摘要：介绍了尿素烟道热解制氨技术在火力发电厂中的应用情况，并指出该技术在脱硫系统中的应用，为进一步优化尿素水解制氨系统提供便利的途径，通过更换夹套和更换原来的气体半管伴热，并加入一种新型的水解反应器，可以提高反应溶液的浓度，从而大大改善脱硝系统的安全性，为类似的热解技术提供一个解决方案。
关键词：火力发电厂；烟气脱硝技术；尿素热解制氨工艺；应用工艺
前言：
随着我国科技的飞速发展，对环境保护的要求也是越来越高，特别是最近一段时间，全国各地的燃煤锅炉都在进行着超低排放。催化还原技术是目前使用最广泛的一种脱硫技术，其原理是将氨气和烟气中的氧化氮与催化剂反应，从而得到无毒、无味、无污染的水和氮。在催化还原技术中，氮气是最重要的还原剂，其中氨水、液氮、尿素是最重要的还原剂。因为氨气和氨气都是非常危险的，在储存的时候，都会产生很大的风险。但尿素却是一种常用的化肥，它具有很好的稳定性，在室温下呈固态，无毒无害。目前尿素生产技术分为尿素水解和
尿素热解制氨两大类。由于尿素的水解技术消耗的能量较少，而且运行稳定，安全，因此在水力脱硫方面有广泛的应用。
1尿素烟道热解制氨技术原理
在尿素的催化热解工艺中，一般都是在进行尿素的调配过程中，将尿素从储藏室中分离出来，然后再从储藏室中取出。把尿素溶于50%的水中，需要用脱盐水，再用尿素溶解泵把它送到尿素的溶出槽中。尿素溶液中的尿素要在40~50摄氏度时用蒸汽加热。将尿素溶液添加到尿素水解反应器，经过水解，生成氨气、二氧化氢、二氧化碳，将其与烟气混合，均匀地喷入脱硫装置，C0(NH2)2+H20+催化剂=C02↑+2NH3↑+催化剂。
尿素热解的化学反应式为:
CO(NH2碟形螺母)2= NH无焰泄放装置3 + HNCO(1)
HNCO+H2O=NH3+CO高压脉冲电容器2(2)
2尿素烟道热解制氨技术的问题
在安装尿素热解炉和加热器时，要充分考虑到一次性粉尘对设备的影响，并采取相应的措施。电热炉的要求是根据热负荷的变化来自动调整，而且要保证出风口的温度不能超过650℃。在电热器上也要有一个排气口，这样可以很容易地将积存在电热器里的灰尘排出去。由于电加热器很容易损坏，所以电加热器的运行费用很高，同时由于电加热器易损坏，所以它的可靠性也会受到影响，如果发现减少负载会导致热气的温度下降，那么很可能会在热解炉中产生晶体。
3尿素烟道热解制氨技术的优势
3.1运行成本较低
由于尿素催化水的反应温度比较低，所以它能将发电厂中的低频蒸汽转化为热量，从而大大降低了生产成本。通过比较，可以看出，尿素催化水解的电力消耗只有供暖费用的14%。
3.2尿素催化剂的反应速度快
与常规的尿素水解相比，催化水的水解速度快了十倍不止，可以更好地适应电厂锅炉的负
荷调节，也可以满足脱氮工艺中氨气的需求。
3.3尿素催化水的系统可靠性高
尿素的催化水解法已经不需要再用高温来加热了，这就是从根本上解决了问题，比如温度过高，直接提升了脱硫系统的整体性能和可靠性[1]。
3.4设备灵活
因为尿素是通过蒸汽加热来生产的，这样就不会受到任何的影响，而且还可以在没有特殊要求的情况下，自动启动制氨装置，让制氨系统能够快速地使用。
4尿素烟道热解制氨技术要点
在 SCR反应器的两个进口烟道上设置了一个孔洞，利用喷嘴对高温烟气中的尿素溶液进行加热，使其裂解成氨。另外，在 SCR反应器进口两侧的平台上，增加了2组计量和分配设备。新体系中的尿素溶液是通过原配料器的前端母管导入，并使用独立的电源与控制系统，不会对原系统的开关操作造成干扰，不需要使用原始 IO模板。在保持原有系统的前提
