水解法的原理是把40%~50%的尿素溶液（38℃）,通過預熱器加熱到121℃，泵入水解反應器,在130~180℃和0.17~0.2MPa的反應條件下,先生成中間產物氨基甲酸銨,隨后氨基甲酸銨分解,生成氨氣和二氧化碳,其組成一般為:NH3蒸氣濃度28%、CO2濃度14%、水蒸氣濃度58%,反應式如下。

NH2CONH2 + H2O ? NH2CO2NH4

NH2CO2NH4 ? 2NH3+CO2

分解出來的氨基產物作為SCR脫硝反應的還原劑,在催化劑的作用下發生化學反應生成N2和H2O。尿素水解法工藝流程如圖所示。尿素水解制氨系統包括：尿素顆粒儲倉、尿素計量罐、尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶液儲罐、供液泵、水解反應器、緩沖罐、蒸汽加熱器及疏水回收裝置等；

典型尿素水解制氨氣系統流程圖

固體尿素一般儲存在鋼制儲倉中，由于尿素吸潮性很強，為了避免板結，儲倉需要裝設流化風系統，配有電加熱器，將加熱后的空氣注入倉底氣化板，干料通過螺旋輸送機送往溶解箱，螺旋輸送機采用變頻電機驅動，實現給料的計量。

固體尿素在溶解箱內溶解成40~50%濃度的溶液，通過計量泵送往水解反應器，水解反應器為壓力容器，采用316L不銹鋼材料制造，內置多層隔板，裝設有蒸汽預熱器，通過輔助蒸汽系統對尿素溶液進行預熱，水解蒸汽通過裝設在水解反應器底部的噴嘴直接噴射到尿素溶液中，使之達到130~180℃的反應溫度，水解反應器的壓力通過蒸汽壓力維持，多層隔板是為增加反應時間，可以使反應更加充分。

尿素溶液水解后的產物為NH3、CO2和H2O的混合蒸汽，通過捕滴器除掉夾帶的水滴后，通過自身壓力或者泵送往氨氣稀釋系統。與液氨不同的是，稀釋空氣需要加熱到175℃以上，避免NH3與CO2在低溫下逆向反應，生成氨基甲酸鹽。同樣原因，成品氨氣輸送管道需要進行伴熱，介質溫度維持在175℃以上。

在水解反應器內，尿素溶液并不能完全水解，部分尿素和NH3將殘留在溶液中，通過自身壓力將水解反應器內的殘液送往尿素溶液儲備箱，由于殘液溫度較高，為了避免能量損失，通過設節能器來回收熱量來加熱水解反應器入口的尿素溶液。

該反應是尿素生產的逆反應。反應速率是溫度和濃度的函數。反應所需熱量由電廠輔助蒸汽提供，通常生產1kg/h的氨氣只需要5kg/h的輔助蒸汽，如300MW機組常規SCR脫硝的需氨量為150kg/h，則僅需要0.75t/h的電廠輔助蒸汽即可滿足水解器反應的熱量供給，可極大的降低脫硝還原劑制備系統的運行費用。

《最新火電廠煙氣脫硫脫硝技術標準應用手冊》

標簽：氨氣尿素制備