SCR尿素水解系统尿素水解反应器

基本反应原理

尿素（化学式：(CO(NH_2)_2)）与水（(H_2O)）反应，生成氨气（(NH_3)）和二氧化碳（(CO_2)）。在反应过程中，水分子中的一个氢原子（(H)）与尿素分子中的一个氨基（(NH_2)）基团发生取代反应，形成氨和尿基（(OC(NH_2)_2)）中的一个羟基（(OH)），这是一个可逆反应，可以在适当的条件下向前或向后进行1。

反应步骤

尿素在预热器中被加热到一定温度（如121℃），然后泵入水解反应器。在反应器中，尿素与水或催化剂在特定的温度和压力下（如130 - 180℃和0.17 - 0.2MPa）进行反应，反应生成中间产物氨基甲酸（(NH_2COONH_4)），然后进一步分解，生成氨气和二氧化碳。该反应通常需要加热或使用催化剂（如性物质氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)，它们能够提供氢氧根离子(OH^-)，促使水的离解，从而加速水解反应的进行）来提高反应速率，因为尿素水解反应是一个缓慢的过程

脱硝领域

在电厂脱硝工程中，尿素水解制氨系统解决了液氨的装卸、运输、储存等问题。尿素溶液在水解反应器中水解产生(NH_3)、(H_2O)和(CO_2)，产品气随后进入氨空气混合器后喷入烟道用作烟气脱硝的还原剂，水解器制氨备案随制随用，无需储存， 解决了电厂脱硝工程还原剂制备系统的安全隐患问题2。

合成尿素生产中的废液处理

尿素溶液储罐储存尿素溶液，设置数量可能为两只（满足一定天数如5天的系统用量，浓度为40 - 60%尿素溶液），采用SS304不锈钢制造，为立式平底结构，装有液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔及蒸汽加热装置等，罐体外实施保温，设置尿素溶液伴热管道系统，基础为混凝土结构，露天放置时四周加有隔离防护栏并考虑多种现场情况变量4。

尿素溶液输送泵为不锈钢本体、碳化硅机械密封的离心泵，设两台泵一运一备，并列布置，用于将尿素溶液从储罐输送到水解反应器4。

尿素溶液（浓度约40 - 60%）被输送到尿素水解反应器内，饱和蒸汽通过盘管的方式进入水解反应器（饱和蒸汽不与尿素溶液混合，通过盘管回流），水解反应器内的尿素溶液浓度可达到40 - 60%，气液两相平衡体系的压力约为0.48 - 0.6MPa，温度约为136 - 160℃4。

水解反应器材质采用316L不锈钢，不需要额外添加压缩空气等防腐措施即满足使用需求，使用寿命不少于30年，采用撬装模块化供货，撬装模块集成与水解器本体相连的所有阀门、管道、仪表及电伴热控制系统等。水解器模块上所有尿素溶液和氨气管线均设置电伴热系统，其电伴热系统集中显示在电伴热控制柜上显示，水解器撬装模块上还集成氨气管道自动清洗吹扫装置，水解器压力、液位测点设置冗余