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上海湛流環保工程有限公司
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湛流環保主做鍋爐煙氣sncr/scr脫硝全套系統設備,雙流體噴槍,聲波吹灰器,氨水蒸發器,尿素熱解爐,尿素水解器,鍋爐煙氣急冷系統等
工作原理
尿素熱解爐是利用熱能將尿素溶液分解為氨氣(\(NH_3\))和二氧化碳(\(CO_2\))的設備。尿素溶液(通常質量濃度為 40% - 50%)被噴入熱解爐內,在高溫環境下,尿素發生熱解反應,化學方程式為:\(CO(NH_2)_2→NH_3↑ + HNCO\),生成的異氰酸(\(HNCO\))會進一步水解:\(HNCO + H_2O→NH_3+CO_2\)。最終產物主要是氨氣,氨氣作為還原劑用于后續的煙氣脫硝反應,如在 SCR(選擇性催化還原)或 SNCR(選擇性非催化還原)系統中與氮氧化物(\(NO_x\))反應,將其轉化為氮氣和水,從而降低煙氣中\(NO_x\)的含量。
結構組成
爐體:一般是耐高溫的金屬材料制成,如不銹鋼等,能夠承受熱解過程中的高溫。爐體內部有良好的隔熱層,減少熱量散失,提高熱解效率。
尿素噴射系統:包括尿素溶液輸送管道、計量泵和噴射裝置。計量泵精確控制尿素溶液的流量,噴射裝置將尿素溶液均勻地噴入熱解爐內,確保尿素能夠充分受熱分解。
加熱系統:有多種加熱方式。一種常見的是采用天然氣燃燒器提供熱量,燃燒器通過調節燃料的供給量來控制熱解爐內的溫度。還有的采用電加熱方式,通過加熱元件來維持熱解所需的高溫環境。
混合裝置:在爐內設有混合裝置,用于使尿素溶液的霧滴與熱空氣或熱氣充分混合,保證尿素分解反應在均勻的溫度環境下進行,防止局部過熱或分解不wan全的情況。
出口管道:熱解后的氣體產物(主要是氨氣和二氧化碳)通過出口管道輸送到脫硝反應區域。出口管道也需要有一定的保溫措施,防止氨氣在輸送過程中重新凝結。
運行參數及影響因素
溫度:熱解溫度是關鍵因素。一般來說,尿素熱解的溫度范圍在 350 - 650℃之間。溫度過低,尿素分解不wan全,會產生一些中間產物,如縮二脲等,這些中間產物可能會堵塞管道或者影響脫硝效果;溫度過高,雖然能保證尿素wan全分解,但會增加能源消耗,并且可能對設備造成損壞。
停留時間:尿素溶液霧滴在熱解爐內的停留時間也很重要。足夠的停留時間才能保證尿素wan全分解,通常停留時間在 1 - 5 秒左右。停留時間過短,尿素分解不wan全;停留時間過長,會降低設備的處理效率。
尿素溶液濃度:尿素溶液的濃度會影響熱解過程。合適的濃度范圍可以保證噴射的均勻性和熱解的效率。如果濃度過高,溶液的粘度增加,噴射效果變差,可能導致局部尿素過多,分解不均勻;濃度過低,會增加溶液的輸送量和熱解爐的負荷。
應用領域
廣泛應用于火力發電廠、水泥廠、鋼鐵廠等工業領域的煙氣脫硝系統。在火力發電廠中,它是實現環保排放標準,減少氮氧化物排放的重要設備。對于水泥廠和鋼鐵廠等產生大量高溫煙氣的企業,利用自身生產過程中的余熱來驅動尿素熱解爐,既可以實現脫硝,又能有效利用能源。
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