CN117654265A - 一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法及系统,该方法包括如下步骤:S1、将尿素颗粒与除盐水在尿素溶解罐中混合,得到尿素溶液;S2、使尿素溶液与催化剂在尿素水解反应器中接触进行水解汽化反应,得到混合气;S3、采用稀释风机向喷氨格栅中鼓入空气与混合气混合使混合气稀释,然后将得到的稀释混合气喷入脱硝反应器中与高温烟气混合并进行脱硝反应。该方法安全环保,且能够达到脱硝的目的。
Description
技术领域
本公开涉及脱硝技术领域,具体地,涉及一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法及系统。
背景技术
现有的SCR脱硝技术主要采用以液氨作为还原剂,即选择性催化还原技术(SCR),是指在催化剂的作用和氧气存在的条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水,而不和烟气中的氧气发生氧化反应。
SCR脱硝原理为:在催化剂作用下,向温度为280~420℃的烟气中喷入氨气,将NOx还原成N2和H2O。对SCR脱硝系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2氧化率、温度和NOx浓度,都影响脱硝催化剂寿命和系统的设计。除温度外,NOx、NH3浓度、过量氧和停留时间也对反应过程有一定影响。SCR系统一般由氨或氨水的储存系统、(氨水转化为氨系统)、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。
目前,脱硝技术主要以液氨为脱硝还原剂,在脱硝效果上能满足要求。氨作为一种重要的化工原料,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水,溶于水后形成铵根离子NH4+、氢氧根离子OH-,呈碱性的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故发生率很高。液氨具有爆炸的风险,其储存和运输均具有安全隐患,电厂液氨站属于重大危险源范畴。所以,亟需寻找一种能够替代液氨且能生成氨气的物质及脱硝方法。
发明内容
本公开的目的是提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法及系统,该方法安全环保,且能够达到脱硝的目的。
为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法,该方法包括如下步骤:
S1、将尿素颗粒与除盐水在尿素溶解罐中混合,得到尿素溶液;
S2、使尿素溶液与催化剂在尿素水解反应器中接触进行水解汽化反应,得到混合气;
S3、采用稀释风机向喷氨格栅中鼓入空气与混合气混合使混合气稀释,然后将得到的稀释混合气喷入脱硝反应器中与高温烟气混合并进行脱硝反应。
可选地,步骤S1中,所述尿素溶液的质量浓度为30-60%;步骤S2中,所述混合气中含有氨气,所述氨气的体积浓度为28.6-47.4%;步骤S3中,所述空气与混合气中氨气的体积比为1:0.05-0.15;所述稀释风机鼓入空气的条件包括:风量为3500-6000m3/s,压力为0.003-0.006Mpa,温度为160-180℃。
可选地,步骤S2中,所述水解汽化反应的条件包括:压力为0.35-0.55MPa,温度为130-145℃;步骤S3中,所述脱硝反应的条件包括:温度为320~380℃。
可选地,所述催化剂通过包括以下的步骤的方法制备得到:使催化剂原料与水进行混合处理;其中,所述催化剂原料与水的质量比为1~1:1.5。
可选地,所述混合处理的条件包括:温度为45~60℃,时间为0.5-1h;所述催化剂原料选自磷酸盐;优选地,所述磷酸盐选自磷酸二氢氨和/或磷酸铵。
本公开第二方面提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的系统,所述系统包括尿素供给单元、尿素水解单元、催化剂制备单元和脱硝反应单元;
所述尿素供给单元包括尿素溶解罐和尿素存储罐,所述尿素溶解罐的出口与所述尿素存储罐的入口连通,所述尿素存储罐的出口向外延伸设置有尿素溶液排出管路;
所述尿素水解单元包括尿素水解反应器、喷氨格栅和稀释风机,所述水解反应器包括尿素溶液入口、混合气排出口、催化剂入口和加热盘管;
