环保技术；能源与环境；ＣＮ３５－１２７２／ＴＫ；燃煤电站ＳＣＲ脱硝技术中尿素热解和水解制氨技术对；汪建光；（福建省特种设备监督检验院；摘要关键词；福建福州３５０００３）；通过比较ＳＣＲ脱硝技术中尿素热解和水解制氨两种工；ＳＣＲ脱硝技术热解水解；文献标识码：Ａ；文章编号：１６７２－９０６４（２００８）０４－０；中图分类号：ＴＫ２２３．２５；我国于１９９１年制定
能源与环境
ＣＮ３５－１２７２／ＴＫ
燃煤电站ＳＣＲ脱硝技术中尿素热解和水解制氨技术对比
（福建省特种设备监督检验院
摘要关键词
福建福州３５０００３）
通过比较ＳＣＲ脱硝技术中尿素热解和水解制氨两种工艺，发现热解技术比水解技术具有一定的优越性
ＳＣＲ脱硝技术热解水解
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－９０６４（２００８）０４－００５９－０２
中图分类号：ＴＫ２２３．２５
我国于１９９１年制定了第１部《火电厂污染物排放标准》，在此后的１２ａ间，历经了两次修订（１９９６版和２００３版），排放标准日益严格。在国家颁布的最新排放标准中，对电站ＮＯｘ排放有了严格的规定，２００４年以后的燃煤电厂的ＮＯｘ最高允许排放浓度为４５０ｍｇ／ｍ３。该排放限值已经接近于目前燃烧过程控制技术所能达到的最高水平，若要进一步降低ＮＯｘ的排放浓度，必须采用烟气后处理技术。近年来国家环保总局已批复
美国燃料公司在１９９０～１９９２年期间也开发自己的尿素水解技术，并且取得了两个美国专利（５，３９９，３２５和５，５４３，１２３）。其水解技术在瑞典进行了示范应用，结果由于用户不能接受高压设备以及ＮＨ３的气味，最终放弃了水解技术的商业应用，转而开始研究尿素的热解技术。
尿素热解目前主要采用ＮＯｘＯＵＴＵＬＴＲＡ方法。美国燃料公司于１９９５～２０００年期间，在实验室研究开发了尿素的热解技术，ＮＯｘＯＵＴＵＬＴＲＡＴＭ是美国燃料公司尿素热解的注册名称，与该项技术相关的美国专利共计４２项。２００２年成功地实施了第１个尿素热解的商业应用。目前已在１６台机组上得到了应用，最大的机组容量是５４０ＭＷ，在美国的ＮＩＰＳＣＯ－
２Ｏ个左右的电厂要求安装烟气脱硝装置，固定源烟气脱硝将
成为我国继脱硫后下一个爆发性增长的市场。目前，ＳＣＲ是国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。其原理是在催化剂的作用下，通过添加合适的还原剂，将ＮＯｘ选择性还原为无害的Ｎ２而排放。根据还原剂的不同可分为氨选择性催化还原ＮＯｘ（ＮＨ３－ＳＣＲ）和碳氢化合物选择性催化还原ＮＯｘ（ＨＣ－ＳＣＲ）技术；其中，ＮＨ３－ＳＣＲ技术是固定源烟气脱硝的主流技术，在国氨外已得到广泛应用。ＳＣＲ技术中ＮＨ３的来源有３种：液氨、水、尿素。其中尿素易于运输和保存、无毒性，得到了广泛的应用。尿素制取氨，通常有两种方法：热解和水解。水解法是将尿素以水溶液的形式加以分解。热解法是直接快速加热雾化后的尿素溶液进行分解。下面对尿素热解和水解技术进行全方位的对比。
Ｓｃｈａｈｆｅｒ和ＮＩＰＳＣＯ－ＭｉｃｈｉｇａｎＣｉｔｙ电站。
２尿素热解和水解工艺的经济性比较
表１项目设备投资／万元
尿素热解和水解工艺经济性比较尿素水解尿素热解
备注取平均值
２３００１０２９５１５０１２７０１３１１
２８００１０２９－３８１４１９１１２７２
尿素费用／万元／ａ安全管理费用／万元／ａ
电耗／万元／ａ蒸汽／万元／ａ天然气／（燃油）／（万元／ａ）运行费用合计／万元／ａ
