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。
尿素熱解爐的核心特點可概括為 “、安全、靈活,但成本較高且需精細控制”。其優勢使其在安全性要求高、負荷波動大的場景(如城市垃圾電站、中小型燃煤鍋爐)中應用廣泛;而局限性則推動了技術改進(如優化噴嘴設計、開發低能耗熱源),以提升其經濟性和穩定性。
尿素熱解爐的脫硝效率(本質是其生成氨氣的穩定性和轉化率,進而影響 SCR 反應器的脫硝效果)受多種因素綜合影響,主要可分為熱解反應條件、設備設計參數及系統運行控制三大類,具體如下:
熱解反應核心條件
反應溫度
溫度是影響尿素熱解的關鍵因素:尿素在 350-650℃時能分解為 NH?和 CO?(反應式:CO(NH2) 2+H2O→2NH3+CO2);
若溫度低于 300℃,尿素易生成三聚氰酸、縮二脲等中間產物,不僅降低 NH?轉化率,還可能導致管道堵塞;
溫度過高(超過 650℃),部分 NH?會被氧化為 NO?(如4NH 3+5O2→4NO+6H2O),反而增加污染物排放,降低脫硝效率。
尿素溶液濃度與質量
濃度通常控制在 50% 左右:濃度過高,溶液黏度大,霧化效果差,熱解不完全;濃度過低,會增加水分蒸發所需熱量,浪費能源,且可能導致熱解爐內溫度波動;
溶液純度:若含有雜質(如氯離子、重金屬),會污染熱解產物,導致 SCR 催化劑中毒,間接降低脫硝效率。
高溫熱風與尿素的混合狀態
熱風溫度與流量:需與尿素溶液流量匹配,確保熱解爐內整體溫度穩定在佳區間(如 350-500℃);若熱風不足,會導致局部溫度過低,引發結晶;
混合均勻性:尿素溶液經噴嘴霧化后,需與高溫熱風充分混合,避免局部溫度偏差。若混合不均,部分液滴未完全熱解,會降低 NH?產量。
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
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?。耗蛩刈鳛楣腆w顆?;蛉芤海\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。
尿素熱解爐憑借、穩定、安全、環保等特點,在火電、垃圾焚燒、化工等行業的 SCR 脫硝系統中得到廣泛應用,尤其在對安全性和環保性要求較高的場景中,是替代液氨蒸發制氨的理想選擇。其性能的優劣直接影響脫硝系統的效率和穩定性,因此在設計和運行中需注重溫度控制、霧化效果及加熱方式的合理選擇。