下，该新系统不与原系统交叉，可以在任何时候进行切换，保证新系统的氨气容量不低于原有系统，不能使原 SCR的性能指标下降[2]。尿素烟气热解制氨技术 SCR烟气脱硫工艺系统由如下组成：在预处理系统中，将尿素微粒溶于一定浓度后，经尿素溶液输送设备送入炉膛，在 SCR反应器的前端烟道中，通过对尿素的计量、分配、输送，将尿素溶液送入 SCR反应器的上游烟道，使其与尿素溶液喷口喷出的脲液形成液滴。在此基础上，将尿素进行气化、分解，使其生成NH3,H2O,CO2。然后，通过设置在锅炉烟道中的氨气/烟气混合器、烟道导流板、整流格栅等混合气，使烟气和氨气的混合得到更好地混合。在 SCR反应器中加入催化剂，使烟气中的氮氧化物被分解为水和氮气。将尿素溶液注入系统安装在 SCR反应器的上游烟道中，在烟气温度达到320摄氏度以上时，停止喷油。在尿素喷入过程中， SCR反应器前端烟道中的烟气对尿素进行了加热，使尿素水发生水解反应，生成 NH、 HO和CO2。在 SCR反应器中，烟气与尿素混合气体同时被送入 SCR, NOx被选择性地还原，产生氮和水。尿素在温度高时不稳定，会分解成NH3 (氨)和HNCO (异氰酸)，HNCO再与水反应生成NH3和C02。该过程产生的反应剂NH通过AIG注射在锅炉烟气中，与烟气中的氮氧化物NOx反应，生成对环境无害的N2(氮气)和H20(水)。主要反应描述如下:
4N0 + 4NH2 + 0微晶钢2=4N2m1卡+ 6H2O（3）
NO + NO2 + 2NH3=2N2+ 3H2O (主要反应)（4）
氮氧化物+氨+氧=氮+水
4N0+4HNCO+O2=4N2+4C02+2H20(可能反应)（5）
氮氧化物+异氰酸+氧=氮+二氧化碳+水
5尿素烟道热解制氨技术的工程案例
本文介绍了一种采用分层加煤斗式和顺向横梁式两种炉排燃烧设备的简单结构。该锅炉采用双缸横排布局，采用钢架固定的结构，在炉口布置了分层的煤仓。炉体周围有一段水冷壁，炉膛出口有一段段的水冷壁。锅炉炉壁为轻质砖瓦，炉壁为轻质炉壁，马丁脱渣器用于除渣。
锅炉的外形尺寸如下（mm)：上炉简化中心高度15000毫米锅炉运行层平台标高7000毫米锅炉深度（ZZ至24之间的中部间距）13445 mm锅炉宽度（左前立柱与右立柱之间的间距）
10950 mm为了与锅炉的工作相匹配，当负荷发生变化时，尿素热解制氨法的脱氮装置必须保证锅炉的适应性[3]。可在50% BMCR工况和110% BMCR工况下进行任意载荷调整，可满足锅炉负荷变化和锅炉开关量要求。设备及附属设施必须能够正常工作，并且不会影响锅炉的负载和工作模式。同时，除氮装置还应该能够在最高排放浓度和最低排放浓度之间的任何一个点上运行。在脱硫设备开始使用前，烟气入口 NOx浓度为500 mg/Nm2；该脱硝设施投入运行后， NOx的脱除率不低于90%, NOx的排放浓度不超过50 mg/Nm2；氨气的脱出率低于3ppm；在全生命周期中，脱硝系统的可用率达到95%以上。该脱硝设备能够迅速投入使用，具有良好的负载调节能力，可以在各种工况下稳定可靠地工作。该装置自2016年投入使用以来，其运行稳定、可靠，符合电厂超低排放的要求，以及对锅炉加热表面的影响（如：水冷壁/过热器、再热器、节煤器、预热器）没有任何不良影响。
结束语
尿素烟道热解制氨技术是目前我国燃煤电厂脱硫技术的关键技术之一，它可以通过燃烧的烟气来加热、分解尿素，从而节约电能。取消电加热、绝热分解等装置，使系统设备大为简化，操作成本大为降低。同时，在实际的操作和维修中，具有低的维修率、高的设备投
运率、高的自动化和提高的劳动生产率。尿素烟气热解制氨工艺能够显著降低工程成本、降低操作成本，同时又能保持原有技术性能。因此，在当前燃煤电厂的脱硝工业中，尿素烟气热解制氨技术已逐渐得到认可和应用。
参考文献：
[1]寇晓光. 尿素烟道热解制氨技术在火力发电厂脱硝工程中的应用[J]. 科学与财富,2018(4):112.
[2]戴俊,董亮,陈静娟,等. 浅析烟气脱硝技术在火力发电厂中的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016,6(8):6854-6854.
[3]程峰. 浅谈微型钢管桩在火电厂脱硝改造工程中的应用[J]. 科技与企业,2014(21):87-87,90.
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