尿素水解制氨工艺在烟气脱硝中的应用经验

4 尿素水解罐合理布置及安全性评价

合理优化氨气管道路径可以有效防止氨气管道因温降导致结晶的故障，经过综合考虑将尿素水解罐布置在锅炉房零米，尿素水解后的氨气管道布置在锅炉房内，可有效的降低热损失，提高氨气管道输送的可靠性。

在尿素水解项目水解器制氨系统是集压力容器、阀门、仪表、电气控制、钢结构底座、电伴热系统、防腐保温为一体的整体撬块模块化产品，其压力容器的检测、阀门管道的检测已在出厂前进行了全面检测，并且其中的电机、执行机构和相关设备均采用防爆产品。水解器制氨系统不属于火灾危险性较高的设备，从以下两方面进行说明：

4.1设备设计角度阐述

水解器本身有多重安全防护，包括但不限于关断蒸汽输入、泄放水解器内气相压力、泄放水解器内液相溶液、安全阀起跳、爆破片爆破等，以及在可能会产生泄漏的管道接口、法兰接口处均设置有进口氨泄漏监测仪，一旦检测到氨气泄漏将连锁控制关断反应器的运行，停止继续产生氨气并且将压力容器内的氨气排入水解器旁的废水箱融水稀释处理。

4.2产品气成分阐述

水解器产品气为尿素分解后的氨气、二氧化碳、水蒸气的混合气，其中氨气体积仅占产品气的37.5%。氨气分类为非易燃气体，由于其引燃的灵敏度较小，在正常处理中很少发生易燃的情况，在温度为651°C的条件下如果出现火焰或火花，氨蒸汽将会被点燃，但仅限于空气中氨的体积占15%~28%的范围之内，燃烧所产生的热量不足以维持继续燃烧，因此在移除火源之后将会被扑灭。

根据GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》，氨气的引燃温度为651°C，爆炸极限下限为15%，上限为28%，相对密度0.6，规范条文说明 “经验表明，氨很难被点燃，而且在户外释放的气体将会迅速扩撒，因此爆炸性气体环境的范围将被忽略。”

根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》第3．1．2 “同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时，厂房或防火分区内的生产火灾危险性类别应按火灾危险性较大的部分确定；当生产过程中使用或产生易燃、可燃物的量较少，不足以构成爆炸或火灾危险时，可按实际情况确定；当符合下述条件之一时，可按火灾危险性较小的部分确定：

（1） 火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区建筑面积的比例小于5％或丁、戊类厂房内的油漆工段小于10％，且发生火灾事故时不足以蔓延至其他部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施；”规范条文说明3.1.2条规定“另外，有的生产过程中虽然使用或产生易燃、可燃物质，但是数量少，当气体全部逸出或可燃液体全部气化也不会在同一时间内使厂房内任何部位的混合气体处于爆炸极限范围内，或即使局部存在爆炸危险、可燃物全部燃烧也不可能使建筑物着火而造成灾害。

如：机械修配厂或修理车间，虽然使用少量的汽油等甲类溶剂清洗零件，但不会因此而发生爆炸。所以，该厂房的火灾危险性仍可划分为戊类。

又如，某场所内同时具有甲、乙类和丙、丁类火灾危险性的生产或物质，当其中产生或使用的甲、乙类物质的量很小，不足以导致爆炸时，该场所的火灾危险性类别可以按照其他占主要部分的丙类或丁类火灾危险性确定。

(2)一般情况下可不按物质危险特性确定生产火灾危险性类别的最大允许量，参见表2。

表2 可不按物质危险特性确定生产火灾危险性类别的最大允许量

表2中氨的最大允许值为，与房间容积比值5L/m3，总量50m3。锡林浩特某电厂水解器压力容器的体积为27m3，两台水解器压力容器的总体积仅有54m3，其中一半体积为待反应的尿素溶液，产品气混合气中的氨气全部量不足11m3。按规范规定可不按乙类火灾危险性判定，故水解模块可放置在锅炉零米。

5结束语

由于国内近几年液氨储存和运输事故频发，脱硝还原剂由液氨变为尿素势在必行，通过对尿素水解系统在运行中存在的问题进行设计优化，保证了尿素水解制氨系统运行的安全性和稳定性，有效的保障了脱硝效率，满足了NOX的排放指标，具有较高的推广价值。

来源：微信公众号“除灰脱硫脱硝技术联盟”ID：dchlyxjs；本文由“除灰脱硫脱硝技术联盟”独家授权给“北极星环保网”转载，未经授权严禁转载

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