尿素制氨技术——尿素热解法

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1.1 系统概述（暂以2*660MW项目进行设计） 尿素热解法制氨系统包括尿素储存间、斗提机、尿素溶解罐、尿素溶液给料泵、尿素溶液储罐、供液泵、计量和分配装置、背压控制阀、绝热分解室（内含喷射器）及控制装置等。 尿素储存于储存间，由斗提机输送到溶解罐里，用除盐水将干尿素溶解成约50%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。尿素溶液经由供液泵、计量与分配装置、雾化喷嘴等进入绝热分解器内分解，生成NH3、H2O和CO2，分解产物与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。 卖方所设计的尿素制氨工艺应满足：还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷与脱硝效率的要求，调节方便、灵活、可靠。尿素储存区与其他设备、厂房等要有一定的安全防火距离，并在适当位置设置室外防火栓，设有防雷、防静电接地装置。尿素制氨工艺应配有良好的控制系统。 尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液给料泵、尿素溶液计量与分配装置等为2台机组的SCR系统公用。 1.2 主要设备 (1) 尿素储存间 卖方为买方设计一个尿素储存间，尿素颗粒储存间的容量按两台机组脱硝系统设计工况下连续运行5d（每天按24h计）所需要的尿素用量来设计。 (2) 尿素溶解罐 设置一座不锈钢材质的尿素溶解罐，每只尿素溶解罐配1台斗提机。将尿素输送到溶解罐。在溶解罐中，用去除盐水制成约50%的尿素溶液。当尿素溶液温度过低时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度高于80℃（确保不结晶）。材料采用SS304不锈钢。有效容积按2台锅炉BMCR工况下1天的用量设计。 尿素溶液给料泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，设两台泵一运一备，并列布置。此外，溶液给料泵还利用溶解罐所配置的循环管道将尿素溶液进行循环，以获得更好混合。 (3)尿素溶液储罐 尿素溶液经由尿素溶液给料泵进入尿素溶液储罐。设置两只尿素溶液储罐，满足5天的系统用量（40~60%尿素溶液）要求。储罐采用SS304不锈钢制造。储罐为立式平底结构，装有液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔及蒸汽加热装置（保证溶液温度高于配制浓度对应的结晶温度5℃以上）等。储罐基础为混凝土结构，储罐露天放置时，四周加有隔离防护栏，并应考虑现场其他情况变量包括地震带，风载荷、雪载荷和温度变化等。罐体外实施保温。 设置尿素溶液伴热管道系统。尿素溶液管道由尿素溶解罐及储罐的加热蒸汽疏水进行伴热。蒸汽管道将从厂区辅助蒸汽母管上引接。 (4)尿素溶液循环装置 设置一套尿素溶液供应与循环装置，该套循环管路为两台锅炉的脱硝装置供应尿素溶液。尿素溶液循环装置包含2台全流量的多级SS离心泵(带变频器，一用一备)、1套内嵌双联式过滤器、1只背压阀及用于远程控制和监测循环系统的压力、温度、流量以及浓度等仪表等，疏水伴热应能补偿尿素溶液在管道输送中热量的损失。 (5)计量分配装置 尿素溶液的计量分配装置应能精确地测量和控制输送到分解室的尿素溶液流量。每台炉设置1套计量分配装置，用于控制每只尿素溶液喷射器的流量及雾化和冷却空气的压力和流量。 (6)绝热分解室 每台锅炉设一套尿素溶液分解室。尿素溶液由316 L不锈钢制造的喷嘴雾化后喷入分解室，在350~600℃的高温热风/烟气条件下，尿素液滴分解成NH3、H2O、CO2。 尿素热解采用高温空气，由空预器出口约300℃一次风用电加热器将高温空气加热到约600℃。热风管道从买方指定的管道接口处接出，由卖方负责接口下游的管道系统设计和供货。 电加热电压等级为6000V。 热解炉尾部部分钢材材质为16Mn，最高允许温度值为450℃，高于工作温度约100℃。每台热解炉出口至SCR反应器管道要求有流量测量装置并有相应的调节阀门。 热解炉雾化空气的品质要求必须满足雾化系统长期可靠运行。 卖方将确保尿素分解完全，杜绝氨气混合物管中出现再结晶或加热空气中的飞灰沉积现象，如出现上述问题，卖方无条件解决。卖方提供热解炉出口产物中的NH3与HNCO的体积比例，并保证中间产物HNCO对下游烟道设备不存在潜在负面影响。 热解炉布置在脱硝支架上方。 热解炉设置有冷风吹扫管路系统，通常从二次风冷端取气接到热解炉，作为紧急情况下热解炉吹扫降温用。 热解炉一次风的阀门为电动阀门。 (7)伴热系统 对尿素溶液输送管道，卖方应配置伴热系统。热解炉后的气氨输送管道合理保温，保证氨喷射系统前的温度不低于300℃。 (8)泵、管道、阀门等与尿素接触的设备的材料均为不锈钢。 输送尿素溶液时，当管道的公称直径小于 DN50 时，管道内尿素溶液流速不大于1m/s；当管道的公称直径大于 DN50 时，管道内尿素溶液流速不大于 2m/s。 (9)水冲洗系统 尿素溶液管道均应有保温措施避免尿素溶液结晶，在尿素溶液管道上要设置完善的除盐水冲洗系统，消除尿素溶液结晶的影响。冲洗水最终回到尿素溶解罐。 (10)加热蒸汽及疏水回收系统 尿素溶解罐和溶液储罐采用蒸汽加热系统，尿素溶液管道采用蒸汽疏水伴热系统。 卖方从买方指定的主厂房蒸汽母管或锅炉辅助蒸汽管道的接口处接出蒸汽，并将伴热系统的疏水回用。 1.3 总平面布置 卖方对脱硝系统尿素制备区进行设计，布置到厂区内空地位置，并提供总平面布置。尿素车间大小为29m*15m，占地面地435m3，总图布置相见附图尿素区布置图，需要在电厂厂区内部寻找空地放置，尿素车间位置宜靠近SCR装置。 1.4 管线布置 卖方工作范围内的各种管线和沟道，包括架空管线，直埋管线、与岛外沟道相接时，应在设计分界线处标明位置、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向、管沟名称，引向何处等等。有汽车通过的架空管道净空高度为5米，室内管道支架梁底部通道处净空高度为2.2米。 尿素区到SCR区的工艺管线（尿素管道）尽可能利用原厂区内综合管架和锅炉区域钢架，不在新立支架。 1.5 噪音 脱硝尿素系统区域环境噪声满足GB12350《工业企业厂界噪声标准》Ⅱ类标准；设备运转噪声小于85分贝（离设备1米处测量)；如果设备噪音水平或多个运行设备噪音叠加超出标准，将配备隔音措施。 1.6 土建 尿素区全部建、构筑物及其基础由卖方设计。； SCR区新增的尿素热解设备，主要为热解炉、电加热器等，需要增加钢架支撑和检修平台。 设备技术参数 2x660MW机组尿素热解系统运行主要消耗品耗量 主要设备清单3.1  2*660MW机组方案 来源：电力行业节能环保公众服务平台