所述催化剂制备单元包括催化剂制备罐和催化剂存储罐,所述催化剂制备罐的出口与所述催化剂存储罐的入口连通;所述催化剂存储罐的出口与所述尿素水解反应器的催化剂入口连通;
所述尿素水解反应器的尿素溶液入口与所述尿素溶液排出管路的出口连通,所述尿素水解反应器的混合气出口向外延伸设置有混合气排除管道,且所述混合气排除管道的出口与所述喷氨格栅的混合气入口连通;
所述脱硝反应单元包括脱硝反应器,所述脱硝反应器包括稀释混合气入口,所述稀释混合气入口与喷氨格栅的稀释混合气出口连通;
所述稀释风机的出口向外延伸设置有空气排出管道,且空气排出管道的出口与所述喷氨格栅的空气入口连通;在所述空气排出管道上设置有空气加热器。
可选地,所述尿素水解单元还包括至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器,所述至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器各自独立地设置于所述尿素水解反应器中,分别用于测量尿素水解反应器中的液体的液位、温度和压力。
可选地,沿尿素溶液流动的方向,在所述尿素溶液排出管路上依次设置有取样口、供应泵和流量控制阀;所述取样口用于抽去尿素溶液样品以检验尿素溶液的质量浓度,并根据检验的尿素溶液的浓度开启和关闭所述供应泵和流量控制阀;
所述流量控制阀还分别与液位传感器和脱硝反应单元信号连接,用以根据液位传感器反馈的尿素水解反应器中的液位信号和/或脱硝反应单元需要的氨气的量调节流量控制阀来控制尿素溶液的流量;
所述尿素水解反应器上还设置排污口和泄压口,在所述泄压口向外延伸的管路上设置有泄压阀,所述泄压阀与所述第一压力传感器信号连接,用以根据第一压力传感器的压力信号开启和关闭泄压阀。
可选地,所述系统还包括蒸汽供给单元,所述蒸汽供给单元包括在减温减压器和冷凝水回收箱,所述减温减压器的排出管路包括第一蒸汽支路和第二蒸汽支路;
所述第一蒸汽支路的出口与所述加热盘管入口连通;在所述第一蒸汽支路的出口管路上依次设置有第二压力传感器、第二温度传感器和第一调节阀;所述第二压力传感器和第二温度传感器分别与所述第一调节阀信号连接,以根据第二压力传感器的压力信号和第二温度传感器的温度信号开启和关闭第一调节阀;
所述第二蒸汽支路的出口与所述尿素水解反应器的蒸汽入口连通;
沿所述加热盘管的出口向外延伸设置有冷凝水回收管路,所述冷凝水回收管路的出口与所述冷凝水回收箱的入口连通,且在冷凝水回收管路上设置有第二调节阀,所述第二调节阀与所述第一温度传感器信号连接,以根据第一温度传感器的温度信号开启和关闭第二调节阀。
可选地,所述尿素溶解罐还设置有循环管路,且在循环管路上设置有循环泵;
所述脱硝反应器还包括高温烟气入口和脱硝后的可排放气体出口。
通过上述技术方案,本公开提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法,该方法采用尿素水解制备的氨气作为SCR脱硝技术的还原剂,尿素及尿素溶液能够避免安全隐患。并且,尿素水解制备得到的氨气,能够达到烟气脱硝的目的,使烟气中的含氮氧化物消除,达到烟气排放的要求。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开尿素水解制备氨气进行脱硝的方法的流程图。
附图标记说明
1 尿素溶解罐 2 尿素存储罐 3 尿素水解反应器
4 催化剂制备罐 5 催化剂存储罐 6 减温减压器
7 冷凝水回收箱 8 喷氨格栅 9 脱硝反应器
10 稀释风机
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法,该方法包括如下步骤:
S1、将尿素颗粒与除盐水在尿素溶解罐中混合,得到尿素溶液;
S2、使尿素溶液与催化剂在尿素水解反应器中接触进行水解汽化反应,得到混合气;
S3、采用稀释风机向喷氨格栅中鼓入空气与混合气混合使混合气稀释,然后将得到的稀释混合气喷入脱硝反应器中与高温烟气混合并进行脱硝反应。
在本公开中,采用尿素水解制备的氨气代替液氨作为SCR脱硝技术的还原剂,尿素及尿素溶液能够避免安全隐患,消除液氨站这个重大危险源。并且,尿素水解制备得到的氨气,尿素水解制备氨气的反应方程式为:(NH2)2CO+H2O=CO2+2NH3,本公开的方法能够达到烟气脱硝的目的,使烟气中的含氮氧化物消除,达到烟气排放的要求。
