将热量传递给尿素，使其达到分解温度。
传热介质循环系统负责将热油循环供给加热器，使其保持恒定的温度。
控制系统用于监测和控制加热系统的温度和压力，以确保系统运行的安全性和稳定性。
分解系统：该系统用于通过加热将尿素分解为氨和二氧化碳。
分解系统主要包括分解器、催化剂和尾气处理系统。
分解器内设置有催化剂床，通过催化剂的作用，可在较低的温度下实现尿素的分解反应。
尿素经过分解反应生成的氨和二氧化碳混合物称为原气体。
尾气处理系统用于处理原气体中的二氧化碳和其他有害物质，以防止对环境造成污染。
分离系统：该系统用于将分解反应生成的原气体中的氨和二氧化碳分离。
分离系统主要包括氨分离器和二氧化碳回收器。
氨分离器通过调整温度和压力，使氨在分离器内沉积和凝结，形成液状氨，然后通过泵送系统输送到储氨罐。
二氧化碳回收器主要用于回收并循环利用原气体中的二氧化碳。
此外，尿素热解制氨系统还应包括废气处理系统和废水处理系统。
废气处理系统用于处理分解系统和分离系统中产生的废气，以净化气体排放和防止对大气造成污染。
废水处理系统用于处理尿素供给系统和分离系统中产生的废水，以防止对环境和水资源造成污染。
总之，尿素热解制氨系统方案包括尿素供给系统、加热系统、分解系统、分离系统、废气处理系统和废水处理系统。
该系统方案能够高效地将尿素转化为氨，具有较高的产氨率和较低的能耗。
然而，在实际应用中，还需要根据具体的生产要求和工艺条件进行进一步优化和调整。
某电厂尿素热解脱硝装置燃烧异常分析李想发表时间：2018-05-11T17:11:21.347Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：李想[导读] 摘要：尿素热解制氨的SCR烟气脱硝方法因其运行风险系数低在燃煤电厂脱硝领域有较多运用。
（广州发电厂有限公司 510160）摘要：尿素热解制氨的SCR烟气脱硝方法因其运行风险系数低在燃煤电厂脱硝领域有较多运用。
本文通过分析某电厂尿素热解脱硝装置燃烧异常事件，提出针对性防范措施，从而保证尿素热解脱硝装置及SCR系统的正常运行。
关键词：SCR；燃烧；尿素热解；结晶；三聚氰酸；氨气爆燃1 前言SCR选择性烟气脱硝法作为目前最成熟可靠的火电厂烟气脱硝技术在国内各燃煤电厂有着广泛的应用。
特别是SCR选择性烟气脱硝法与低氮燃烧技术相结合，能大幅降低燃煤电厂烟气中氮氧化物的浓度，故大量应用于超低排放改造中。
SCR选择性烟气脱硝法基本原理为：利用氨气在350-400度的条件下，在碱基催化剂金属的环境下，与烟气中的氮氧化物发生反应，生成氮气和水。
其反应还原剂氨气主要有液氨蒸发、尿素水解及尿素热解等方法获得，尿素热解因其系统占地小，环境风险系数低，在脱硝系统改造中有一定的优势。
本文以分析某电厂在机组的SCR脱硝超低排放改造中，采用的尿素热解制氨的工艺方法，在实际运行中遇到的异常为出发点，总结尿素热解制氨SCR脱硝工艺中的控制要点，以保证该种工艺脱硝系统的安全稳定运行。
2 现状某电厂于2016年完成烟气SCR脱硝的超低排放改造，技术方案采用尿素溶液热解制氨的选择性催化还原法脱硝。
主要工艺流程为：50%浓度尿素溶液经尿素给料泵进入各炉的脱硝系统，由计量分配模块控制，尿素溶液与压缩空气混合喷入热解炉内，热解产生氨气经稀释风机稀释送入SCR反应器内进行脱硝反应。
脱硝系统改造后性能指标能达到并优于超低排放标准。
2.1 异常现象#4炉SCR脱硝装置在7月26日14：55突然出现热解炉内部压力突升至5100Pa，稀释风机流量和电流下降，经转换稀释风机及降低尿素溶液给料量运行约8小时后，热解炉内压力下降至3000Pa左右，27日3：25该炉热解炉内压力开始逐渐升高，4：11热解炉出口温度升高至537℃并保持不变，电加热器保护跳闸。
2018年国家技术发明奖提名项目
公示内容
一、项目名称：尿素热解制氨关键技术及其产业化
二、提名单位意见：
