尿素水解制氨的燃煤电站SCR系统喷氨控制优化

目的:研究尿素水解制氨下的燃煤电站SCR系统喷氨支管优化控制方案,并分析其应用效果。方法:基于AspenPlus模拟尿素水解系统,分析氨气变化特性;结合工程应用完成SCR系统喷氨控制优化,并利用投运前后实际运行数据建立针对性评估方案分析控制优化效果。结果:模拟发现,反应温度、反应压力、尿素进料质量分数都有助于提高产品气中氨气的体积分数。SCR系统喷氨控制优化后,选取投运前后两段运行时间内运行参数进行分析,计算SCR系统平均氨耗率,发现投运后较投运前下降28.13%;比较两段运行时间内同一锅炉蒸发量和入口NO_(x)质量浓度下平均氨耗量发现,投运后较投运前下降30.27%。结论:尿素水解制氨的燃煤电站SCR系统喷氨控制优化方案可以提升机组的脱硝性能并降低系统氨耗量。

尿素水解制氨系统尿素储存优化与应用

为解决尿素颗粒储存系统劳动强度大、工作环境差及尿素料仓板结的问题,以某电厂为例,对尿素输送、储存工艺进行了优化设计。当尿素耗量大时,采用气力输送方式将尿素颗粒直接输送到尿素溶解罐内配制成尿素溶液,以尿素溶液储存代替尿素颗粒储存,解决了尿素储存的问题,并提高自动化水平和劳动生产率,同时避免在空气湿度大的环境中,尿素颗粒会在料仓内板结而影响后续系统的运行问题。

尿素水解制氨装置中氨气管道弯头泄漏原因分析

针对尿素水解装置中氨气管道弯头泄漏的问题,采用宏观检验、金相分析、扫描电镜和能谱分析等方法,对TP316不锈钢管道弯头泄漏处进行表征。结果表明,管道弯头泄漏主要是由介质持续性冲刷和腐蚀导致,TP316不锈钢材料不宜用作尿素水解装置氨气管道弯头处。

基于尿素水解机制的微生物固化土体的影响因素分析

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)加固土体是一种新型绿色环保的土体改良技术,具有广阔的应用前景。基于尿素水解机制的MICP固化土体的效果受多种因素影响和制约,包括生物原料、细菌类型、菌液浓度等生物因素和胶结溶液的成分与浓度、pH值、温度、土的粒径与矿物类型等非生物因素。结论表明,使用较高的菌液浓度和脲钙比可改善土体固化效果。环境温度和pH值的升高会增加碳酸钙沉淀生成量,但碳酸钙晶体的平均尺寸会随温度和pH值的增加而减小,应根据需求寻求最优范围。MICP可用于加固粒径范围在2~400μm之间的土体,用于方解石类的土体时可提高沉淀速率,黏土矿物对生物活性有一定抑制作用。

尿素水解反应器疏水系统优化改造

某电厂在尿素水解制氨方法中,蒸汽进入尿素水解器做功后产生大量带有热量的疏水,但不能回收利用,存在热量利用率低、企业成本高等问题。将尿素水解反应器原有的疏水系统进行改造,利用疏水对尿素储罐进行加热,以及利用疏水向尿素溶解罐提供溶质和热量。经过对疏水系统的改造,企业获得良好的经济收益,避免对疏水的浪费,节约了水资源。

尿素水解制氨工艺在玻璃厂烟气脱硝系统中的应用

尿素水解制氨工艺在火电厂已普及使用,但在玻璃行业却少有使用。论文结合江苏某玻璃厂尿素水解制氨工程实例,探讨尿素水解制氨在玻璃厂烟气脱硝系统中的应用情况。实践表明:尿素水解制氨系统运行稳定、故障率低、喷氨量连续稳定,出口氮氧化物可连续达标排放,可在玻璃行业推广使用。

尿素水解催化剂性能比较研究

为筛选出高活性的尿素水解催化剂,利用间歇反应釜和连续操作中试装置,对尿素催化水解反应的动力学和热力学特性进行了研究,并比较了不同催化剂对水解反应温度、能耗和变负荷响应时间的影响。结果表明:添加催化剂能够降低水解反应的活化能(液态磷酸氢二铵活化能为65.3 kJ/mol、固体氧化铝活化能为52.9 kJ/mol),并提高尿素转化率;添加催化剂能够提高水解反应速率,降低水解反应温度;在连续操作反应器中,固体氧化铝催化剂存在分布不均、接触不充分的问题,导致催化活性下降;催化水解的产氨能耗仅比普通水解降低约1%~3%,添加磷酸氢二铵和氧化铝催化剂未减小水解器的变负荷响应时间。