在本公开中,尿素溶液的质量浓度可以在较大的范围内变化。在本公开的一种实施方式中,步骤S1中,所述尿素溶液的质量浓度为30-60%。当尿素溶液的质量浓度在上述实施方式范围内时,更有利于制备尿素溶液与催化剂的水解汽化反应。
在本公开的一种实施方式中,步骤S2中,所述混合气中含有氨气,所述氨气的体积浓度为28.6-47.4%。
在本公开中,空气与混合气中氨气的比例可以在较大的范围内变化。在本公开的一种实施方式中,步骤S3中,所述空气与混合气中氨气的体积比为1:0.05-0.15。当空气与混合气中氨气的比例在上述实施方式的范围内时,更有利于脱除烟气中的氮氧化物。
在本公开的一种实施方式中,所述稀释风机鼓入空气的条件包括:风量为3500-6000m3/s,压力为0.003-0.006Mpa,温度为160-180℃。在上述条件下,能够使稀释的混合气更好的与高温烟气混合并进行脱硝反应。
在本公开中,水解反应的压力和温度可以在较大的范围内变化。在本公开的一种实施方式中,步骤S2中,所述水解反应的条件包括:压力为0.35-0.55MPa,温度为130-145℃。当水解反应的压力和温度在上述实施方式的范围内时,更有利于尿素溶液与催化剂进行水解汽化反应生产含有氨气的混合气。
在本公开中,脱硝反应的温度可以在较大的范围内变化。在本公开的一种实施方式中,步骤S3中,所述脱硝反应的条件包括:温度为320~380℃。当脱硝反应的温度在上述实施方式的范围内时,更有利于脱硝反应的进行。
在本公开的一种具体实施方式中,所述催化剂通过包括以下的步骤的方法制备得到:使催化剂原料与水进行混合处理;其中,所述催化剂原料与水的质量比为1:1~1.5。在上述实施方式中,所述混合处理的条件包括:温度为45~60℃,时间为0.5-1h;所述催化剂原料可以选自磷酸盐;优选地,所述磷酸盐可以选自磷酸二氢铵和/或磷酸铵。
本公开第二方面提供一种尿素水解制备氨气进行脱硝的系统,所述系统包括尿素供给单元、尿素水解单元、催化剂制备单元和脱硝反应单元;
所述尿素供给单元包括尿素溶解罐1和尿素存储罐2,所述尿素溶解罐1的出口与所述尿素存储罐2的入口连通,所述尿素存储罐2的出口向外延伸设置有尿素溶液排出管路;
所述尿素水解单元包括尿素水解反应器3、喷氨格栅8和稀释风机10,所述水解反应器3包括尿素溶液入口、混合气排出口、催化剂入口和加热盘管;
所述催化剂制备单元包括催化剂制备罐4和催化剂存储罐5,所述催化剂制备罐4的出口与所述催化剂存储罐5的入口连通;所述催化剂存储罐5的出口与所述尿素水解反应器3的催化剂入口连通;
所述尿素水解反应器3的尿素溶液入口与所述尿素溶液排出管路的出口连通,所述尿素水解反应器3的混合气出口向外延伸设置有混合气排除管道,且所述混合气排除管道的出口与所述喷氨格栅8的混合气入口连通;
所述脱硝反应单元包括脱硝反应器9,所述脱硝反应器9包括稀释混合气入口,所述稀释混合气入口与喷氨格栅8的稀释混合气出口连通;
所述稀释风机10的出口向外延伸设置有空气排出管道,且空气排出管道的出口与所述喷氨格栅8的空气入口连通;在所述空气排出管道上设置有空气加热器。
在本公开中,采用尿素供给单元、尿素水解单元、催化剂制备单元和脱硝反应单元构成的脱硝系统,采用该系统进行脱硝反应,能够保证尿素水解单元的稳定运行。通过设置稀释风机和喷氨格栅,能够达到消除危险源的目的。且采用该系统能够有效地脱除烟气中的氮氧化物。
在本公开中,尿素水解单元可以通过分布式控制系统(DSC)控制。当系统正常运行时,尿素水解单元能够实现自动控制;当设置的参数出现异常时,DSC系统会自动发出警报、急停或由DCS操作员手动进行安全停止及再恢复。
在本公开的一种具体实施方式中,所述尿素水解单元还包括至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器,所述至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器各自独立地设置于所述尿素水解反应器3中。
