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尿素脫硝和氨水脫硝如何選擇

admin_hbcy — Thu, 15 May 2025 00:59:18 +0000

1. 化學性質(zhì)與儲存

尿素（CO(NH?)?）
- 形態(tài)：固體顆粒或溶液（需溶解為40-50%尿素水溶液使用）。
- 儲存：固體尿素易儲存，無揮發(fā)性；溶液需防結(jié)晶（低溫時）。
- 安全性：無氨泄漏風險，腐蝕性較低，但高溫分解可能產(chǎn)生有害中間產(chǎn)物（如異氰酸）。
氨水（NH?OH，含NH?）
- 形態(tài)：液態(tài)，通常為20-30%氨的水溶液。
- 儲存：需密閉防揮發(fā)，有強烈刺激性氣味，對金屬和人體有腐蝕性。
- 安全性：氨泄漏風險高，需嚴格防護措施。

2.?反應機理

尿素
- 需高溫分解（通常＞160℃）生成NH?和CO?：
  
  $CO(NH?)? \to NH_{3} + HNCO (異氰酸需進一步水解)$
- 適合SNCR（高溫非催化）或SCR（需精確控制分解溫度）。
氨水
- 直接釋放NH?參與反應（SCR中更高效）：
  
  $NH_{4} OH \to NH_{3} + H_{2} O$
- 適用于中低溫SCR（150-400℃），無需分解步驟。

3.?應用場景

尿素
- SNCR技術(shù)：用于鍋爐/窯爐等高溫環(huán)境（900-1100℃）。
- SCR技術(shù)：需配備尿素熱解/水解設備（如電廠脫硝）。
- 優(yōu)點：運輸儲存方便，適合偏遠地區(qū)。
氨水
- SCR技術(shù)：直接噴射，響應快，適合連續(xù)穩(wěn)定運行的工業(yè)設施。
- 缺點：需處理氨泄漏風險，儲存條件嚴格。

4.?經(jīng)濟性與環(huán)保

成本：尿素單位氮成本通常高于氨水，但氨水運輸和防護費用更高。
環(huán)保：尿素無直接氨排放，但分解能耗高；氨水可能造成二次污染（如氨逃逸）。

5.?系統(tǒng)復雜性

尿素系統(tǒng)：需熱解爐/水解器等附加設備，投資較高。
氨水系統(tǒng)：直接噴射，設備簡單，但需氨氣稀釋系統(tǒng)。

總結(jié)選擇依據(jù)

優(yōu)先尿素：安全性要求高、高溫環(huán)境（SNCR）、或儲存運輸受限的場景。
優(yōu)先氨水：中低溫SCR、追求反應效率、且有完善氨管理設施的場合。

兩種還原劑的選擇需綜合考慮溫度條件、安全法規(guī)、運行成本及設備復雜度。

SCR脫硝的主要設備

admin_hbcy — Wed, 07 May 2025 06:18:52 +0000

SCR（選擇性催化還原）脫硝系統(tǒng)的主要設備

SCR（Selective Catalytic Reduction）是一種廣泛應用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、燃氣輪機等領域的脫硝技術(shù)，通過向煙氣中噴入還原劑（如氨或尿素），在催化劑作用下將NOx還原為N?和H?O。其主要設備包括以下核心部分：

1. 還原劑制備與儲存系統(tǒng)

液氨/氨水儲罐：儲存液態(tài)氨或氨水（需符合安全規(guī)范）。
尿素溶解與儲存系統(tǒng)（尿素-SCR）：
- 尿素溶解罐：將尿素顆粒溶解為尿素溶液（40%~50%濃度）。
- 尿素儲罐：儲存制備好的尿素溶液。
蒸發(fā)/混合系統(tǒng)（液氨-SCR）：將液氨蒸發(fā)為氣態(tài)氨，并與空氣混合稀釋至安全濃度（通常<5%）。

2. 還原劑噴射系統(tǒng)

噴氨格柵（AIG, Ammonia Injection Grid）：
- 多噴嘴設計，確保還原劑均勻噴入煙氣中。
- 通常安裝在SCR反應器前的煙道內(nèi)。
流量控制閥與計量模塊：精確調(diào)節(jié)還原劑噴射量（根據(jù)NOx濃度實時反饋）。

3. SCR反應器系統(tǒng)

反應器殼體：耐高溫、耐腐蝕鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)含催化劑層。
催化劑層：
- 類型：蜂窩式、板式或波紋式催化劑（常用成分為V?O?-WO?/TiO?）。
- 布置：通常為2~4層，預留備用層以延長使用壽命。
吹灰系統(tǒng)：
- 聲波吹灰器或蒸汽/壓縮空氣吹灰器，防止催化劑積灰堵塞。

