尿素(CH4N2O)是一种稳定、无毒的白色晶体或粉末,对人和环境均无害。尿素水解制氨的主要原理是尿素分子在高温、高压条件下与水反应,首先生成中间产物氨基甲酸铵(NH2COONH4),随后氨基甲酸铵进一步分解,生成氨气和二氧化碳。这一反应过程通常需要在特定的温度和压力条件下进行,如130180℃和0.170.2MPa。
尿素水解制氨技术是一种重要的化学工艺,它通过将尿素在高温、高压条件下分解,产生氨气和二氧化碳,为各种工业应用提供氨源。
一、尿素水解制氨的原理
尿素(CH4N2O)是一种稳定、无毒的白色晶体或粉末,对人和环境均无害。尿素水解制氨的主要原理是尿素分子在高温、高压条件下与水反应,首先生成中间产物氨基甲酸铵(NH2COONH4),随后氨基甲酸铵进一步分解,生成氨气和二氧化碳。这一反应过程通常需要在特定的温度和压力条件下进行,如130180℃和0.170.2MPa。
二、尿素水解制氨的工艺流程
尿素水解制氨工艺主要包含尿素储存及溶液制备系统、尿素水解反应器撬块、蒸汽加热系统、计量供给系统、控制系统等。具体流程如下:
尿素溶液制备:将尿素颗粒与除盐水一同送入尿素溶解箱内,配置成质量浓度约50%的尿素溶液。
溶液输送与加热:合格的尿素溶液通过混合泵送至尿素溶液储罐,再通过尿素溶液输送泵送入水解反应器内。水解反应器中设置有蒸汽盘管,通过蒸汽将尿素溶液加热到水解反应的温度区间。
水解反应:在水解反应器中,严格控制温度、压力、溶液停留时间,尿素在一定条件下被分解成氨和二氧化碳。
产物处理:氨、二氧化碳和水蒸气从水解反应器顶部排出,分解产物与稀释空气混合均匀后,可喷入烟气脱硝系统或其他应用场合。
三、尿素水解制氨的应用
尿素水解制氨技术广泛应用于锅炉烟气脱硝处理、电力、垃圾焚烧和冶炼行业的烟气脱硝处理等领域。尿素作为还原剂的SCR脱硝反应装置,通过尿素水解制氨技术,可以稳定地为脱硝系统提供氨源,从而有效减少烟气中的氮氧化物含量。
四、经济分析
与尿素热解制氨技术相比,尿素水解制氨技术的运行成本较低。尽管其投资成本略高于尿素热解,但尿素热解的运行成本较高,主要原因在于尿素热解转化率低,尿素用量较大,以及使用高品质的电能导致的成本上升。因此,综合考虑投资和运行成本,尿素水解制氨技术具有更高的经济性和实用性。