尿素水解反应器原理、构造与应用
来源: | 作者:上海鲁源控制设备有限公司 | 发布时间: 2025-01-21 | 411 次浏览 | 分享到:

  尿素水解反应器是一种重要的化工设备,主要用于将尿素溶液在一定条件下水解生成氨气和二氧化碳,广泛应用于火电厂燃煤锅炉烟气脱硝、钢铁焦化等行业烟气脱硝制备氨气。本文将详细探讨尿素水解反应器的原理、构造以及应用领域。

  一、尿素水解反应器的原理

  尿素水解反应器的基本原理是,在一定温度、压力条件下,尿素水溶液可以分解产生氨和二氧化碳。尿素水解制氨的反应方程式为:CO(NH2)2+H2O→NH2-COO-NH4→2NH3↑+CO2↑。该反应是合成尿素的逆反应,在产氨过程中会产生一种叫做氨基甲酸铵的中间体,这是尿素水解制氨的主要腐蚀性物质。

  尿素水解器采用蒸气加热,将浓缩在水解器内的尿素溶液水解为氨、二氧化碳和水蒸汽的混合物,减压后直接供SCR系统喷氨装置使用。该工艺反应条件温和,除需要电厂低压蒸汽外不需要其他辅助能源,运行费用低。

  二、尿素水解反应器的构造

  尿素水解反应器通常由以下几个主要部分组成:

  反应器主体:通常是一个圆柱形或矩形的容器,用于容纳尿素溶液和进行水解反应。反应器主体通常由耐酸碱、耐腐蚀的材料制成,如不锈钢316L或玻璃钢。

  进料口:用于将尿素溶液输入反应器。通常位于反应器顶部,可以通过管道和泵将尿素溶液输送到反应器中。

  加热装置:用于提供适宜的反应温度。加热装置可以是内置加热器或外部蒸汽加热器等。

  孔板或喷淋器:用于将水分散到尿素溶液中,促进水解反应的进行。孔板或喷淋器通常位于反应器底部,并通过管道与水源相连。

  搅拌装置:用于保持尿素溶液的均匀混合,并促进反应的进行。搅拌装置通常位于反应器底部,并由电机和搅拌叶轮组成。

  产物出口:用于将反应产物从反应器中排出。通常位于反应器底部,并通过管道连接收集装置。

  控制系统:用于监测和控制反应器的温度、压力、进料流量等参数,以确保反应的顺利进行和产品质量的稳定。

  三、尿素水解反应器的应用

  尿素水解反应器具有广泛的应用场景,主要集中在需要氨气作为反应剂或还原剂的工业过程中,如电厂脱硝系统、水泥厂烟气处理、化学工业以及农业生产等。

  在电厂脱硝系统中,尿素水解反应器生成的氨气作为SCR工艺的脱硝还原剂,对降低烟气中的氮氧化物排放具有重要作用。此外,尿素水解反应器还广泛应用于尿素合成工艺中废水残余尿素的回收利用,以及其他需要氨气的工业领域。

  综上所述,尿素水解反应器作为一种重要的化工设备,在工业生产中具有广泛的应用前景。通过深入了解其原理、构造及应用领域,可以更好地发挥其作用,为工业生产提供有力支持。