4. 煙氣系統(tǒng)

煙道與導流板：確保煙氣均勻通過催化劑層，避免偏流。
煙氣加熱系統(tǒng)（可選）：在低溫工況下預熱煙氣至催化劑活性溫度（通常280~400℃）。

5. 控制系統(tǒng)與監(jiān)測儀表

NOx/O?在線分析儀：實時監(jiān)測入口/出口NOx濃度。
氨逃逸監(jiān)測儀：控制過量氨噴射（防止逃逸氨造成污染）。
DCS/PLC控制系統(tǒng)：自動調(diào)節(jié)噴氨量，優(yōu)化脫硝效率（目標脫硝率通常>80%）。

6. 輔助設備

稀釋風機：為氣態(tài)氨提供稀釋空氣。
廢水處理系統(tǒng)（尿素-SCR）：處理尿素水解產(chǎn)生的廢液。
安全設施：氨泄漏檢測儀、應急噴淋系統(tǒng)等。

關(guān)鍵設計參數(shù)

溫度窗口：催化劑最佳工作溫度（燃煤電廠通常300~400℃）。
空速（SV）：煙氣在催化劑內(nèi)的停留時間。
NH?/NOx摩爾比：通常控制在0.8~1.2，避免氨逃逸。

SCR系統(tǒng)的設備選型和布置需根據(jù)具體燃料類型、煙氣條件及排放標準優(yōu)化。

尿素脫硝的基本設備介紹

admin_hbcy — Mon, 31 Mar 2025 09:14:21 +0000

尿素脫硝（Urea-Based Selective Catalytic Reduction,?Urea-SCR）是一種利用尿素溶液作為還原劑，在催化劑作用下將煙氣中的氮氧化物（NOx）轉(zhuǎn)化為氮氣（N?）和水（H?O）的技術(shù)，廣泛應用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、船舶發(fā)動機等領域的尾氣處理。其核心設備組成如下：

1. 尿素溶液儲存與供應系統(tǒng)

尿素儲罐：存儲尿素溶液（通常為40%~50%濃度的車用尿素溶液，即AdBlue）。
輸送泵：將尿素溶液從儲罐輸送至計量系統(tǒng)。
加熱裝置：防止尿素溶液在低溫下結(jié)晶（需維持溫度在0℃以上）。

2. 尿素溶液計量與噴射系統(tǒng)

計量模塊：精確控制尿素溶液的噴射量（根據(jù)NOx濃度、煙氣流量等參數(shù)自動調(diào)節(jié)）。
噴射器（噴嘴）：將尿素溶液霧化后噴入煙氣管道或混合區(qū)。
壓縮空氣系統(tǒng)：輔助霧化尿素溶液（部分系統(tǒng)采用空氣輔助噴射）。

3. 熱解/水解反應系統(tǒng)

尿素溶液需分解為**氨氣（NH?）**才能參與SCR反應，根據(jù)工藝不同分為：

熱解爐（Decomposition Chamber）：
尿素溶液在高溫（300~500℃）下熱解為NH?和異氰酸（HNCO），需配套加熱器或利用煙氣余熱。
水解反應器：
在催化劑作用下，尿素溶液水解為NH?和CO?（適用于低溫場景）。

4. 混合與均布系統(tǒng)

靜態(tài)混合器/導流板：確保氨氣與煙氣均勻混合，避免局部濃度過高或過低。
噴氨格柵（AIG, Ammonia Injection Grid）：多噴嘴設計，優(yōu)化氨氣分布。

5. SCR反應器（核心設備）

催化劑層：
裝載V?O?-WO?/TiO?等催化劑，在280~400℃下催化NOx與NH?反應：

$4 NO + 4 N H_{3} + O_{2} \to 4 N_{2} + 6 H_{2} O$
吹灰系統(tǒng)：
定期清除催化劑積灰（聲波吹灰或蒸汽吹灰）。

6. 控制系統(tǒng)

PLC/DCS控制柜：
實時監(jiān)測NOx濃度、溫度、流量等參數(shù)，調(diào)節(jié)尿素噴射量。
CEMS（煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)）：
反饋脫硝效率，優(yōu)化運行。

7. 輔助設備

稀釋水系統(tǒng)（可選）：用于調(diào)節(jié)尿素溶液濃度。
廢液回收裝置：處理設備沖洗或泄漏的尿素溶液。
保溫與伴熱系統(tǒng)：防止管道和設備低溫結(jié)晶。