大气污染物治理一直是环境保护领域的重点，其中氮氧化物的安全高效脱除是一个难点。
该项目通过系统研究，掌握了尿素热解制氨核心参数，开发了独立的工艺计算软件包，发明了尿素热解制氨装置，形成了尿素热解制氨关键技术，实现了产业化。
该项目打破了国外技术垄断，作为自主知识产权技术，有效降低了国内应用烟气脱硝工程的成本，促进了国内环保产业的发展。
项目获得了多项原创性成果，技术经济指标先进；获授权发明专利10项，实用新型专利8项。
项目成果作为一种先进的在线制氨技术，可以在多个领域进行液氨脱硝替代，应用前景广阔。
成果已实现产业化并应用于烟气脱硝、除尘等工程。
项目获得了媒体、同行和用户的高度评价，取得了较大的经济和社会效益。
该项目于2015年获北京市科学技术奖二等奖，对照国家技术发明奖授奖条件，提名该项目申报2018年国家技术发明奖二等奖。
提名单位：北京市科委。
三、项目简介：
大气污染物治理一直是环境保护领域的重点，其中氮氧化物的安全高效脱除是一个难点。
传统方法采用液氨为原料，产生氨气作为减排氮氧化物的还原剂。
但是液氨属于危险化学品，超过10t即为重大危险源，其在运输、储存和使用时都有可能发生危险，国内曾经发生过多起液氨事故，造成重大人身伤亡。
采用尿素为制氨原料可以达到与液氨相同的脱硝性能，无毒且使用安全。
尿素脱硝技术可作为一项普遍适用的氮氧化物治理技术应用于大气环保领域。
但长期以来，尿素热解制氨技术被国外所垄断。
因无有效竞争，致使国内采购尿素热解制氨装置的费用一直居高不下，还要交纳高昂的技术使用费，其价格很大程度上决定着烟气脱硝工程造价，制约着国内烟气脱硝工程的实施。
在此背景下，中国大唐集团公司统筹规划，大唐环境产业集团股份有限公司具体牵头，联合东南大学、大唐洛阳热电有限责任公司组成产学研合作团队，对尿素热解制氨关键技术进行了自主攻关。
项目从“基础理论”、“小型试验”、“中试试验”、“计算机CFD模拟”、“示范工程”和“商业化应用”六个方面进行研究，掌握了尿素热解制氨核心参数，开发了独立的工艺计算软件包，发明了尿素热解制氨装置，形成了尿素热解制氨关键技术，实现了产业化。
项目获授权发明专利10项，实用新型专利8项。
主要技术发明点如下：
（1）提出了一种尿素热解反应中引导气流形成二维流场的方法，发明了一种尿素热解反应器装置。
通过特殊的流场结构，可以防止尿素溶液粘避结晶，雾化分解效率高。
（2）揭示了尿素溶液热解传热传质过程，定性定量得出了能量条件，开发了物料及能量平衡计算软件，通过了多套工程的验证，完全可以指导实际工程应用。
（3）发明了逆流式尿素热解制氨装置及方法；发明了蜗壳进气旋流式尿素热解制氨装置及方法；发明了切圆进气式尿素热解制氨装置。
实现了多种尿素热解制氨技术方案的联合应用，提高了适用性。
（4）揭示了尿素溶液液滴在热解炉内部的时程关系和运动规律，发现了热解炉内循环回流区的存在，提出了避开内循环回流区的方法，解决了尿素溶液回
流的问题。
得出了尿素热解转化率数据：尿素溶液从喷入热解炉开始，在1s内有90%以上转化为氨气，在2s内有96%以上转化为氨气，在4s内可以达到接近100%的转化率。
项目打破了国外技术垄断，成果已经获得了9套应用，有效降低了国内采购成本，取得了较大的经济和社会效益。
成果先后获得《科技日报》和IEEE SPECTRUM 《科技纵览》的报道。
四、客观评价：
1.成果鉴定：2014年9月2日，中国电机工程学会在北京组织召开了项目成果鉴定会：“项目研究取得诸多创新成果，形成具有自主知识产权的尿素热解制氨成套技术，通过了工程验证，技术达到国际先进水平”。
（中电机鉴【2014】第111号，附件
2.8-1、附件2.8-2、附件2.8-3）
2.检测报告：
根据“大唐洛阳热电有限责任公司5号机组烟气脱硝装置性能试验报告”，报告显示：在入口Nox浓度达到设计值时，出口Nox浓度小于设计值，并且尿素耗量小于设计值，符合设计要求。
（附件2.9-1、附件2.9-2）