１６８０元／ｔ压力容器年检
０．２７元／ｋＷ．ｈ，原报Ｕ２Ａ尿素水解工艺中，均缺稀释风加热装置，每炉约需２００ｋＷ。
１尿素热解和水解技术以及业绩的比较
尿素水解目前主要采用ＡＯＤ方法和Ｕ２Ａ方法，ＡＯＤ法
６０元／ｔ（厂价）１．８元／Ｓｍ３天然气
起始于１９９６～１９９７年，Ｕ２Ａ方法大约在１９９９年。ＡＯＤ方法的专利（美国专利号：５，９８５，２２４、６，０９３，３８０和６，６１６，９０１）拥有者
Ｈｅｒａ，ＬＬＣ公司１９９９年向ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｌｅｍｅｎｔｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
转让了该技术，由后者来设计、制造以及市场化。第１套运行的ＡＯＤ在１台５８０ＭＷ的机组上，时间是２０００年。根据资料报道，到２００３年有２３套系统投入商业运行。Ｕ２Ａ方法的专利拥有者是ＥＣ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ公司（美国专利号：６，０７７，
备注：以上计算以４台２５０ＭＷ机组为统计基准。
从表１分析可以看出，尿素热解和水解运行费用相当。
３尿素水解和热解响应时间比较
水解法是将尿素以水溶液的形式加以分解，跟踪机组负
荷变化的速度稍慢，而热解属于直接快速加热雾化后的尿素溶液进行分解，跟踪机组负荷变化的速度较快。水解的响应时间约５～１５ｍｉｎ，而热解的响应时间仅为５～１０ｓ。
尿素水解系统响应时间较慢的原因是水解反应的特征所决定的，要使尿素的水溶液水解成ＮＨ３需要一定的条件和时间。例如水解需要的理想温度是４００°Ｃ，理想的压力大约是
４９１）。第１个示范项目在美国的ＡＥＳＡｌａｍｉｔｏｓ电站，时间是２０００年１０月。根据资料报道，有１０，０００ＭＷ的机组采用了Ｕ２Ａ技术（时间２０００～２００６年）。ＥＣ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ公司
将专利转让给了ＨａｍｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｏｔｔｒｅｌｌ和Ｗａｈｌｃｏ，电站，时间是２００２年，机组容量４５０ＭＷ。
Ｉｎｃ．公
司，它们的第１个商业应用案例是在ＡＥＳ的ＨｕｎｔｉｎｇｔｏｎＢｅａｃｈ
２．８ＭＰａ，而ＡＯＤ和Ｕ２Ａ两种水解方法的实际温度只有２１０°Ｃ，
作者简介：汪建光（１９７９～），男，毕业于东北电力学院，现就职于福建省特种设备监督检验院。
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能源与环境
ＣＮ３５－１２７２／ＴＫ
设计压力只有１．７ＭＰａ，这势必至于不能完全水解，进而尿素的水解产物在水解器内多次循环，因而所需要的时间就特别地长。水解反应的不完全性导致无法预测ＮＨ３的生成量，因而也就无法很快地跟踪ＮＯｘ的瞬时变化，造成要么ＮＨ３喷多了增加氨逃逸，要么ＮＨ３喷少了降低脱硝效率的现象。就水解的
获得和利用的热烟气量和品质。值得强调的是，尿素热解的关键技术是在化学动力学和流体动力学方面，而不在热量来源方面。空气比热为１．０１ｋＪ／ｋｇ℃，假如稀释助燃空气经过锅炉尾部烟道由２０℃加热到２００℃，每台２５０ＭＷ锅炉ＳＣＲ的稀释风量为３８１３Ｎｍ３／ｈ。天然气低位发热量３２．７ＭＪ／ＳＭ３，单价１．８元／使用空气预热可减少天然气用量１０．９６ＳＭ３／ｈ，每年可节省ＳＭ３。