關(guān)鍵注意事項

溫度控制：SCR反應需適宜溫度，煙氣溫度過低需加熱，過高可能損壞催化劑。
氨逃逸：過量氨氣會形成二次污染，需嚴格控制噴射量。
催化劑壽命：定期檢測催化劑活性，防止中毒（如砷、堿金屬）或堵塞。

簡化流程示意圖

尿素儲罐 → 輸送泵 → 計量模塊 → 噴射器 → 熱解/水解 → 氨氣混合 → SCR反應器 → 凈化煙氣

此系統(tǒng)通過精準控制實現(xiàn)高效脫硝，需根據(jù)具體工況（如煙氣成分、溫度）設計設備參數(shù)。

SCR脫硝——使用尿素脫硝流程

admin_hbcy — Tue, 10 Dec 2024 01:04:26 +0000

SCR（選擇性催化還原）脫硝技術(shù)是一種通過尿素作為還原劑，將氮氧化物（NOx）轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)氮氣（N2）和水（H2O）的方法。以下是SCR脫硝過程中使用尿素的詳細流程：

尿素溶液的制備：首先，將固體尿素與去離子水混合，制成濃度為40%至50%的尿素溶液。這一步通常在溶解罐中進行，尿素粉末通過螺旋給料機輸送到溶解罐里，然后用去離子水溶解。

尿素溶液的儲存與供應：制備好的尿素溶液儲存在儲罐中，儲罐通常設有加熱裝置以保持溶液溫度不低于40°C，以確保其流動性。尿素溶液通過供液泵、計量與分配裝置輸送到霧化噴嘴，然后進入絕熱分解器。

尿素溶液的熱解：在絕熱分解器中，尿素溶液被加熱至高溫（通常在600℃左右），在此過程中尿素分解生成氨（NH3）、二氧化碳（CO2）和水蒸氣。這個過程稱為尿素的熱解法。

氨氣的生成與噴射：分解產(chǎn)生的氨氣與稀釋空氣混合均勻后，通過噴槍噴入SCR反應器中。噴槍通常使用雙流體霧化技術(shù)，將尿素溶液霧化成微小顆粒，以增加與煙氣的接觸面積，提高反應效率。

脫硝反應：在SCR反應器中，氨氣與煙氣中的NOx在催化劑的作用下發(fā)生還原反應，生成氮氣和水。這一過程主要依賴于催化劑提供的活性位點，使氨與NOx充分反應。

余氨去除與排放：為了防止氨氣的逃逸對環(huán)境造成影響，需要在SCR系統(tǒng)后設置氨氧化或吸收裝置，以去除可能殘留的氨氣，確保排放的煙氣符合環(huán)保標準。

系統(tǒng)控制與監(jiān)測：整個SCR系統(tǒng)由電控單元進行控制，根據(jù)煙氣流量、催化劑溫度和NOx濃度等參數(shù)精確計算所需的尿素噴射量，并通過傳感器進行實時監(jiān)測和調(diào)整，以確保系統(tǒng)的高效運行。

SCR脫硝技術(shù)通過尿素的熱解生成氨氣，并在催化劑的作用下將NOx還原為無害物質(zhì)，從而達到減少氮氧化物排放的目的。這種方法相比傳統(tǒng)的SNCR技術(shù)具有更高的靈活性和效率，并且由于尿素的物理性質(zhì)較為安全，因此在工業(yè)應用中得到了廣泛使用。

煙氣脫硝——液氨改尿素

admin_hbcy — Wed, 27 Nov 2024 02:00:43 +0000

液氨改尿素是一種在工業(yè)和農(nóng)業(yè)領域中逐漸普及的技術(shù)變革，旨在通過化學反應將液氨轉(zhuǎn)化為尿素。這一過程涉及多個方面，包括化學反應條件的精確控制、工藝流程的調(diào)整以及設備的改造升級。液氨改尿素不僅有助于推動綠色生產(chǎn)，還具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

液氨改尿素技術(shù)的應用主要集中在脫硝還原劑的替代上。由于液氨具有易揮發(fā)、易燃易爆、有毒有腐蝕等特性，其存儲、運輸和使用過程中存在較大的安全隱患。相比之下，尿素作為脫硝還原劑，其性質(zhì)較為穩(wěn)定，不屬于危險產(chǎn)品，運輸和儲存相對安全，使用過程更加安全。因此，采用尿素替代液氨能夠有效降低企業(yè)的法律風險，并提高安全性。