尿素水解制氨系统问题分析与对策

各地煤电企业积极开展尿素替代液氨的升级改造工作,以某电厂为例总结了2×350 MW机组脱硝系统采用尿素水解制氨工艺现场实际运行案例,阐述了制氨系统中尿素水解用蒸气系统、尿素溶解系统及水解器运行过程中关注重点,分析了尿素水解制氨系统运行过程中检查发现的供氨管路堵塞、阀门腐蚀及水解器加热盘管点蚀等缺陷问题,通过对尿素水解系统运行原理、产品气回凝腐蚀机理及水解器盘管和筒体腐蚀机理研究和分析,提出系统运行时优化解决方案。运行中应提高产品气的运行温度,降低回凝腐蚀产生的可能性,且改造后水解供氨系统运行稳定,极大提高了尿素水解系统及脱硝装置的运行安全性和可靠性;由于氯离子来自尿素,应加强水解器排污,缓解氯离子富集,增加换热器疏水pH的检查频次,确保发现泄漏并及时更换,同时尽量采用低氯尿素或通过设备改进及投入缓蚀剂等方法降低氯离子对金属设备腐蚀。通过尿素水解制氨系统运行过程中常见异常问题分析与处置研究,为类似尿素水解制氨系统的正常运行提供借鉴。

尿素水解技术在1000MW超超临界燃煤机组的应用

2022年初国家能源局发布的国能发安全〔2022〕21号文件,要求全国燃煤电厂在2024年底前完成尿素制氨替代液氨改造。尿素水解制氨工艺越来越多的被用在了大型燃煤机组上。文章基于此背景,对比各尿素制氨工艺,分析尿素水解工艺存在问题的原因,并给出了有效的措施。

尿素水解工艺在燃煤机组脱硝中的应用

尿素水解工艺安全性高,正在逐步替代燃煤机组脱硝中传统的液氨蒸发工艺。结合内蒙古某发电厂2×600 MW机组液氨改尿素工程实例,介绍尿素水解制氨工艺的整体改造方案,探讨工程设计中需要注意的问题,并在此基础上提出一些的合理化建议。实践表明:尿素水解制氨系统整体运行稳定、可靠性高,可以达到设计目标,相关经验可为同类工程的设计和应用提供参考。

基于多元状态估计的尿素水解系统预警算法研究与应用

尿素水解系统可能存在尿素溶液污染除盐水、氨气带水、伴热管道效果差、喷氨管道堵塞等故障,影响设备的环保效率。为了解决上述问题,提出一种基于多元状态估计技术的尿素水解系统预警算法。该算法采用多元状态估计对尿素水解系统进行状态监测,得到状态评估值与真实值的残差用于判别该系统是否异常。经实验验证,该算法能够实现对尿素水解系统的状态监测,实现提前预警。

火电厂尿素水解工艺设计及试验研究

尿素水解制氨工艺在火电厂SCR脱硝还原剂制备中逐渐得到应用,其操作条件和工艺路线与传统的化工行业尿素深度水解技术存在显著差别。中试试验数据表明,尿素水解制氨工艺的操作压力应选择0.6 MPa,定压运行,操作温度接近150℃。操作条件下尿素分解率大于98%,尿素水解反应的选择性为93.4%,指前因子和活化能参数分别为2.98×106 s-1和86.575 k J/mol。设计水解反应器时应在确保布置足够受热面的前提下尽量缩小反应器体积。本研究将为火电厂烟气脱硝用尿素水解系统工艺设计提供参考。

采用不同方法制备CeO_2超细粒子 Ⅱ.冰冻脱水法和尿素水解法

采用冰冻脱水法和尿素水解法制备了CeO2 超细粒子 研究结果表明 :冰冻脱水法制备的CeO2 超细粒子平均粒径为 7nm ,比表面为 89m2 / g ,且分散均匀 ,但易烧结 尿素水解法制备的CeO2 粒子呈块状多孔 ,平均粒径大于 50 0nm ,但比表面高达 12 7m2 /

尿素水解法制备晶须碳酸钙

采用尿素水解法合成了晶须碳酸钙,研究了原料配比、反应时间等合成条件对晶须产率的影响,采用SEM、TG和X-射线衍射技术等方法对晶须进行了表征。结果表明,本方法体系简单,条件易于控制,且随尿素比例的增加、反应时间的延长,晶须的产率得以提高。