在本公开中,在水解反应器3中设置至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器,分别用于测量尿素水解反应器3中的液体的液位、温度和压力。其中,液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器均可以采用本领域常规的装置,例如液位传感器可以为雷达液位计,第一温度传感器可以为热敏电阻、热电偶或电阻温度检测器,第一压力传感器可以为电磁压力传感器。在水解反应器中,至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器可以各自独立地设置在水解反应器中的不同位置,以根据每个液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器测得的液位、温度和压力求取平均值,这可以保证更准确的测得水解反应器的液位、温度和压力。在本公开的一种实施方式中,尿素水解单元中水解反应器3的尿素溶液入口还可以通入除盐水。当该系统出现故障或停机时,需要用除盐水来清洗水解反应器,可以通过高压泵将除盐水打入水解反应器中进行清洗,然后将清洗污水从水解反应器的排污口排出。
在本公开的一种具体实施方式中,沿尿素溶液流动的方向,在所述尿素溶液排出管路上依次设置有取样口、供应泵和流量控制阀;所述取样口用于抽去尿素溶液样品以检验尿素溶液的质量浓度,并根据检验的尿素溶液的浓度开启和关闭所述供应泵和流量控制阀。
在本公开中,通过设置取样口来检验尿素溶液的浓度,可以保证进入水解反应器中的尿素溶液的质量浓度在40~60%的范围内。
在本公开的一种实施方式中,所述流量控制阀还分别与液位传感器和脱硝反应单元信号连接,用以根据液位传感器反馈的尿素水解反应器3中的液位信号和/或脱硝反应单元需要的氨气的量调节流量控制阀来控制尿素溶液的流量。
在本公开中,可以根据脱硝需要的氨气的量来控制进入水解反应器中的尿素溶液的流量。
在本公开的一种实施方式中,所述尿素水解反应器3上还设置排污口和泄压口,在所述泄压口向外延伸的管路上设置有泄压阀,所述泄压阀与所述第一压力传感器信号连接,用以根据第一压力传感器的压力信号开启和关闭泄压阀。
在本公开的一种具体实施方式中,所述系统还包括蒸汽供给单元,所述蒸汽供给单元包括在减温减压器6和冷凝水回收箱7,所述减温减压器6的排出管路包括第一蒸汽支路和第二蒸汽支路;所述第一蒸汽支路的出口与所述加热盘管入口连通;在所述第一蒸汽支路的出口管路上依次设置有第二压力传感器、第二温度传感器和第一调节阀;所述第二压力传感器和第二温度传感器分别与所述第一调节阀信号连接,以根据第二压力传感器的压力信号和第二温度传感器的温度信号开启和关闭第一调节阀。
在本公开中,采用蒸汽供给单元为水解反应器提供所需的热量,蒸汽可以由电厂的炉后母管供给。蒸汽首先经过减温减压器进行减温减压处理,此时,蒸汽的温度为170~180℃,压力为1.1-1.5Mpa,然后通过第一蒸汽支路进入加热盘管中。在上述实施方式中,第一调节阀可以为本领域常规的装置,例如可以为气动调节阀或手动调节阀。第二压力传感器和第二温度传感器分别用于测定进入减温减压后的蒸汽的温度和压力。
在本公开的一种实施方式中,所述第二蒸汽支路的出口与所述尿素水解反应器3的蒸汽入口连通。在本公开中,可以将蒸汽通过第二蒸汽支路直接通入尿素水解反应器中,用以冲洗尿素溶液、氨气和排污管道,以防止管道堵塞。
在本公开的一种实施方式中,沿所述加热盘管的出口向外延伸设置有冷凝水回收管路,所述冷凝水回收管路的出口与所述冷凝水回收箱7的入口连通,且在冷凝水回收管路上设置有第二调节阀,所述第二调节阀与所述第一温度传感器信号连接,以根据第一温度传感器的温度信号开启和关闭第二调节阀。在上述实施方式中,第一调节阀可以为本领域常规的装置,例如可以为气动调节阀或手动调节阀。当第一温度传感器测得的温度信号不在130-145℃的范围内时,需要开启第二调节阀。
在本公开的一种具体实施方式中,所述尿素溶解罐1还设置有循环管路,且在循环管路上设置有循环泵;所述脱硝反应器9还包括高温烟气入口和脱硝后的可排放气体出口。
下面通过实施例来进一步说明本发明,但是本发明并不因此而受到任何限制。
实施例1
如图1所示,将1000kg尿素颗粒与1000kg除盐水在溶解罐1中混合后,转移至尿素存储罐2中,得到质量浓度为50%的尿素溶液;
使磷酸二氢铵与水以1:1的质量比在60℃的条件下在催化剂制备罐4中进行混合处理0.5h,然后转移至催化剂存储罐5中;使尿素溶液和催化剂进入尿素水解反应器3中,使尿素溶液与催化剂在压力为0.5MPa、温度为130℃的条件下在尿素水解反应器3中接触进行水解汽化反应;同时,将电厂的炉后母管供给的蒸汽通过减温减压器6,使蒸汽的温度为180℃、压力为1.5MPa,开启第一调节阀,使减温减压后的蒸汽通过第一蒸汽支路进入加热盘管中对尿素溶液和催化剂进行加热。得到混合气,其中,氨气的体积浓度为37.5%。