ＡＯＤ和Ｕ２Ａ法来说，使用前就必须预先制备一些ＮＨ３存放在
容器中，额外增加了一个危险源。
如果将ＳＣＲ的运行和锅炉运行割裂开来，就是说，锅炉的负荷变化或起停过程中不考虑ＮＯｘ的严格控制，那么，水解系统的响应速度应该不会影响锅炉的正常运行。但是，如果在锅炉负荷变化和起停过程中也要严格控制ＮＯｘ的排放，那么锅炉负荷变化的速率就有可能受到水解系统的限制。此外ＡＯＤ和Ｕ２Ａ两种水解方法没有所谓的“热”启动，必须从“冷”启动，需要数小时。
６５７６０ＳＭ３燃气，每年节省燃气费１１．８万元。
尿素水解反应需要在高温高压条件下进行，完全水解需要的是低浓度尿素溶液（＜１０％），２１０°Ｃ以上的温度和１．７ＭＰａ以上的压力。每台２５０ＭＷ锅炉年需２１０°Ｃ以上的温度和
１．７ＭＰａ以上压力的蒸汽２１０００ｔ左右。
尿素水解工艺（Ｕ２Ａ方法和ＡＯＤ方法）存在的问题
（１）腐蚀问题。氨溶液造成水解反应器的腐蚀。由于水解
４尿素水解和热解有关污染物产生及污染物对设
尿素水解产生的“污染物”是联二脲、１，３－二－氨基甲酰尿
反应器是高压设备（２０ｋｇ／ｃｍ２左右），容器内又储存着危险物品氨气，腐蚀可能造成的泄漏是一个严重安全隐患。有报道说美国加州一台Ｕ２Ａ尿素水解系统的年腐蚀速率达１５％～２０％。
（２）运行问题。当系统发生意外停运时，尿素水解系统必须由冷态启动，每次冷态启动的时间长达数小时，在此期间
备的影响比较
素、氰尿酸（Ｂｉｕｒｅａ、污染Ｔｒｉｕｒｅｔ、ＣｙａｎｕｒｉｃＡｃｉｄ）等聚合物，这些“物”会和“爆米花状”（ｐｏｐｃｏｒｎ）飞灰一起形成大堵塞。沉积的爆米花状”飞灰和尿素水解产生“污染物”造成的严重堵塞会“
直接影响锅炉以及ＳＣＲ的正常运行。比如，堵塞造成ＳＣＲ压降增大，引风机出力受限，锅炉负荷不可避免地受到限制，更加严重的就是机组被迫停运处理堵塞问题。
尿素热解方法原则上不会产生造成ＳＣＲ设备堵塞的“污染物”。
ＳＣＲ系统就无法投入运行。运行中对ＮＯｘ浓度变化的响应时
间较长，约５～１５ｍｉｎ。
全面对比尿素的水解和热解技术后，发现热解技术比水
解技术具有一定的优越性，尤其是在响应时间和腐蚀方面。
尿素水解和热解工艺上的优缺点及能量消耗比
在美国燃料公司的尿素热解技术专利中，热源可以来自
梁斌，邱礼有，ＣＡＬＩＳＨＰＡ，ｖａｎｄｅｎＢＬＥＥＫＣＭ．Ｃｅ／β－分子筛催化剂上ＮＨ３选择还原ＮＯＸ反应动力学研究．高校化学工程学报，１９９９周立新．工业脱硫脱硝技术问答．北京：化学工业出版社，２００６
锅炉的许多部位，因此，采用热烟气或余热没有什么技术上的难度。初步估计可以减少５０％或更多的燃料耗量，取决于可以
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（上接第５０页）
片的滞尘量随着环境中粉尘含量的增多而增大［６］。
经测定，阜新市主要绿化树种的滞尘能力有较大的差异，单位面积的滞尘量可达２倍以上。选择滞尘能力强的树种可以产生较大的环境效益。落叶乔木中，臭椿，银杏是阜新市优良的滞尘树种，榆叶梅和紫丁香为滞尘能力较强的落叶灌木，滞尘能力较强的绿篱是榆树。测定树种的滞尘能力是城市绿地系统设计的依据。高大的乔木能滞阻、过滤外界降尘，吸收人体呼吸范围内空气中的颗粒物。灌草则能有效的减少地面的扬尘，以乔灌草不同生活型的植物进行搭配，既可以形成不同的景观结构，又可以提高城市绿地绿化减尘效应，对减轻城市降尘改善环境具有重要的意义。
