基本反應(yīng)原理

尿素（化學(xué)式：(CO(NH_2)_2)）與水（(H_2O)）反應(yīng)，生成氨氣（(NH_3)）和二氧化碳（(CO_2)）。在反應(yīng)過程中，水分子中的一個(gè)氫原子（(H)）與尿素分子中的一個(gè)氨基（(NH_2)）基團(tuán)發(fā)生取代反應(yīng)，形成氨和尿基（(OC(NH_2)_2)）中的一個(gè)羥基（(OH)），這是一個(gè)可逆反應(yīng)，可以在適當(dāng)?shù)臈l件下向前或向后進(jìn)行1。

反應(yīng)步驟

尿素在預(yù)熱器中被加熱到一定溫度（如121℃），然后泵入水解反應(yīng)器。在反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成中間產(chǎn)物氨基甲酸（(NH_2COONH_4)），然后進(jìn)一步分解，生成氨氣和二氧化碳。該反應(yīng)通常需要加熱或使用催化劑（如性物質(zhì)*(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(yīng)的進(jìn)行）來提高反應(yīng)速率，因?yàn)槟蛩厮夥磻?yīng)是一個(gè)緩慢的過程

脫硝領(lǐng)域

在電廠脫硝工程中，尿素水解制氨系統(tǒng)解決了液氨的裝卸、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等問題。尿素溶液在水解反應(yīng)器中水解產(chǎn)生(NH_3)、(H_2O)和(CO_2)，產(chǎn)品氣隨后進(jìn)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(chǔ)存， 解決了電廠脫硝工程還原劑制備系統(tǒng)的安全隱患問題2。

合成尿素生產(chǎn)中的廢液處理

尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存尿素溶液，設(shè)置數(shù)量可能為兩只（滿足一定天數(shù)如5天的系統(tǒng)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(jié)構(gòu)，裝有液面、溫度顯示儀、人孔、梯子、通風(fēng)孔及蒸汽加熱裝置等，罐體外實(shí)施保溫，設(shè)置尿素溶液伴熱管道系統(tǒng)，基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)，露天放置時(shí)四周加有隔離防護(hù)欄并考慮多種現(xiàn)場情況變量4。

尿素溶液輸送泵為不銹鋼本體、碳化硅機(jī)械密封的離心泵，設(shè)兩臺(tái)泵一運(yùn)一備，并列布置，用于將尿素溶液從儲(chǔ)罐輸送到水解反應(yīng)器4。

尿素溶液（濃度約40 - 60%）被輸送到尿素水解反應(yīng)器內(nèi)，飽和蒸汽通過盤管的方式進(jìn)入水解反應(yīng)器（飽和蒸汽不與尿素溶液混合，通過盤管回流），水解反應(yīng)器內(nèi)的尿素溶液濃度可達(dá)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(yīng)器材質(zhì)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(tǒng)等。水解器模塊上所有尿素溶液和氨氣管線均設(shè)置電伴熱系統(tǒng)，其電伴熱系統(tǒng)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(dòng)清洗吹掃裝置，水解器壓力、液位測點(diǎn)設(shè)置冗余4。

2臺(tái)爐設(shè)置2臺(tái)水解反應(yīng)器，一用一備，水解反應(yīng)器布置在尿素車間，單臺(tái)水解反應(yīng)器設(shè)備出力滿足兩臺(tái)爐BMCR負(fù)荷下設(shè)計(jì)入口NOx濃度時(shí) 氨耗量，并且尿素溶液供應(yīng)及尿素水解反應(yīng)器的制氨能力有10%的裕量，保證機(jī)組在任何工況下尿素水解反應(yīng)器能滿足脫硝反應(yīng)，不影響脫硝效率

在合成尿素的生產(chǎn)過程中，從解吸器排出的廢液仍含有尿素。通過水解塔在一定條件下（如1.7MPa和200℃），經(jīng)過充分的停留時(shí)間，使廢液中的尿素被蒸汽水解成氨和二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)廢液的凈化和資源的回收3。、、

尿素溶液儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)

尿素水解系統(tǒng)核心 - 尿素水解反應(yīng)器模塊