烟气脱硝用尿素水解制氨工艺试验研究

为了掌握烟气脱硝用尿素水解制氨工艺的放大规律,通过建立中试装置来模拟工业反应器的传递过程,对尿素水解工艺开展了中试及工业化放大试验研究。结果表明,尿素溶液在一定温度、压力下发生水解反应生成氨气、二氧化碳和水蒸气的混合气,气液相平衡可采用修正的LewisRandall方程和Herry方程分别描述。当操作温度为150℃时,反应-扩散准则数M为0.036,表明尿素水解制氨为液相慢反应,本征反应速率远小于氨气扩散速率,反应器的产氨速率由动力学控制,可简化为温度和反应平衡常数的函数;水解反应器内加热蒸汽发生冷凝换热,液相区则产生泡核沸腾;根据中试试验数据建立的表观动力学模型,可用于指导工业反应器的结构设计。该研究将为烟气脱硝用尿素水解制氨工艺开发及反应器放大设计提供重要参考。

高浓度尿素水解制氨试验研究

为提高火电厂尿素水解制氨工艺经济性,开展了高浓度尿素水解制氨试验研究,比较分析了不同尿素条件下水解装置的运行特性。结果表明:提高给料尿素溶液质量分数,反应液中尿素质量分数增加,产品气中氨体积分数上升,单位产氨热耗显著下降,但同时会增加设备腐蚀及结晶堵塞的风险;不同给料尿素溶液质量分数条件下尿素水解反应的指前因子和活化能参数变化很小。该研究为提高火电厂烟气脱硝用尿素水解装置的经济性提供参考。

火电厂尿素水解产品气输送问题分析

针对尿素水解产品气输送过程中存在的蒸汽回凝、氨基甲酸铵结晶析出等问题,分析了给料尿素溶液质量分数和水解反应器运行压力对产品气成分、蒸汽回凝温度和氨基甲酸铵结晶析出温度的影响。结果表明:蒸汽回凝温度和氨基甲酸铵结晶析出温度由给料尿素溶液质量分数和水解反应器运行压力决定;当运行压力0.7 MPa,给料溶液质量分数为50%时,产品气中水蒸气的回凝温度为133℃,氨基甲酸铵的结晶析出温度为85℃。并建议在设计伴热管道保温时,选用硬质或半硬质圆形保温材料,根据允许最大散热损失小于104 W/m2,计算保温层厚度。

尿素水解制氨机理的模拟与实验

研究尿素水解制氨机理是完善火电厂烟气脱硝用尿素水解工艺设计的前提。参考ACWU(NH3-CO2-H2O-(NH2)2CO)体系汽液平衡机理构建了开口体系内尿素水解过程的物料平衡、化学平衡、热量平衡及相平衡非线性方程组,建立了反应体系的热力学模型和动力学模型;在自行设计并搭建的尿素水解中试装置上对机理模型的正确性进行了实验验证,分析了反应温度、操作压力和给料尿素质量分数对水解反应的影响,根据检测结果,计算拟合得出了火电厂脱硝尿素水解制氨操作条件下的反应动力学参数。分析结果表明:相平衡说明求解方法计算结果与实验检测结果基本吻合,该方法适用于火电厂尿素水解制氨工艺;随着反应温度的升高,反应液中水、氨及CO2的质量分数不断降低;随着给料尿素质量分数的升高,反应液中氨及CO2的质量分数增大,水的质量分数则不断减小;随着操作压力的不断升高,反应液中尿素及其衍生物的质量分数不断减小;尿素水解中试试验得到在0.6 MPa/150℃操作条件下,尿素水解反应指前因子A等于1.255×1012 s-1,活化能E等于107.24kJ/mol。

稀土元素对土壤中尿素水解及其水解产物行为的影响

以潮土为供试土壤进行土培试验 ,研究了农用稀土对同时施加的尿素在土壤中形态转化过程影响 .当稀土施用量增至 10mg·kg-1烘干土以上时 ,土壤中尿素水解后所形成的铵态氮含量显著增加 .在不同培养时间内 ,土壤中源自尿素的硝态氮和亚硝态氮含量随稀土施用量增加呈降低趋势 ;当施用量增至 5 0mg·kg-1烘干土时 ,与对照相比的降低程度达显著水平 .施加稀土元素后 ,土壤有效氮含量明显增加 ,主要由于土壤铵态氮增加所致 .结合土壤 pH变化 ,表明稀土施用量高于 10mg·kg-1烘干土时 ,可明显延缓尿素在潮土中水解进程并抑制水解产物铵态氮的氧化 ,利于土壤对尿素氮固持 .

尿素水解制氨装置法兰失效原因分析

针对现役烟气脱硝用尿素水解装置中氨气出口密封法兰失效问题,采用宏观检验、金相分析、扫描电镜和X-射线衍射等方法,对TP304不锈钢材料密封法兰失效原因进行了分析。结果表明:法兰腐蚀失效主要是由尿素水解后高温高压中间产物引起的持续性点蚀和溶解腐蚀导致;腐蚀产物以Fe和Cr的氧化物为主,其结构疏松,存在大量孔洞和裂纹;TP304不锈钢不适宜用作烟气脱硝用尿素水解装置氨气出口密封法兰材料。