脫硝尿素制備系統(tǒng)是為選擇性催化還原（SCR）、選擇性非催化還原（SNCR）等脫硝工藝提供合格還原劑（尿素溶液）的核心輔助系統(tǒng)，廣泛應用于火電廠、垃圾焚燒廠、鋼鐵廠等需處理煙氣中氮氧化物（NOx）的場景。其核心功能是將固體尿素（顆�；蚍勰┤芙�、調配成特定濃度的尿素溶液，并穩(wěn)定輸送至脫硝反應器，確保還原劑與煙氣中的 NOx 高效反應（生成無害的 N₂和 H₂O）。
一、核心功能
固體尿素溶解：將固體尿素（純度通常≥99.5%）與脫鹽水按比例混合，形成均勻的尿素溶液。 濃度精準調控：根據(jù)脫硝工藝需求（通常為 20%~50%，最常用 50%），精確控制尿素與水的比例，避免濃度過高導致結晶堵塞或過低增加運輸能耗。 穩(wěn)定儲存與輸送：將合格尿素溶液暫存于儲罐中，并通過泵組穩(wěn)定輸送至脫硝反應器（SCR/SNCR 噴槍），滿足連續(xù)脫硝需求。 安全與自動化運行：集成攪拌、加熱、過濾、監(jiān)測等功能，避免尿素結晶、管道堵塞，同時通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守。二、典型組成單元
系統(tǒng)需根據(jù)處理規(guī)模（如電廠鍋爐容量）和尿素形態(tài)（顆粒 / 粉末）設計，核心組成如下：
| 組成單元 | 功能說明 |
|---|---|
| 尿素進料單元 | 包括尿素儲倉（儲存固體尿素，帶料位計防止空倉）、進料螺旋輸送機（將尿素從儲倉輸送至溶解罐，部分帶變頻控制調節(jié)進料量）、除塵裝置（尿素粉塵收集，避免操作人員吸入）。 |
| 溶解單元 | 核心為溶解罐（帶攪拌器，加速尿素溶解），配套脫鹽水進口（通過流量計控制加水量）、加熱裝置（如蒸汽夾套或電加熱，維持罐內溫度 30~50℃，防止尿素低溫結晶）。 |
| 過濾單元 | 包含袋式過濾器或精密過濾器，去除溶液中未溶解的雜質（如尿素顆粒中的灰塵、結塊），避免堵塞后續(xù)管道或噴槍。 |
| 儲存單元 | 即尿素溶液儲罐（容量根據(jù)脫硝系統(tǒng)耗量設計，通常為幾小時至一天的用量），帶液位計、溫度傳感器（維持溫度≥30℃防結晶）、攪拌器（防止溶液分層）。 |
| 輸送與循環(huán)單元 |
由尿素溶液泵（如離心泵、齒輪泵，材質需耐輕微腐蝕）、循環(huán)管道組成： - 輸送：將儲罐內溶液泵至脫硝反應器噴槍； - 循環(huán)：當脫硝系統(tǒng)暫停時，溶液通過循環(huán)管道回流至儲罐，避免管道內溶液靜置結晶。 |
| 伴熱與保溫單元 | 對溶解罐、儲罐、輸送管道進行伴熱（蒸汽伴熱或電伴熱）和保溫，確保系統(tǒng)內溫度≥30℃（尿素溶液結晶點約 11℃，但低溫下易析出晶體，30℃以上可穩(wěn)定存在）。 |
| 控制系統(tǒng) |
以 PLC 為核心，通過觸摸屏或 DCS 系統(tǒng)聯(lián)動： - 自動調節(jié)尿素進料量與脫鹽水量，控制溶液濃度； - 監(jiān)測罐體液位、溫度、溶液濃度（如折光儀檢測），超限時報警并自動調整（如加熱不足時啟動加熱）； - 聯(lián)動脫硝系統(tǒng)啟停，實現(xiàn)輸送泵與循環(huán)泵的自動切換。 |
