燃煤電廠鍋爐煙氣排放的指標控制越加嚴格,燃煤電廠煙氣污染物的排放越來越受到國家和社會的廣泛關注。鍋爐煙氣脫銷技術已在國內(nèi)燃煤電廠全面實施,鍋爐煙氣脫硝技術已全面普及,在國內(nèi)其它地方也逐漸推廣,作為脫硝還原劑液氨的運用由于受到安全、地域等因素的限制,尿素熱解和水解制氨技術逐漸受到青睞,將為許多用戶提供選擇！
液氨、氨水及尿素均可作為鍋爐煙氣脫硝還原劑,隨著脫硝還原劑儲存、制備與供應技術的日漸成熟,脫硝還原劑的選擇主要從安全與經(jīng)濟角度考慮。盡管國外以液氨為還原劑的電站鍋爐煙氣脫硝工程至今未出現(xiàn)嚴重的氨泄漏事故,但由于從地方管理部門獲得液氨的使用與運輸許可證越來越困難,安全防范要求越來越嚴,相應的安全成本越來越大,因此,氨水和尿素正越來越多地作為脫硝還原劑使用,尤其在近期美國市場,尿素作為液氨與氨水的替代產(chǎn)品越來越多地用于煙氣脫硝工程。
鑒于液氨和氨水的上述危險因素和部分火力發(fā)電廠地處的特殊位置,國內(nèi)某發(fā)電廠早在2007年就開始采用尿素熱解制氨工藝,并在該廠的二期工程中著手研究尿素水解技術應用的可能性。 目前國內(nèi)已經(jīng)有多家電廠在脫硝工程中采用尿素熱解技術,并且取得了成功的應用經(jīng)驗。國產(chǎn)的水解技術目前僅用于化工行業(yè),還沒有用于鍋爐煙氣脫硝的案例。20世紀80年代,為了解決合成氨、尿素裝置水體排放環(huán)保問題,尿素深度水解技術開始在大、中型合成氨尿素廠逐步應用。
尿素熱解技術介紹目前國際上應用的尿素熱解技術是由美國 FuelTech公司設計的NOxOUTULTRA(r)尿素熱解制氨技術。211 尿素熱解原理尿素的分子式為CO(NH2)2,亦稱脲,分子量60.06,無色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體,工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒,無臭無味,密度 1.335g/cm3 ,熔點132.7℃,溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿。呈微堿性,可與酸作用生成鹽。對熱不穩(wěn)定,加熱至150～160℃將脫氨成縮二脲,若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳。主要反應式: CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2 212 主要工藝流程尿素粉末儲存于儲倉,由稱重給料機(或計量罐)輸送到溶解罐里,用除鹽水將固體尿素溶解成50%的尿素溶液(需要外部加熱,溶液溫度保持在40℃以上),通過尿素溶液混合泵輸送到尿素溶液儲罐;尿素溶液經(jīng)由給料泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室,稀釋空氣經(jīng)加熱后也進入分解室。
霧化后的尿素液滴在絕熱分解室內(nèi)分解,生成的分解產(chǎn)物為氨氣和二氧化碳,分解產(chǎn)物經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入脫硝煙道。熱解室利用柴油作為熱源,來完全分解尿素。在所要求的溫度下(450℃～600℃),熱解室提供了足夠的停留時間以確保尿素到氨的100%轉(zhuǎn)化率。熱解室的容積是依據(jù)尿素分解所需的體積來確定。熱空氣將通過燃燒器控制裝置以維持適當?shù)哪蛩胤纸鉁囟?。尿素?jīng)過噴射器注入到熱空氣,尿素的添加量是由SCR反應器需氨量來決定的,負荷跟蹤性將適應鍋爐負荷變化要求。系統(tǒng)在熱解室出口處提供空氣/氨氣混合物。氨/空氣混合物中的氨體積含量小于5%。
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