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国产首套尿素水解装置在大型火电厂的工业应用及技术优化

北极星环保网来源:中国电力 惠润堂等2019/8/7 10:01:09我要投稿

3.2尿素水解系统

所设置的2台尿素水解器布置于尿素车间。每台尿素水解器的容量为2×330MW机组BMCR工况下的供氨量,即每台尿素水解器产氨量为232kg/h。将质量分数40%~60%的尿素溶液输送到尿素水解器内,蒸汽通过盘管的方式进入尿素水解器,蒸汽通过盘管回流,不与尿素溶液混合,冷凝水由疏水箱回收。尿素水解器内气液两相平衡体系的压力为0.48~0.6MPa,温度为130~160℃。由尿素水解器中出来的含氨成品气经厂区气氨管道输送到SCR反应器区。

4、工程技术优化

结合现场实际,参考对比尿素水解的传统工艺及进口技术,对国电东胜热电厂2×330MW机组脱硝工程尿素水解制氨系统进行了适当的技术优化。

4.1流程优化设计

尿素水解传统工艺主要应用于化工化肥领域,属于深度水解的范畴,通常采用多级串联塔的反应形式,技术比较成熟,但工艺流程较为复杂。传统工艺中涉及到尿素水解器的贫液回收问题,贫液排出反应器时有一定的温度和压力,溶于贫液中的氨一旦通入常压设备(贫液回收罐、溶解罐等)便会闪蒸出氨气,需增加氨洗涤塔、氨气闪蒸罐等附属设备,设备多、检修维护量大、氨气泄漏源头多,工作环境不友好。对国电东胜热电厂尿素水解流程进行优化设计,取消了传统工艺中的氨洗涤塔、氨气闪蒸罐等附属设备。优化后的尿素水解流程简单、设备少,与传统工艺比较如表2所示。

表2尿素水解流程优化前后技术比较

QQ截图20190807095629.jpg

整个尿素水解器采用撬装式模块设计,为机、电、控一体化的设备,包含了与尿素水解器相连接的管道、仪表、阀门和控制系统。尿素水解器模块占地面积小,可采用单元制将尿素水解模块布置在SCR区钢架上,也可采用公用制将尿素水解器模块布置在公共车间(如尿素溶液制备车间等),布置灵活,同时也便于水解装置的运输和使用。尿素水解器采用撬装模块设计,可实现出厂前单独提前调试,避免传统工艺现场众多设备的分系统调试,因此调试周期可由传统工艺现场调试的30天缩短至1周,能有效节省工程建设工期。

4.2产能及设备配置

进口技术的尿素水解器通常采用单元制布置,每台锅炉脱硝反应器钢架下方对应布置1台尿素水解器,单台尿素水解器的设计出力按规范要求的120%容量进行配置。采用这种单元制尿素水解器配置后,若尿素水解器发生故障,则整台机组的脱硝装置无法喷氨运行,系统可靠性降低。

国电东胜热电厂尿素车间紧靠锅炉房布置,尿素水解器采用公用制布置方式,集中布置于尿素车间。尿素水解器采用公用制布置与单元制布置的技术比较如表3所示。

表3尿素水解器布置方式技术比较

QQ截图20190807095622.jpg

公用制布置时,单台尿素水解器的出力能够满足2台机组满负荷的氨耗量,2台尿素水解器可实现互为备用,而增加单台尿素水解器出力后初投资较单元制布置初投资增加有限。

总之,采用公用制布置方式,缩短了尿素溶液输送距离,减少了输送管道尿素凝结堵塞几率,提高了系统可靠性;同时2台尿素水解器公用配置,故障时可互为备用,较单元制配置的安全性、可靠性均有提高。

延伸阅读:

大型燃煤机组脱硝尿素水解工艺说明(含与尿素热解对比)

烟气脱硝用尿素水解的计算与中试

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