火电厂烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨技术研究

北极星环保网讯:尿素水解制氨技术安全性较好,能耗水平较低,但系统响应速率较慢,难以适应SCR烟气脱硝要求。为此,研究出一种尿素催化水解制氨新技术。介绍该技术原理、工艺流程和控制策略,并且对几种尿素制氨技术进行了综合对比;以成功应用于大唐长春第二热电厂6号机组脱硝工程尿素催化水解系统为例,介绍该技术的应用效果。研究结果表明,所研究的尿素催化水解制氨技术是一种先进的低能耗尿素制氨新技术,具有很好的市场应用前景。

随着国家环保标准要求越来越高,脱硝装置已经成为火电机组必备环保设施,其中选择性催化还原(SCR)脱硝装置应用最为广泛。SCR脱硝装置主要采用氨气作为还原剂,在催化剂作用下,将氮氧化物(NOx)还原成氮气和水,从而达到脱硝的目的。目前,SCR脱硝制氨技术主要有2种,一种是采用液氨法,一种是采用尿素法。液氨作为脱硝还原剂,存在较大的安全隐患,因此尿素制氨技术在城市周边电厂和热电厂脱硝工程中得到了应用。

目前,尿素制氨技术主要包括尿素热解制氨技术、普通尿素水解技术和尿素催化水解制氨技术。尿素热解制氨技术是利用高温空气加热分解制氨,反应速度快,应用广泛但需采用大功率电加热器,耗能较高。尿素水解技术是在一定温度压力下,尿素溶液进行水解反应产生氨气。

尿素水解又分为普通尿素水解和尿素催化水解。普通尿素水解技术能耗水平较低,但是系统响应速率较慢[1-3]。为了提高尿素水解反应速率,本文研究了一种尿素催化水解制氨技术,其在普通尿素水解技术的基础上,加入一种催化剂,极大地提高了水解反应速率,能耗水平较尿素热解有很大降低,反应速率又比普通尿素水解提高很多,因此具有很好的应用前景。该技术已经成功应用于大唐长春第二热电厂,通过性能试验表明,各项指标均达到预期目标。

1.3控制策略

尿素水解系统采取DCS进行控制,控制策略主要由模拟量控制、顺序控制和连锁保护控制组成。模拟量控制的主要任务是保证尿素水解系统的温度、液位和压力运行在设定范围内;模拟量控制主要包括水解反应器液位控制、水解反应器温度/压力控制和氨气混合气控制。

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