尿素熱解爐是 SCR 煙氣脫硝工藝中制備氨氣(NH?)的核心裝置,通過高溫分解尿素溶液生成脫硝所需的還原劑。以下是其詳細介紹:
結構組成
主要由爐體、加熱器、換熱器、噴嘴、沉積器、排氣管等組成。熱解爐結構還包括旋流入口段、穩定段和出口部件,尿素溶液通過噴嘴霧化后與高溫熱風混合。
尿素熱解爐技術特點
優勢:熱解反應時間僅需 10 秒,響應速度快;無需壓力容器,安全性高;熱源選擇靈活。
挑戰:運行成本高,如 1000MW 機組電加熱功率達 1200kW;低溫下中間產物易結晶,導致管道或熱解爐堵塞;尿素熱解轉化率受溫度、溶液濃度、霧化效果等因素影響,氨氣產量可能不穩定。
應用領域
廣泛應用于需要氨氣的工業生產過程中,如燃煤電廠的脫硝系統、化工生產中的氨氣制備等。
尿素熱解爐的應用核心是為 SCR 脫硝系統提供安全、靈活的氨氣來源,尤其在以下場景中更具優勢:
對安全性要求高(避免液氨 / 氨水風險);
負荷波動大,需快速響應氨氣需求;
場地空間有限或環保標準嚴格。
隨著環保政策對 NO?排放要求的提升,其應用范圍正從電力行業向工業窯爐、垃圾處理等領域進一步擴展。
尿素熱解爐是選擇性催化還原(SCR)脫硝系統中常用的氨氣制備設備,通過將尿素溶液在高溫下分解為氨氣(NH?)、二氧化碳(CO?)等,為脫硝反應提供還原劑。其性能特點主要體現在以下幾個方面:
的氨氣制備能力
高轉化率:在設計溫度(通常 300~600℃)和合理的停留時間下,尿素分解率可達 95% 以上,能充分將尿素溶液(濃度通常為 50%)轉化為 NH?、CO?和水蒸氣的混合氣體,滿足脫硝反應對還原劑的需求。
快速響應:爐內采用電加熱或煙氣加熱等方式,升溫速度快,能在較短時間內達到尿素分解所需的溫度條件,適應機組負荷波動時的脫硝需求變化。
尿素熱解爐性能特點
良好的安全性與環保性
防爆設計:尿素分解過程中不產生易燃易爆氣體,且爐體采用耐高溫、耐腐蝕材料(如不銹鋼)制造,并設置過溫保護、壓力監測等安全裝置,降低運行風險。
低污染物排放:相比液氨制備氨氣的方式,尿素熱解無氨泄漏風險,且分解產物僅為 NH?、CO?和水蒸氣,無二次污染,符合環保要求,尤其適用于人口密集區或對安全要求較高的場所。
尿素熱解爐性能特點
靈活的設計與適配性
模塊化設計:可根據機組脫硝容量需求,采用單臺或多臺熱解爐組合運行,安裝、維護方便,便于后期擴容或改造。
多種加熱方式可選:根據現場條件可選擇電加熱(適用于小容量機組或臨時啟動)、煙氣加熱(利用鍋爐尾部煙氣余熱,節能性好,適用于大容量機組)等,適配不同的運行場景。
節能與經濟性
煙氣加熱節能顯著:采用鍋爐尾部煙氣(如省煤器出口煙氣)作為熱源時,可充分利用余熱,降低系統能耗,運行成本低于電加熱方式。
尿素原料易獲取:尿素作為固體顆粒或溶液,運輸、儲存和搬運安全性高,無需像液氨那樣設置高壓儲存設備,降低了儲存和運輸成本。