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尿素熱解爐是 SCR 煙氣脫硝工藝中制備氨氣(NH?)的核心裝置,通過高溫分解尿素溶液生成脫硝所需的還原劑。以下是其詳細介紹:
結構組成
主要由爐體、加熱器、換熱器、噴嘴、沉積器、排氣管等組成。熱解爐結構還包括旋流入口段、穩(wěn)定段和出口部件,尿素溶液通過噴嘴霧化后與高溫熱風混合。
尿素熱解爐的脫硝效率(本質是其生成氨氣的穩(wěn)定性和轉化率,進而影響 SCR 反應器的脫硝效果)受多種因素綜合影響,主要可分為熱解反應條件、設備設計參數(shù)及系統(tǒng)運行控制三大類,具體如下:
熱解反應核心條件
反應溫度
溫度是影響尿素熱解的關鍵因素:尿素在 350-650℃時能分解為 NH?和 CO?(反應式:CO(NH2) 2+H2O→2NH3+CO2);
若溫度低于 300℃,尿素易生成三聚氰酸、縮二脲等中間產物,不僅降低 NH?轉化率,還可能導致管道堵塞;
溫度過高(超過 650℃),部分 NH?會被氧化為 NO?(如4NH 3+5O2→4NO+6H2O),反而增加污染物排放,降低脫硝效率。
尿素溶液濃度與質量
濃度通??刂圃?50% 左右:濃度過高,溶液黏度大,霧化效果差,熱解不完全;濃度過低,會增加水分蒸發(fā)所需熱量,浪費能源,且可能導致熱解爐內溫度波動;
溶液純度:若含有雜質(如氯離子、重金屬),會污染熱解產物,導致 SCR 催化劑中毒,間接降低脫硝效率。
高溫熱風與尿素的混合狀態(tài)
熱風溫度與流量:需與尿素溶液流量匹配,確保熱解爐內整體溫度穩(wěn)定在佳區(qū)間(如 350-500℃);若熱風不足,會導致局部溫度過低,引發(fā)結晶;
混合均勻性:尿素溶液經(jīng)噴嘴霧化后,需與高溫熱風充分混合,避免局部溫度偏差。若混合不均,部分液滴未完全熱解,會降低 NH?產量。
尿素熱解爐以轉化、穩(wěn)定運行、安全環(huán)保、靈活適配為核心特點,在脫硝系統(tǒng)中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,尤其在對安全性和環(huán)保性要求嚴苛的場景中,已成為主流的氨氣制備方案。其性能的發(fā)揮依賴于溫度控制精度、霧化效果及加熱方式的合理匹配,需結合具體機組參數(shù)進行定制化設計。
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