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(jī)理,以及反應(yīng)速率、水解率、能耗隨機(jī)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(jī)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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【部分圖文】：

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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