通过空气加热器加热稀释风机10鼓入的空气至180℃,其中,稀释风机10鼓入空气的风量为4500m3/s,压力为0.004Mpa;使稀释风机向喷氨格栅8中鼓入空气与混合气以空气与混合气中氨气的体积比为1:0.05的比例混合使混合气稀释,然后将得到的稀释混合气喷入脱硝反应器9中与高温烟气混合并在380℃的条件下进行脱硝反应。
脱硝后的排放气体中的含氮氧化物的含量如表1所示。
实施例2
采用与实施例1相同的方法进行脱硝反应,不同之处仅在于,将830kg尿素颗粒与1830kg除盐水在溶解罐1中混合后,转移至尿素存储罐2中,得到质量浓度为31.2%的尿素溶液;
混合气中的氨气的体积浓度为32.9%。
脱硝后的排放气体中的含氮氧化物的含量如表1所示。
实施例3
采用与实施例1相同的方法进行脱硝反应,不同之处仅在于,将530kg尿素颗粒与1500kg除盐水在溶解罐1中混合后,转移至尿素存储罐2中,得到质量浓度为26.1%的尿素溶液;
混合气中的氨气的体积浓度为24.4%。
脱硝后的排放气体中的含氮氧化物的含量如表1所示。
实施例4
采用与实施例1相同的方法进行脱硝反应,不同之处仅在于,空气与混合气中氨气的体积比为1:0.01;稀释风机鼓入空气的条件包括:风量为3000m3/s,压力为0.007Mpa,温度为190℃。
脱硝后的排放气体中的含氮氧化物的含量如表1所示。
实施例5
采用与实施例1相同的方法进行脱硝反应,不同之处仅在于,水解汽化反应的条件包括:压力为0.6MPa,温度为180℃;
脱硝后的排放气体中的含氮氧化物的含量如表1所示。
测试例
在SCR反应器的出口烟道截面,采用等截面网格法布置烟气取样点(出口取样栅格6×3点)。在SCR反应器区布置一套NGA2000型烟气分析仪,烟气经不锈钢管引出至烟道外,再经过水洗、冷却除湿等处理后,最后接入烟气分析仪进行分析。利用烟气分析仪,同步在反应器的进出口逐点采集烟气样品,测试实施例1-5的脱硝后的可排放气体中的NO。
测试结果列于表1。
表1
NO(mg/m3) | |
实施例1 | 35 |
实施例2 | 39 |
实施例3 | 45 |
实施例4 | 40 |
实施例5 | 39 |
由表1的数据可知,实施例1的方法脱硝后的排放气体中的NO的含量远低于实施例2-5。
由实施例1和实施例3的数据可以看出:实施例3的尿素溶液的质量浓度和氨气的体积浓度不在本公开的范围内,实施例3脱硝后的排放气体中的NO的含量高于实施例1,说明当尿素溶液的质量浓度和氨气的体积浓度在本公开的范围内时具有更好的脱硝效果。
由实施例1与实施例4的数据可以看出,实施例4的空气与混合气中氨气的比例和稀释风机鼓入空气的条件不在本公开的范围内,实施例4脱硝后的排放气体中的NO的含量高于实施例1,说明当空气与混合气中氨气的比例和稀释风机鼓入空气的条件在本公开的范围内时具有更好的脱硝效果。
由实施例1与实施例5的数据可以看出,实施例5的水解汽化的条件不在本公开的范围内,实施例5脱硝后的排放气体中的NO的含量高于实施例1,说明当水解汽化的条件在本公开的范围内时具有更好的脱硝效果。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种尿素水解制备氨气进行脱硝的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
S1、将尿素颗粒与除盐水在尿素溶解罐中混合,得到尿素溶液;
S2、使尿素溶液与催化剂在尿素水解反应器中接触进行水解汽化反应,得到混合气;
S3、采用稀释风机向喷氨格栅中鼓入空气与混合气混合使混合气稀释,然后将得到的稀释混合气喷入脱硝反应器中与高温烟气混合并进行脱硝反应。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述尿素溶液的质量浓度为30-60%;
步骤S2中,所述混合气中含有氨气,所述氨气的体积浓度为28.6-47.4%;
步骤S3中,所述空气与混合气中氨气的体积比为1:0.05-0.15;
所述稀释风机鼓入空气的条件包括:风量为3500-6000m3/s,压力为0.003-0.006Mpa,温度为160-180℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中,所述水解汽化反应的条件包括:压力为0.35-0.55MPa,温度为130-145℃;
