尿素熱解爐工藝流程
尿素顆粒先溶解為 50% 濃度的溶液,經供液泵輸送至熱解爐,在 350-650℃高溫下,尿素分解為 NH?和 CO?,分解產物經稀釋風混合后進入 SCR 反應器參與脫硝反應。
熱源類型
可采用電加熱、煙氣換熱或燃油加熱等方式,其中電加熱應用較為常見,但電能消耗大,煙氣換熱則較為節能,燃油加熱因成本高已較少使用。
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。
尿素熱解爐系統的組成
系統概述。尿素熱解系統包括計量分配模塊、電加熱器、絕熱分解室、尿素溶液噴射器等。尿素溶液經由計量與分配裝置、尿素溶液噴射器等進入絕熱分解室,與電加熱器出口的高溫稀釋空氣(500~600℃)混合并分解,生成NH3、H2O和CO2,分解后的混合均勻產物送往an噴射系統。熱解爐后的an氣輸送管道將保溫,尿素噴射系統前的溫度不低于300℃。
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。
尿素熱解爐作為 SCR 脫硝系統中制備氨氣的核心設備,其性能特點直接關系到脫硝效率、運行穩定性及安全性,具體可從以下幾方面詳細闡述:
一、的氨氣轉化效率
高分解率:在優化的工藝條件下(溫度 350~550℃、停留時間≥0.5 秒),尿素溶液(通常濃度 50%)的分解率可穩定在 95% 以上,能充分轉化為 NH?、CO?和水蒸氣,幾乎無未分解尿素殘留,保障脫硝反應的還原劑供應。
霧化與混合強化:爐內配備霧化噴嘴(如空氣霧化或機械霧化),將尿素溶液霧化成細小液滴(粒徑通常≤100μm),并通過導流板、擾流件等結構設計,使液滴與高溫介質(熱空氣或煙氣)快速混合,加速分解反應,減少局部未反應區域。
二、的運行穩定性
溫度控制:通過 PID 控制系統實時調節加熱功率(電加熱)或煙氣擋板開度(煙氣加熱),使爐內溫度波動控制在 ±20℃以內,避免因溫度過低導致尿素水解(生成氨基甲酸銨等副產物)或溫度過高引發 NH?氧化(生成 NOx)。
負荷適應性強:可在機組 30%~110% 負荷范圍內穩定運行,當尿素溶液流量或濃度波動時,系統能快速調整加熱量,確保出口 NH?濃度偏差≤5%,滿足脫硝系統對還原劑的動態需求。
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