3.同行评价
IEEE SPECTRUM《科技纵览》杂志于2016年5月刊登了项目成果，并给予了评价：积极实现关键技术产业化，提升自主知识产权技术的市场占有率，提高重大科技成果的转化能力。
（附件2.10-1、附件2.10-2、附件2.10-3）
4.媒体报道
2015年11月12日，《科技日报》对项目成果进行了报道，指出“通过不断
的科技开发和应用，项目研制的尿素热解制氨技术已经转化为成熟可靠的商业化技术，为我国的脱硝环保行业注入自主创新技术，为祖国的节能减排作出贡献，形成良好的社会效益。
”（附件2.11）
5.获奖情况：
项目部分成果获得2015年度北京市科学技术奖二等奖；2014年度（首届）中国电力创新奖二等奖。
（附件2.12、附件2.13）
6.典型用户评价
项目示范工程应用单位“大唐洛阳热电有限责任公司”对项目成果应用作出完整评价如下：
大唐洛阳热电有限责任公司（2x320MW）5号亚临界机组，脱硝装置使用选择性催化还原法（SCR），采用尿素热解法制备脱硝还原剂。
在设计煤种、锅炉BMCR 工况、处理100%烟气量条件下，性能试验期间，在入口Nox含量在500mg/Nm3时，脱硝总效率大于86%（性能试验考核时）。
催化剂层数按“2+1”层方案进行设计，脱硝工程由大唐环境产业集团股份有限公司承建，尿素热解制氨装置由大唐环境产业集团股份有限公司自主研发、设计、供货、安装和调试。
5号机组脱硝工程于2014年6月7日顺利通过168试运行，在试运行期间，尿素热解制氨装置能满足机组脱硝对氨气的需求，系统响应速率完全满足机组变工况的要求，并且尿素分解率和尿素耗量都达到了设计要求。
尿素热解制氨装置自投运以后，一直运行稳定，热解炉内未出现结晶的情况，各项运行指标都达到了设计要求。
经过长时间连续运行表明，大唐环境产业集团股份有限公司自主研发的尿素热解制氨装置性能优良，不容易出现结晶的情况，完全能满足火电厂脱硝工程对
氨气的需求。
（附件2.14）
五、推广应用情况：
大唐环境产业集团股份有限公司牵头研发的尿素热解制氨技术，通过了理论研究、实验室研究和工程示范验证，已经实现了产业化，共有9套装置投运，现场运行稳定，负荷跟踪性好，完全可以满足脱硝需求。
作为一种广泛适用的在线制氨技术，该技术亦可由电力行业推广至其他行业，在保障清洁电力生产、石化、冶金、建材环保综合治理等多个方面发挥重要作用。
主要应用单位情况（不超过15个）
6 / 13
六、主要知识产权证明目录：（不超过10项，前3项为核心知识产权）
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8 / 13
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七、主要完成人情况（不超过6人）：
10 / 13
尿素热解制氨关键技术和产业化东南大学
11 / 13
八、完成人合作关系说明：
本项目的六位完成人之间存在非常密切的合作关系。
项目为产学研合作项目，完成单位包括科技产业单位、高校和生产单位，为了共同完成项目任务，完成人之间通力协作，在不同阶段以多种方式进行了多项合作，取得了较好效果。
彭代军研究员为项目负责人，制定了项目研究的技术路线和整体计划，主持了项目的总体实施和全部研究工作。
彭代军、宋红兵、陆生宽三人来自项目第一完成单位，在项目立项、执行、评审、鉴定、验收等多个环节都有合作，共同授权了多项发明专利。
仲兆平和张波来自东南大学，仲兆平教授是实验室阶段委托研究负责人，牵头实施实验室研究，张波作为实验室研究期间的博士生，参与项目研究，师从仲兆平教授。
高飞来自大唐洛阳热电有限责任公司，参与了示范工程阶段的研究，为项目成果转化落地应用作出了贡献。
项目完成人以发明专利的共同发明人、共同论文作者、共同参加验收鉴定、共同获得奖励等形式进行了合作。
完成人合作关系情况汇总表
12 / 13
13 / 13。
