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热解炉尾管 ,造成堵塞 。可以更换雾化空气的供
气来源 ,将原有杂用空气更换为仪用空气 ,并定期
检查压缩空气系统的运行状况 ,及时维护 ,保证系
统的清洁和畅通 。经过实际使用情况表明 ,此办
法可以有效地解决热解炉尾部管道沉积物堵塞的
问题 。
3
尿素水解技术介绍
作为应用于脱硝目的的水解技术在 1999 年
才开始运用在国外锅炉烟气脱硝工程 ,目前这样
的技术主要有 AOD 法 、U2A 法及 SafeDeNO
x
法
三种 。
3
11 水解原理
尿素有水解作用 ,在一定的温度条件下能水
解生成氨和二氧化碳 。
主要反应式 :
CO (NH
2
)
2
+ H
2
O = 2NH
3
+ CO
2
3
12 主要工艺流程
用溶解液泵将约 90℃溶解液送入尿素溶解
槽 ,颗粒状尿素经斗式提升机输送到尿素溶解槽 ,
经搅拌后 ,配制成浓度约 40% ～50% (w t)的尿素
溶液 ; 经 搅 拌 溶 解 合 格 的 尿 素 溶 液 , 温 度 约
60 ℃, 利 用 溶 解 液 泵 打 入 尿 素 溶 液 槽 储 存 , 用
尿素溶 液泵 加压 至表压 2. 6 MPa 送 至水 解换
热器 ,先与水解器出来温度 约 200 ℃的残 液换
热 ,温度升至 185 ℃左右 ,然后进入尿素水解器
进行分解 。
尿素水解器的蒸汽加热方式分为直接加热和
间接加热方式 。
直接 加热 : 尿素水解器的操作 压力 为 2. 2
M Pa,操作温度约 200℃,水解器用隔板分为 9 个
小室 。采用绝对压力为 2. 45 MPa 的蒸汽通入塔
底直接加热 ,蒸汽均匀分布到每个小室 。在蒸汽
加热和不断鼓泡 、
破裂的蒸汽 、
水流搅拌作用下 ,
使呈 S形流动的尿素溶液得到充分加热与混合 ,
尿素分解为氨和二氧化碳 。
间接加热 :尿素水解制氨 U2A 法将饱和蒸汽
通过盘管方式进入水解反应器加热 ,蒸汽与尿素
溶液间不混合 ,气液两相平衡体系的压力约为 1.
4～2. 1 M Pa,温度约 150℃。从水解反应器出来
的低温饱和蒸汽 ,用来预加热进入水解反应器前
的尿素溶液 。
水解器顶部出口温度约 190℃、压力约 2. 0
M Pa的氨 、
二氧化碳 、
水蒸气混合气进入到缓冲
罐减压到 0. 2 MPa 左右 ,作为电厂脱硝还原剂
使用 。
从水解器底部排出的温度约 200℃、
含 ≯1%
氨和微量尿素的水解残液经水解换热器换热后 ,
温度降至 90℃,进入溶解液槽 ,作尿素溶解液使
用 ,多余的水解残液送污水处理站 (或直接抛洒
在煤场 ) 。
从气氨缓冲罐出来的 NH
3
、CO
2
、H
2
O 等气态
混合物 ,与加热后的稀释风混合进入脱硝氨喷射
系统 , 氨与空气的混合物 温度维 持在 175℃以
上 。
3
13 应用中容易发生的故障和应对策略
3
1311 腐蚀问题
尿素水解过程中会生成一些酸性物质 (如氨
基甲酸铵等 ) ,氨基甲酸铵会严重破坏不锈钢表
面的氧化膜 ,使系统的腐蚀速度加快 ,超过 190℃
时 ,一般的不锈钢材料 (如 304SS)会遭受严重腐
蚀 ,当超过 220℃时 ,即使采用钛 ( Ti)等耐腐蚀材
料 ,系统也会遭受腐蚀 。
水解反应器由于操作温度较高 ,更易受到腐
蚀 。腐蚀可能造成设备的 泄漏 , 从而产生安全
隐患 。
腐蚀问题主要从管道 、
设备材质的选取和工
艺设计两个方面预防 。尿素级 316L 和 25
22222
材质有很好的抗腐蚀性 。同时 ,需要在汽提塔入
口加入防腐空气使其在管道及设备内部表面形成
一层钝化膜 ,具有很好的防腐效果 。因此 ,在正常
运行中必须时刻保证有足够防腐空气加入量 。
3
1312 管道堵塞
高浓度的尿素水溶液受热容易生成难溶于
水的缩二脲及其他缩合物 , 这是造成尿素水解
系统易产生堵塞的原因之一 。因此 ,尿素的水
溶液最好选择较低的质量浓度 ,同时 ,在系统停
车时 ,要注意尿素溶解槽缓冲罐到汽提塔段管
路的清洗 ,若未完全冲洗干净 ,待温度升高时会
造成该段管路的堵塞且不易疏通 , 通常只能更
换管道 。
4
尿素水解和尿素热解技术经济性比较
尿素水解技术方案在前期投资略低于尿素热
解技术方案 (见表 1) ,在运行成本方面却远低于
后者 , 主要在于尿素热解技术需要消耗大量的
燃油 。
(下转第 54页 )
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No. 6
2010
华北电力技术
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