火力發(fā)電和石油石化等行業(yè)的煙氣必須進(jìn)行脫硝處理,將NOx被還原成N2后被排放到大氣中,脫硝還原劑一般為液氨和尿素。由于液氨存在重大的安全隱患,存儲和運輸均存在一定的限制,并已被列為重大危險源,因此目前還原劑多選擇尿素。尿素分解制氨包括尿素?zé)峤饧夹g(shù)和尿素水解技術(shù),尿素水解技術(shù)可分為尿素普通水解和催化水解技術(shù)。通過研究不添加催化劑的尿素普通水解技術(shù)和添加催化劑的尿素催化水解技術(shù)的反應(yīng)機理,以及反應(yīng)速率、水解率、能耗隨機組負(fù)荷變化等,發(fā)現(xiàn)尿素催化水解制氨技術(shù)由于添加了催化劑,改變了化學(xué)反應(yīng)的中間過程,在相同溫度下,催化劑的加入降低了反應(yīng)活化能,反應(yīng)速率常數(shù)減小,反應(yīng)速度提高,響應(yīng)速度加快,達(dá)到低溫運行的效果,從而能耗降低,尿素利用率可達(dá)99%以上;腐蝕減小,解決了普通水解無法滿足機組快速變化的需氨量和高溫運行造成的腐蝕。催化劑與尿素反應(yīng)生成一種中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物又分解生成催化劑,因此催化劑在整個反應(yīng)中無消耗,不會增加系統(tǒng)的運行成本。

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圖1尿素普通水解工藝流程

質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%～60%尿素溶液經(jīng)U型換熱管換熱，發(fā)生水解吸熱反應(yīng)，生成NH3和CO2。尿素普通水解化學(xué)反應(yīng)方程式[1-2]為圖2尿素催化水解工藝流程

圖2尿素催化水解工藝流程

圖1尿素普通水解工藝流程尿素催化水解是在普通水解的基礎(chǔ)上添加一種多元酸磷酸鹽為催化劑，作為路易斯酸參加反應(yīng)，改變了尿素分解反應(yīng)路徑，降低了反應(yīng)活化能，加快了反應(yīng)進(jìn)行。尿素催化水解反應(yīng)方程式[3-6]為

圖32種尿素水解反應(yīng)器腐蝕速率

不同溫度下，采用2種尿素水解技術(shù)的氣相和液相腐蝕試驗結(jié)果如圖3所示。溫度低于140℃時，催化水解和普通水解的氣相和液相中的316L不銹鋼試片腐蝕深度均在0.1mm/a以下，均屬于耐腐蝕材料級別。150℃以上時，催化水解和普通水解液相中316L試片腐蝕深度大于0.1mm/a,1....

圖4縮二脲生成速度與溫度的關(guān)系

1)尿素催化水解氣源溫度和運行溫度均較低，產(chǎn)生縮二脲和異氰酸副產(chǎn)物含量較少[17]，提高了尿素分解率，降低了尿素消耗量和設(shè)備腐蝕率，設(shè)備運行更加穩(wěn)定可靠。不同溫度下相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的尿素生成縮二脲的速率不同，如圖4所示。尿素濃度越高，化學(xué)反應(yīng)溫度越高，生成縮二脲的含量越高。尿素含量相....

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