尿素水解制氨是一种利用尿素溶液在高温高压条件下分解生成氨气（NH₃）和二氧化碳（CO₂）的技术，主要用于烟气脱硝等工业领域，作为选择性催化还原（SCR）工艺的还原剂。以下从原理、工艺流程、优势、应用及注意事项等方面进行详细介绍：

一、原理

尿素水解制氨的基本原理是尿素（CO(NH₂)₂）在水溶液中，于一定温度和压力条件下，先水解生成氨基甲酸铵（NH₂COONH₄），氨基甲酸铵进一步分解产生氨气和二氧化碳。反应方程式如下：

1. 尿素水解为氨基甲酸铵：

$${\text{CO(NH}}_2{\text{)}}_2+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{NH}}_2{\text{COONH}}_4$$

此反应为可逆的微放热反应。

2. 氨基甲酸铵分解为氨气和二氧化碳：

$${\text{NH}}_2{\text{COONH}}_4\to 2{\text{NH}}_3\uparrow +{\text{CO}}_2\uparrow$$

此反应为可逆的强吸热反应。

二、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：将固体尿素颗粒加入溶解罐，用除盐水或水解液溶解成质量分数约为40%~50%的尿素溶液。

2. 尿素溶液储存：将配制好的尿素溶液储存在储罐中，以备后续使用。

3. 尿素溶液输送：通过泵将尿素溶液输送至水解反应器。

4. 水解反应：在高温（通常为140~160℃）和高压（通常为0.4~0.6MPa）条件下，尿素溶液在水解反应器中发生水解反应，生成氨气、二氧化碳和水蒸气的混合气体。

5. 气体处理：将水解反应产生的混合气体经过捕滴器除掉夹带的水滴后，通过自身压力或泵送往氨气稀释系统。

6. 氨气稀释：将氨气与空气混合，稀释至安全浓度（通常不超过5%），然后送往SCR反应器进行脱硝反应。

三、优势

尿素水解制氨技术相比传统的液氨或氨水制氨技术具有以下优势：

1. 高安全性：尿素为固体颗粒，易于储存和运输，无需像液氨那样作为重大危险品进行管理。尿素水解制氨过程中，厂区内无重大危险源，项目报批简单。

2. 运行经济性：尿素水解制氨技术以其运行稳定可靠、维护简便等优点，逐渐成为脱硝还原剂制备技术的方案。

3. 环保性：尿素水解制氨过程中不产生有害物质，对环境友好。同时，该技术能够稳定地为SCR脱硝系统提供还原剂，有助于减少氮氧化物排放，改善空气质量。

四、应用

尿素水解制氨技术广泛应用于电力、垃圾焚烧、冶炼等行业的烟气脱硝处理。以电力行业为例，随着国家对环保要求的提高，越来越多的电厂选择尿素水解制氨技术作为SCR脱硝工艺的还原剂制备方案。该技术不仅提高了电厂的环保水平，还降低了运行成本和安全风险。

五、注意事项

在尿素水解制氨过程中，需要注意以下几点：

1. 反应温度控制：尿素水解反应为吸热反应，反应速率随温度升高而增大。因此，需要严格控制水解反应器的温度，以确保反应能够安全、持续地进行。

2. 尿素溶液浓度：尿素溶液的浓度对水解反应速率和产氨量有显著影响。通常，尿素溶液的质量分数控制在40%~50%之间较为适宜。

3. 设备维护：定期对尿素水解制氨设备进行维护和检查，确保设备处于良好状态。同时，需要定期清理反应器中的固体、沉积物和其他污染物，以保持其正常运行。

4. 安全防护：尿素水解制氨过程中产生的氨气具有一定的毒性和腐蚀性。因此，在操作过程中需要佩戴防护眼镜、手套和口罩等个人防护装备，并确保操作现场通风良好。