尿素水解制氨的工艺流程详细介绍

　　尿素水解制氨的工艺流程在电力、垃圾焚烧、冶炼等行业的烟气脱硝处理中扮演着至关重要的角色。这一过程通过将尿素颗粒转化为氨气，为SCR(选择性催化还原)脱硝反应装置提供必要的还原剂，有效降低了烟气中的氮氧化物排放。以下是对尿素水解制氨工艺流程的详细介绍。

　　一、尿素溶解系统

　　尿素水解制氨的起始步骤是尿素的溶解。尿素颗粒首先通过斗提机或气力输送系统被送入尿素溶解罐中。在溶解罐内，除盐水被用来将尿素颗粒溶解成质量分数约为50%的尿素溶液。这一过程需要启动溶解罐上的搅拌器，并通过尿素溶解泵进行循环，以确保尿素颗粒充分溶解。在溶解过程中，循环管线上的密度计会在线检测溶液的浓度，确保溶液的质量达到要求。当溶液的密度控制在1135kg/m³左右，且温度维持在50~55℃时，合格的尿素溶液便制备完成。随后，利用溶解泵将尿素溶液转移至尿素储存系统。

　　二、储存及输送系统

　　储存及输送系统的主要功能是储存合格的尿素溶液，并确保能够持续、稳定地向水解器提供原料。尿素溶液储罐内的温度应维持在30~50℃之间，以防止尿素溶液结晶。储罐通常设计有液位、温度显示仪等监控设备，以便实时掌握溶液的状态。此外，储罐还配备有蒸汽加热装置，当溶液温度过低时，可启动加热系统以保证溶液的温度高于其结晶点。

　　尿素溶液的输送则依靠尿素溶液输送泵完成。这些泵通常采用不锈钢本体和碳化硅机械密封的离心泵，以确保输送过程中的安全性和可靠性。为了确保系统的冗余性，通常会设置两台泵，一运一备，并列布置。在输送过程中，尿素溶液管道还会采用蒸汽疏水伴热系统，防止尿素溶液在管道中结晶。

　　三、水解制氨系统

　　水解制氨系统是尿素水解制氨工艺流程的核心部分。在这一系统中，合格的尿素溶液被送入尿素水解反应器中。水解反应器通常采用316L不锈钢材质制造，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。反应器内设有蒸汽加热盘管，通过输入饱和蒸汽(通常为180℃,
0.8 MPa)将尿素溶液加热至反应温度(140~160℃)。

　　尿素水解反应主要经历两个阶段：首先，尿素在加热条件下水解生成氨基甲酸铵(NH2COONH4);随后，氨基甲酸铵在更高温度下进一步分解产生氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)。这两个反应都是可逆的，但氨基甲酸铵的分解是强吸热反应，因此需要通过不断供给热量来维持反应温度。

　　水解反应器内产生的含氨气流经氨气流量调节模块进行分配，然后进入氨空气混合器。在混合器中，含氨气流与热风混合，被稀释至浓度小于5%的氨气，随后进入SCR脱硝系统。在SCR反应器中，氨气与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应，生成无害的氮气和水蒸气，从而实现烟气脱硝的目的。

　　四、系统安全与控制

　　尿素水解制氨系统在设计时充分考虑了安全性和稳定性。水解反应器模块上设置了多级安全保护措施，包括关断蒸汽输入、泄放气相压力、泄放液相溶液、安全阀起跳、爆破片爆破等。此外，还配备了氨气吸收、废水稀释设施以及自动清洗吹扫装置等辅助设备，以确保系统在任何工况下都能安全、稳定运行。

　　在控制方面，尿素水解制氨系统实现了高度的自动化。通过顺控逻辑系统，操作人员可以一键控制水解器的启停和各项运行参数。系统能够实时监测反应器内的压力、液位和温度等关键参数，并根据需要进行自动调节。同时，系统还具备故障报警和联锁保护功能，能够在出现异常情况时及时发出警报并采取相应措施。

　　五、总结

　　尿素水解制氨工艺流程以其高效、稳定、安全的特点在烟气脱硝领域得到了广泛应用。通过尿素溶解、储存及输送、水解制氨三个分系统的协同工作，该系统能够持续稳定地为SCR脱硝装置提供所需的氨气还原剂。同时，系统还具备高度的自动化和智能化水平，能够实现远程监控和自动调节功能。未来随着环保要求的不断提高和技术的不断进步，尿素水解制氨工艺流程有望在更多领域得到推广和应用。　​