步骤S3中,所述脱硝反应的条件包括:温度为320~380℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂通过包括以下的步骤的方法制备得到:使催化剂原料与水进行混合处理;
其中,所述催化剂原料与水的质量比为1:1~1.5。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述混合处理的条件包括:温度为45~60℃,时间为0.5-1h;
所述催化剂原料选自磷酸盐;所述磷酸盐选自磷酸二氢铵和/或磷酸铵。
6.一种尿素水解制备氨气进行脱硝的系统,其特征在于,所述系统包括尿素供给单元、尿素水解单元、催化剂制备单元和脱硝反应单元;
所述尿素供给单元包括尿素溶解罐(1)和尿素存储罐(2),所述尿素溶解罐(1)的出口与所述尿素存储罐(2)的入口连通,所述尿素存储罐(2)的出口向外延伸设置有尿素溶液排出管路;
所述尿素水解单元包括尿素水解反应器(3)、喷氨格栅(8)和稀释风机(10),所述水解反应器(3)包括尿素溶液入口、混合气排出口、催化剂入口和加热盘管;
所述催化剂制备单元包括催化剂制备罐(4)和催化剂存储罐(5),所述催化剂制备罐(4)的出口与所述催化剂存储罐(5)的入口连通;所述催化剂存储罐(5)的出口与所述尿素水解反应器(3)的催化剂入口连通;
所述尿素水解反应器(3)的尿素溶液入口与所述尿素溶液排出管路的出口连通,所述尿素水解反应器(3)的混合气出口向外延伸设置有混合气排除管道,且所述混合气排除管道的出口与所述喷氨格栅(8)的混合气入口连通;
所述脱硝反应单元包括脱硝反应器(9),所述脱硝反应器(9)包括稀释混合气入口,所述稀释混合气入口与喷氨格栅(8)的稀释混合气出口连通;
所述稀释风机(10)的出口向外延伸设置有空气排出管道,且空气排出管道的出口与所述喷氨格栅(8)的空气入口连通;在所述空气排出管道上设置有空气加热器。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述尿素水解单元还包括至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器,所述至少三个液位传感器、至少三个第一温度传感器和至少三个第一压力传感器各自独立地设置于所述尿素水解反应器(3)中,分别用于测量尿素水解反应器(3)中的液体的液位、温度和压力。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,沿尿素溶液流动的方向,在所述尿素溶液排出管路上依次设置有取样口、供应泵和流量控制阀;所述取样口用于抽去尿素溶液样品以检验尿素溶液的质量浓度,并根据检验的尿素溶液的浓度开启和关闭所述供应泵和流量控制阀;
所述流量控制阀还分别与液位传感器和脱硝反应单元信号连接,用以根据液位传感器反馈的尿素水解反应器(3)中的液位信号和/或脱硝反应单元需要的氨气的量调节流量控制阀来控制尿素溶液的流量;
所述尿素水解反应器(3)上还设置排污口和泄压口,在所述泄压口向外延伸的管路上设置有泄压阀,所述泄压阀与所述第一压力传感器信号连接,用以根据第一压力传感器的压力信号开启和关闭泄压阀。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统还包括蒸汽供给单元,所述蒸汽供给单元包括在减温减压器(6)和冷凝水回收箱(7),所述减温减压器(6)的排出管路包括第一蒸汽支路和第二蒸汽支路;
所述第一蒸汽支路的出口与所述加热盘管入口连通;在所述第一蒸汽支路的出口管路上依次设置有第二压力传感器、第二温度传感器和第一调节阀;所述第二压力传感器和第二温度传感器分别与所述第一调节阀信号连接,以根据第二压力传感器的压力信号和第二温度传感器的温度信号开启和关闭第一调节阀;
所述第二蒸汽支路的出口与所述尿素水解反应器(3)的蒸汽入口连通;
沿所述加热盘管的出口向外延伸设置有冷凝水回收管路,所述冷凝水回收管路的出口与所述冷凝水回收箱(7)的入口连通,且在冷凝水回收管路上设置有第二调节阀,所述第二调节阀与所述第一温度传感器信号连接,以根据第一温度传感器的温度信号开启和关闭第二调节阀。
10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述尿素溶解罐(1)还设置有循环管路,且在循环管路上设置有循环泵;
所述脱硝反应器(9)还包括高温烟气入口和脱硝后的可排放气体出口。
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