尿素水解制氨基本原理及工艺流程介绍
来源: | 作者:上海鲁源控制设备有限公司 | 发布时间: 2025-11-07 | 51 次浏览 | 分享到:

尿素水解制氨是一种通过尿素与水反应生成氨气和二氧化碳的工业制氨方法,具有安全性高、经济性好、环境友好及调节灵活等特点,在电力、垃圾焚烧、冶炼等行业的烟气脱硝处理中应用广泛。以下是关于尿素水解制氨的详细介绍:

一、基本原理

尿素水解制氨的基本原理是利用尿素与水在一定的温度、压力条件下发生化学反应,生成氨气和二氧化碳。这一反应过程可以用化学方程式表示为:。在实际生产中,为了获得较高的氨气产量,需要严格控制反应条件,使反应向生成氨气的方向进行。

二、反应过程

尿素水解制氨的反应过程主要包括两个阶段:

  1. 尿素水解为氨基甲酸铵:尿素分子中的羰基与水分子发生水解反应,生成氨基甲酸铵。这是一个可逆的微放热反应。

  2. 氨基甲酸铵分解为氨气和二氧化碳:氨基甲酸铵在较高温度下(超过60℃)会进一步分解,产生氨气和二氧化碳。这是一个可逆的强吸热反应。

三、反应条件

尿素水解制氨的反应条件对反应速率和产物选择性有重要影响。主要反应条件包括:

  1. 温度:反应温度是影响反应速率的关键因素。一般来说,随着温度的升高,反应速率也会增加。但过高的温度会导致反应速率过快,产生大量的氨气和二氧化碳,从而影响反应的效果。因此,在实际生产中需要控制反应温度在适当范围内,通常为140~160℃。

  2. 压力:反应压力也是影响反应速率的重要因素。较高的反应压力有助于提高尿素水解反应的速率和产物的选择性。然而,过高的压力也会增加设备的投资成本和运行成本。因此,在实际生产中需要综合考虑反应压力的选择,通常为0.4~0.6MPa。

  3. 溶液浓度:尿素溶液的浓度也会影响反应速率。一般来说,溶液浓度越高,反应速率越快。但过高的浓度可能导致溶液粘度增加,影响传质效果。因此,在实际生产中需要选择合适的溶液浓度,通常为40%~50%。

四、工艺流程

尿素水解制氨的工艺流程主要包括以下几个步骤:

  1. 尿素溶解:将干态颗粒尿素送入尿素溶解槽,并加入去离子水进行溶解,配制成一定浓度的尿素水溶液。

  2. 尿素溶液输送:将尿素水溶液用泵送入尿素水解器中进行水解反应。

  3. 水解反应:在尿素水解器中,通过蒸汽加热将尿素水溶液加热至反应温度区间,并严格控制温度、压力、溶液停留时间等反应条件。

  4. 产物分离和净化:将水解产生的氨气、二氧化碳和水蒸汽的混合物进行分离和净化处理,得到纯净的氨气产品。