在技術(shù)路線方面，尿素熱解和水解制氨技術(shù)是兩種主要的工藝方法。尿素熱解制氨技術(shù)通過高溫煙氣或電加熱器分解尿素溶液，生成NH3、H2O和CO2，而尿素水解制氨技術(shù)則通過蒸汽加熱尿素溶液使之汽化分解。這兩種方法各有優(yōu)劣，但總體來看，尿素水解制氨技術(shù)因其運行穩(wěn)定性和安全性較好而被廣泛采用。

此外，液氨改尿素項目在實施過程中需要進行相應的設備改造，以適應尿素生產(chǎn)的需求。例如，反應器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)需要滿足尿素生產(chǎn)的要求，輸送管道和閥門等附件也需要進行相應的更換和調(diào)整。這些改造措施確保了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和安全。

液氨改尿素技術(shù)不僅在安全性方面具有顯著優(yōu)勢，而且在環(huán)保效益和經(jīng)濟效益方面也表現(xiàn)出色。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低，尿素在脫硝還原劑市場的競爭力將逐漸增強。

SCR脫硝過程關(guān)于尿素的用量問題

admin_hbcy — Tue, 03 Sep 2024 03:28:41 +0000

SCR脫硝系統(tǒng)中尿素的用量計算是一個復雜的過程，需要考慮多種因素。我們可以得出以下結(jié)論：

尿素溶液的儲存和供給：尿素溶液一般以尿素水溶液（AdBlue）的形式供給，并且其儲存和供給需要符合相應的規(guī)范和要求，以確保系統(tǒng)的正常運行。

尿素熱解系統(tǒng)：在SCR煙氣脫硝過程中，尿素熱解系統(tǒng)的能耗較高，可以通過采用高溫煙氣換熱器代替電加熱器來降低運行成本。

尿素溶液儲罐：例如，在某臺1000MW超超臨界機組中，尿素溶液儲罐設置有兩臺，每臺容積為135 m3，能夠滿足BMCR工況下不少于6天的尿素溶液用量需求。

尿素泵的功能：SCR尿素泵的主要功能是精確地計量和輸送尿素溶液到排氣系統(tǒng)中的SCR催化器，確保尿素溶液以適當?shù)牧亢蛪毫Ρ粐娙肱艢饬髦校瑥亩畲蠡呋€原反應的效率。

綜上所述，SCR脫硝系統(tǒng)中尿素的用量不僅取決于具體的工況和設備配置，還需要通過專業(yè)的計量和分配裝置進行精確控制。

煙氣SCR脫硝工藝還原劑的選擇

admin_hbcy — Fri, 28 Jun 2024 06:41:33 +0000

在選擇煙氣治理技術(shù)時常會選擇SCR工藝，此工藝選擇還原劑時面臨選擇尿素好還是氨水，其實氨水、尿素各有優(yōu)缺點，具體選擇應根據(jù)實際需求和條件來決定。

氨水

優(yōu)點：氨水的生產(chǎn)成本較低，維護量和人工量也較少。此外，氨水適用于溫度較低條件下的脫硝，氨水理論熱解溫度為180℃，適用于煙氣溫度較低的SCR催化還原系統(tǒng)。

缺點：20%以上氨水屬于危險化學品，20%以下氨水不屬于?；贰０彼哂卸喾N危險特性，包括易燃、易爆、有毒和腐蝕性等，氨水在儲存和使用過程中需要特別注意防火和防爆措施，此外，氨水具有刺激性氣味，容易揮發(fā)，對皮膚、黏膜和眼睛有刺激作用。

尿素

尿素制氨工藝的主要可分為尿素溶液制備與存儲以及尿素分解制氨兩部分。根據(jù)尿素分解制氨工藝的不同，尿素制氨工藝分為尿素水解工藝和尿素熱解工藝。

優(yōu)點：尿素熱解理論溫度為350℃，適用于中高溫煙氣溫度的SCR催化還原系統(tǒng)。尿素制氨系統(tǒng)解決了氨水的裝卸、運輸、儲存等過程中的安全問題，安全性和便捷性較高。

缺點：尿素溶解需要人工操作。

其它以前液氨作為強效脫硝還原劑也被經(jīng)常使用，近年來因其本身具有高度的危險性（液氨需在壓力容器中儲存和運輸，一旦泄漏，會迅速蒸發(fā)成氣體，對人體健康造成嚴重威脅，如呼吸道刺激、眼睛燒傷甚至死亡。此外，液氨的泄漏還可能導致環(huán)境污染和設備腐蝕問題）已逐步被尿素取代。

所以建議脫硝還原劑用量大的首選尿素作為還原劑，脫硝還原劑用量較小的首選20%以下的氨水作為還原劑。