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尿素现场制氨技术优势

[ 发布日期:2017-05-16 点击:644 来源:洛阳宏昌工贸有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  尿素现场制氨新技术具有节能减排、经济效益及社会效益好等特点:

    1)尿素为固体,运输储存方便,不受限制。

  (2)尿素原料充分利用:尿素制氨新技术使尿素的全部元素得到利用,并使产品得到了增值。

  (2)节能减排:反应温度低、能量消耗少,达到了真正的零排放。

  (3)提高了用氨安全性:产生的氨直接用于脱硫脱硝,不用储存,降低了运输、储存和使用液氨或氨水所带来的安全风险。

  (4)经济效益高:生产的氨气直接用于脱硫脱硝,同时得到高附加值产品。

  从201411日开始,重点地区所有火电投运机组NOx排放量要达到100mg/ m3,而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/ m3

  在众多脱硝技术中,选择性催化还原法(SCR)是脱硝效率,也是最为成熟的脱硝技术,该技术脱硝效率一般可达80%90%,氮氧化物排放浓度可降至100mg/m3左右。SCR的技术原理是还原剂氨(N2H)在催化剂存在下,选择性地与NOx反应生成N2H2O

  一、氨的来源一般有氨水、液氨、尿素三种形态。

  A、氨水制氨法氨水法较液氨法安全,但其运输体积大,运输成本较液氨高。

  B、液氨法液氨属于易燃易爆危险品,10吨以上储存量即为重大危险源,必须有严格的安全保障和防火措施,其运输、存储涉及到和当地的法规及劳动卫生标准。凡用液氨作为脱硝还原剂的电厂,其占地面积就要扩大,一般适用于新建电厂。

    C、尿素法尿素易于运输和保存、无毒性,在脱硝中得到了比较广泛的应用。

    表1SCR脱硝工艺、还原剂的比选

液氨

  综上所述:

    A、液氨、尿素作为还原剂用于烟气脱硝中,可以得到相似的脱硝效果;

    B、液氨由于其危险性,在厂内构成重大危险源,在厂外运输中对社区和环境构成流动危险源,在安全方面具有特殊的要求,随着安全和环境风险管理的加强,液氨的综合成本也比较高;

    C、从安全和环境风险角度看,尿素是火电厂脱硝工艺中最安全可靠的还原剂。

  D、从脱硝SCR工艺还原剂的比选可以看出,尿素是比较好的脱硝还原剂。

  现有尿素制氨通常有两种工艺:热解法和水解法。

  二、现有尿素制氨技术现有尿素制氨工艺又细分为热解法和水解法。

  热解法:将气体燃料(或柴油)与热烟气或预热的助燃空气一起送入热解室(又称混合燃烧室),再将配好的高浓度(40%50%)尿素溶液喷进热解室进行反应生成氨气。水解法与热解法的化学反应原理是一样的,如下式所示:(NH2)2CO + H2OCO2+ 2NH3↑在上述反应中,大约50%质量的尿素是以无用的二氧化碳CO2形式而排放,因此,在现有的尿素制氨技术中,只利用了占尿素质量50%的氨部分,而碳氧成分是以无用的二氧化碳CO2形式而放出的。

  而且,现有尿素制氨工艺的反应温度高达600℃,需要消耗大量燃料油或电能,不利于节能减排。现有尿素制氨技术的投资与运行费用如表5

  (NH2)2CO + 催化剂→产品 + NH3 ↑这是一种脱硝用氨的经济、安全生产方法。

  在尿素制氨新技术中,尿素全部转化成了产品并得到了增值;而传统尿素制氨中有 50% 的尿素转化成了无用的 CO2 

  再者,传统尿素制氨技术需要 600 ℃ 的高温,用燃油加热或电加热,消耗大量能源并释放大量 CO2 ;而新技术只需要 200 ℃左右 的反应温度,节约大量能源。

  实际上,我们的尿素制氨新技术是把现有尿素制氨反应过程中的反应温度从600℃降低到200℃左右,这样,不但节约能源,而且不释放二氧化碳,反应过程同时得到高附加值的尿素衍生物,这样制得的氨更加纯净。

  尿素制氨新装置可在我们工厂制造、调试运行平稳后再运送到电厂,不影响电厂的管理。

尿素制氨新技术与传统尿素制氨的技术对比

(按1000 kg尿素为原料计)

制氨技术

传统尿素制氨技术

尿素制氨新技术

尿素消耗量/ t/h

0.55

1.34

尿素浓度/ %

50

100

反应温度

600

200

加热方式

燃油或电加热

加热

电耗/ kw/h

650

200

稀释水/ kg/h

400

其他产品/ kg

800

收益 / /h

1800

尿素制氨新技术与液氨法、现有尿素制氨法的经济效益简易比较

(年产氨2700吨,未考虑节约的运行费用):

制氨方法

品名

单价/

元/吨

年量/

/

年价格

/万元

收益

/万元

CO2排放量

/

尿素制氨

新技术

尿素

2000

12000

2800

+1225

0

气氨

2500

3500

875

尿素衍生物

3500

9000

3150

液氨法

液氨

2500

3500

875

750

0

现有尿素

制氨法

尿素

2000

5300

1060

1100

3900

尿素制氨新工艺流程示意图