１２３４５６
符气浩，杨小波，吴庆书．城市绿化的生态效益．中国林业出版社，１９９６陈字新，苏雪痕，刘少宗．北京城市园林绿化生态效益的研究（６）．中国戴天兴．城市环境生态学．中国建材工业出版社，２００２
李宏伟，马云东．阜新市大气污染分布规律研究．安全与环境学报，张新献，古润泽，张自新．北京城市居住区绿地的滞尘效应．北京林业赵勇，李树人，阎志平．城市绿地的滞尘效应及研究方法．华中农业大学
园林，１９９８，６（４）
２００５，５（６）
大学学报，１９９７，１９（４）
学报，２００２，２１（６）
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实现建筑节能１．１亿ｔ标准煤
建设部将从以下几方面落实“十一五”期间建筑节能１．１亿ｔ标准煤的目标任务：一是新建建筑节能７０００万ｔ；二是北方地区供热体制改革和既有居住建筑节能改造节能１６００万
ｔ；三是大型公共建筑节能管理与改造节能ｌ１００万ｔ，四是可再
生能源建筑中规模化应用节能１１００万ｔ；五是在建筑中推广绿色照明节能２００万ｔ。
２００８．ＮＯ．４．６０
包含各类专业文献、各类资格考试、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、行业资料、燃煤电站SCR脱硝技术中尿素热解和水解制氨技术对比36等内容。　
　占地面积小、运行安全稳定可靠,逐渐成为电厂选 择脱硝还原剂制备系统的主流技术。...先分别介绍及对比如下: 二、技术介绍 2.1 尿素水解制氨技术尿素水解制氨工艺... 　SCR脱硝系统还原剂尿素和液氨选型对比 SCR脱硝系统还原剂尿素和液氨选型对比_能源...很少采用尿素水解法。尿素热解法为美国燃料技术公司特有的制氨方法。 工艺流程... 　尿素热解制氨系统方案_化学_自然科学_专业资料。1 主要设计原则及技术要求 3.1...燃煤电站SCR脱硝技术中尿... 2页 1下载券 燃煤电站SCR脱硝技术中尿... 2页... 　水蒸气的均匀混合气体, 用于给 SCR 脱硝系统供给 ...2、相对氨水蒸发和尿素热解制氨工艺,尿素水解制氨...综 上建议采用尿素水解制氨技术。 四、 水解器反应... 　尿素深度水解制氨技术在电厂脱硝系统中的应用_能源/化工_工程科技_专业资料。尿素...文章介绍了尿素合成工艺中的尿素深度水解技术经过改 进,应用于 SCR 技术的还原... 　SCR 脱硝技术及其脱硝催化剂生产工艺 1、概述 SCR(selective catalytic reduction)...需要被溶解在水中,在制取 蒸汽时需要被分级与蒸发,有热解法和水解法尿素制氨... 　尿素法脱硝热解炉技术资料_信息与通信_工程科技_...所设计的尿素制氨工艺满足: 还原剂的供应量能满足...每台热解炉出口至 SCR 反应器管道要求有流量测量... 　2011 年, 国华北京热电分公司首次将 SNCR-SCR 工艺应用于国内燃煤电厂烟气脱硝...4. 还原剂制备系统 还原剂是由尿素热解制成氨,然后以一定的压力流出,进入氨 ... 　反应器系统、省煤器旁路、SCR 旁路、检测控 制系统...加热器放置在无水氨的液体中 ,通过氨储罐内 的...SNCR 脱硝技术 SNCR 脱硝技术是将 NH3、 尿素等...您的位置： &
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