锅炉烟气脱硝技术原理解析

燃煤电厂锅炉烟气排放的指标控制越加严格,燃煤电厂烟气污染物的排放越来越受到国家和社会的广泛关注。锅炉烟气脱销技术已在国内燃煤电厂全面实施,锅炉烟气脱硝技术已全面普及,在国内其它地方也逐渐推广,作为脱硝还原剂液氨的运用由于受到安全、地域等因素的限制,尿素热解和水解制氨技术逐渐受到青睐,将为许多用户提供选择！

液氨、氨水及尿素均可作为锅炉烟气脱硝还原剂,随着脱硝还原剂储存、制备与供应技术的日渐成熟,脱硝还原剂的选择主要从安全与经济角度考虑。尽管国外以液氨为还原剂的电站锅炉烟气脱硝工程至今未出现严重的氨泄漏事故,但由于从地方管理部门获得液氨的使用与运输许可证越来越困难,安全防范要求越来越严,相应的安全成本越来越大,因此,氨水和尿素正越来越多地作为脱硝还原剂使用,尤其在近期美国市场,尿素作为液氨与氨水的替代产品越来越多地用于烟气脱硝工程。

鉴于液氨和氨水的上述危险因素和部分火力发电厂地处的特殊位置,国内某发电厂早在2007年就开始采用尿素热解制氨工艺,并在该厂的二期工程中着手研究尿素水解技术应用的可能性。 目前国内已经有多家电厂在脱硝工程中采用尿素热解技术,并且取得了成功的应用经验。国产的水解技术目前仅用于化工行业,还没有用于锅炉烟气脱硝的案例。20世纪80年代,为了解决合成氨、尿素装置水体排放环保问题,尿素深度水解技术开始在大、中型合成氨尿素厂逐步应用。 

尿素热解技术介绍目前国际上应用的尿素热解技术是由美国 FuelTech公司设计的NOxOUTULTRA(r)尿素热解制氨技术。211 尿素热解原理尿素的分子式为CO(NH2)2,亦称脲,分子量60.06,无色或白色针状或棒状结晶体,工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒,无臭无味,密度 1.335g/cm3 ,熔点132.7℃,溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性,可与酸作用生成盐。对热不稳定,加热至150～160℃将脱氨成缩二脲,若迅速加热将完全分解为氨气和二氧化碳。主要反应式: CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2 212 主要工艺流程尿素粉末储存于储仓,由称重给料机(或计量罐)输送到溶解罐里,用除盐水将固体尿素溶解成50%的尿素溶液(需要外部加热,溶液温度保持在40℃以上),通过尿素溶液混合泵输送到尿素溶液储罐;尿素溶液经由给料泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解室,稀释空气经加热后也进入分解室。  

雾化后的尿素液滴在绝热分解室内分解,生成的分解产物为氨气和二氧化碳,分解产物经由氨喷射系统进入脱硝烟道。热解室利用柴油作为热源,来完全分解尿素。在所要求的温度下(450℃～600℃),热解室提供了足够的停留时间以确保尿素到氨的100%转化率。热解室的容积是依据尿素分解所需的体积来确定。热空气将通过燃烧器控制装置以维持适当的尿素分解温度。尿素经过喷射器注入到热空气,尿素的添加量是由SCR反应器需氨量来决定的,负荷跟踪性将适应锅炉负荷变化要求。系统在热解室出口处提供空气/氨气混合物。氨/空气混合物中的氨体积含量小于5%。