三、工作流程
以 “火電廠 SCR 脫硝的尿素制備” 為例，典型流程如下：
-
尿素進料：固體尿素顆粒從儲倉經(jīng)螺旋輸送機送入溶解罐，進料量由 PLC 根據(jù)設定濃度自動計算（如制備 50% 溶液，尿素與水的質量比 1:1）。
溶解調配：脫鹽水按比例進入溶解罐，攪拌器啟動混合，同時加熱裝置將罐內溫度維持在 40℃左右（加速溶解，防止結晶），形成均勻的尿素溶液。
過濾凈化：溶解后的溶液經(jīng)過濾器去除雜質，進入尿素溶液儲罐暫存。
儲存與保溫：儲罐內攪拌器持續(xù)低速運轉防止分層，伴熱系統(tǒng)維持溫度 35℃，液位計實時監(jiān)測儲量，低液位時觸發(fā)進料溶解工序。
輸送至脫硝系統(tǒng)：當脫硝系統(tǒng)運行時，輸送泵將儲罐內溶液加壓后送至 SCR 反應器的噴槍，通過噴槍霧化后與高溫煙氣混合，在催化劑作用下還原 NOx。
循環(huán)保護：若脫硝系統(tǒng)暫停，輸送泵切換至循環(huán)模式，溶液通過回流管道返回儲罐，避免管道內溶液冷卻結晶。
四、關鍵技術參數(shù)
溶液濃度：最常用 50%（質量分數(shù)），濃度過高（如＞60%）易在低溫下結晶，過低則需輸送更多溶液，增加能耗；具體需根據(jù)脫硝工藝溫度、噴槍霧化效果調整。 溶解溫度：30~50℃為宜，溫度過低溶解速度慢，過高可能導致尿素少量分解（尿素熱分解溫度約 132.7℃，但長期高溫會緩慢分解為氨和縮二脲，影響脫硝效率）。 輸送壓力：根據(jù)噴槍需求設計，通常 0.5~2.0MPa，確保溶液霧化效果（霧化越細，與煙氣混合越充分，脫硝效率越高）。 處理規(guī)模：小型系統(tǒng)（如垃圾焚燒廠）每小時處理固體尿素幾十公斤，大型電廠系統(tǒng)可達每小時數(shù)噸。五、應用場景
火電廠：燃煤鍋爐煙氣脫硝（SCR 為主），需大量 50% 尿素溶液作為還原劑，替代易揮發(fā)、有刺激性的液氨（尿素更安全）。 垃圾焚燒廠：煙氣中 NOx 濃度波動大，SNCR 脫硝工藝常用尿素溶液（無需催化劑，在 800~1100℃高溫區(qū)直接反應）。 鋼鐵 / 化工行業(yè)：燒結機、工業(yè)窯爐等煙氣脫硝，根據(jù)煙氣量和 NOx 濃度設計匹配的尿素制備系統(tǒng)。六、注意事項
防結晶堵塞：尿素溶液在低溫下易結晶（尤其管道死角、閥門處），需確保伴熱均勻、管道無死水段，停機時需用脫鹽水沖洗管道。 雜質控制：固體尿素需純度達標（避免含泥沙、金屬雜質），過濾單元需定期更換濾芯，防止堵塞噴槍噴嘴。 安全防護：尿素粉塵吸入可能刺激呼吸道，進料單元需配套高效除塵裝置；系統(tǒng)檢修時需通風，避免尿素溶液接觸皮膚（輕微刺激性）。 濃度穩(wěn)定性：濃度波動會導致脫硝效率波動（如濃度偏低可能使 NOx 排放超標），需通過高精度流量計和在線濃度監(jiān)測（如折光儀）確保穩(wěn)定性。總結
脫硝尿素制備系統(tǒng)是脫硝工藝的 “還原劑供應中樞”，其性能直接影響脫硝效率和運行安全性。通過精準的溶解調配、穩(wěn)定的儲存輸送及智能化控制，可確保尿素溶液持續(xù)滿足脫硝需求，是環(huán)保領域控制 NOx 排放的關鍵設備系統(tǒng)。
