SCR尿素水解系統尿素水解反應器

基本反應原理

尿素（化學式：(CO(NH_2)_2)）與水（(H_2O)）反應，生成氨氣（(NH_3)）和二氧化碳（(CO_2)）。在反應過程中，水分子中的一個氫原子（(H)）與尿素分子中的一個氨基（(NH_2)）基團發生取代反應，形成氨和尿基（(OC(NH_2)_2)）中的一個羥基（(OH)），這是一個可逆反應，可以在適當的條件下向前或向后進行1。

反應步驟

尿素在預熱器中被加熱到一定溫度（如121℃），然后泵入水解反應器。在反應器中，尿素與水或催化劑在特定的溫度和壓力下（如130 - 180℃和0.17 - 0.2MPa）進行反應，反應生成中間產物氨基甲酸（(NH_2COONH_4)），然后進一步分解，生成氨氣和二氧化碳。該反應通常需要加熱或使用催化劑（如性物質氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)，它們能夠提供氫氧根離子(OH^-)，促使水的離解，從而加速水解反應的進行）來提高反應速率，因為尿素水解反應是一個緩慢的過程

脫硝領域

在電廠脫硝工程中，尿素水解制氨系統解決了液氨的裝卸、運輸、儲存等問題。尿素溶液在水解反應器中水解產生(NH_3)、(H_2O)和(CO_2)，產品氣隨后進入氨空氣混合器后噴入煙道用作煙氣脫硝的還原劑，水解器制氨備案隨制隨用，無需儲存，解決了電廠脫硝工程還原劑制備系統的安全隱患問題2。

合成尿素生產中的廢液處理

尿素溶液儲罐儲存尿素溶液，設置數量可能為兩只（滿足一定天數如5天的系統用量，濃度為40 - 60%尿素溶液），采用SS304不銹鋼制造，為立式平底結構，裝有液面、溫度顯示儀、人孔、梯子、通風孔及蒸汽加熱裝置等，罐體外實施保溫，設置尿素溶液伴熱管道系統，基礎為混凝土結構，露天放置時四周加有隔離防護欄并考慮多種現場情況變量4。

尿素溶液輸送泵為不銹鋼本體、碳化硅機械密封的離心泵，設兩臺泵一運一備，并列布置，用于將尿素溶液從儲罐輸送到水解反應器4。

尿素溶液（濃度約40 - 60%）被輸送到尿素水解反應器內，飽和蒸汽通過盤管的方式進入水解反應器（飽和蒸汽不與尿素溶液混合，通過盤管回流），水解反應器內的尿素溶液濃度可達到40 - 60%，氣液兩相平衡體系的壓力約為0.48 - 0.6MPa，溫度約為136 - 160℃4。

水解反應器材質采用316L不銹鋼，不需要額外添加壓縮空氣等防腐措施即滿足使用需求，使用壽命不少于30年，采用撬裝模塊化供貨，撬裝模塊集成與水解器本體相連的所有閥門、管道、儀表及電伴熱控制系統等。水解器模塊上所有尿素溶液和氨氣管線均設置電伴熱系統，其電伴熱系統集中顯示在電伴熱控制柜上顯示，水解器撬裝模塊上還集成氨氣管道自動清洗吹掃裝置，水解器壓力、液位測點設置冗余