尿素水解反应的基本原理是将40%~50%尿素溶液通过泵注入到水解反应器内，然后通过蒸汽加温至130℃以上，在130℃~160℃、0.3~0.5MPa的条件下，首先反应生成中间物质氨基甲酸铵，随后转化成氨气和二氧化碳。水解器出口的产品气构成一般为：NH₃浓度值28%,CO₂浓度值14%,水蒸汽浓度值58%,反应方程如下：

CO(NH2)2 + H2O ↔ NH2-COO-NH4 ↔ 2NH3 ↑+ CO2↑

       尿素颗粒一般存储在钢质的储罐中。尿素吸潮能力很强，为防止结块，储罐还需安裝一个通风系统，并配置一个电加热器，将加热后的气体引入仓底气化板，把颗粒物料通过螺旋输送机送至溶解罐。尿素颗粒在溶解箱内溶解成浓度为40%~50%的溶液，经尿素溶液输送泵送至水解反应器内，然后用蒸汽把尿素溶液加热至130~160℃。水解反应器为压力容器，一般由316L不锈钢制成，容器内嵌双层挡板和蒸汽换热管束。

      水解反应器内的压力是根据蒸汽的压力和阀门的开度调整来自动调节的，双层挡板是为了更好地加快反应速度，使水解反应更充分。尿素溶液水解后的产物是NH₃，CO₂和H₂O的混和气体，经气液分离器去除水份后，送至脱硝系统的入口作为脱硝还原剂。