工作原理
尿素水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在一定溫度、壓力和催化劑作用下，尿素與水發(fā)生水解反應(yīng)生成氨氣和二氧化碳。其化學(xué)方程式為：一定條件。普通水解通常在溫度 130℃-150℃、壓力 0.4MPa-0.5MPa 左右進(jìn)行。催化水解則是在上述條件基礎(chǔ)上，利用催化劑改變反應(yīng)路徑，加快反應(yīng)速率，可使反應(yīng)溫度降低約 10℃-20℃。
結(jié)構(gòu)組成
反應(yīng)器本體：一般為壓力容器，采用耐腐蝕材料如 316L 不銹鋼制造，能承受水解反應(yīng)所需的溫度和壓力。內(nèi)部設(shè)有進(jìn)料口、出料口、排污口、泄壓口等，還安裝有溫度傳感器、壓力變送器、雷達(dá)液位計(jì)等監(jiān)測(cè)儀表。
加熱系統(tǒng)：包括蒸汽盤管、蒸汽減溫減壓器等。蒸汽盤管用于間接加熱尿素溶液，使反應(yīng)在適宜的溫度下進(jìn)行；蒸汽減溫減壓器則將來(lái)自鍋爐輔汽母管的蒸汽減溫減壓至水解反應(yīng)所需的參數(shù)。
進(jìn)料系統(tǒng)：由尿素溶液儲(chǔ)罐、溶解罐、溶液輸送泵、計(jì)量裝置等組成。尿素溶液儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存一定濃度的尿素溶液，溶解罐可在啟機(jī)時(shí)對(duì)反應(yīng)器注水、溶解催化劑等，溶液輸送泵將尿素溶液輸送到反應(yīng)器內(nèi)，計(jì)量裝置確保進(jìn)料的流量和濃度穩(wěn)定。
出料系統(tǒng)：主要是汽水分離器，位于反應(yīng)器頂部，用于分離反應(yīng)生成的氨氣、二氧化碳和水蒸氣的混合氣體中的液態(tài)水，防止水進(jìn)入后續(xù)的氨噴射系統(tǒng)或其他處理設(shè)備，造成管道堵塞和設(shè)備腐蝕。
控制系統(tǒng)：由溫度傳感器、壓力傳感器、液位計(jì)等監(jiān)測(cè)儀表以及相應(yīng)的控制閥門和控制器組成。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力、液位等參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽流量、尿素溶液進(jìn)料流量等，確保反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行。
優(yōu)勢(shì)
可靠：尿素是一種相對(duì)穩(wěn)定、的固體物料，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中不存在液氨的泄漏、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人員和環(huán)境的危害較小。
產(chǎn)物純凈：水解反應(yīng)生成的氣態(tài)氨較為純凈，雜質(zhì)含量少，可有效減少對(duì) SCR 脫硝系統(tǒng)催化劑的毒害和污染，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，同時(shí)也降低了氨逃逸率，減少了對(duì)大氣環(huán)境的二次污染。
運(yùn)行穩(wěn)定：反應(yīng)過程相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)氨氣需求信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間雖然比熱解系統(tǒng)長(zhǎng)，但通過水解反應(yīng)器蒸汽空間的氨氣儲(chǔ)存量可起緩沖作用，基本能滿足實(shí)際運(yùn)行需求，且系統(tǒng)的故障率較低，維護(hù)工作量相對(duì)較小。
靈活調(diào)節(jié)：通過調(diào)整尿素溶液的進(jìn)料流量、水解爐的溫度和壓力等參數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活控制氨氣的產(chǎn)量，適應(yīng)不同工況下的脫硝要求。
不足
投資成本高：尿素水解反應(yīng)器及其配套系統(tǒng)的設(shè)備較為復(fù)雜，需要采用高質(zhì)量的耐腐蝕材料和先進(jìn)的控制系統(tǒng)，因此初投資成本較高。
能耗較高：水解反應(yīng)需要消耗大量的蒸汽或電能來(lái)提供熱量，運(yùn)行過程中的能耗成本較高。此外，設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用也相對(duì)較高，如定期更換耐腐蝕部件、清洗管道和閥門等。
響應(yīng)速度慢：相比尿素?zé)峤鉅t，尿素水解反應(yīng)器對(duì)氨氣需求變化的響應(yīng)速度相對(duì)較慢，在負(fù)荷快速變化的情況下，可能需要一定的時(shí)間來(lái)調(diào)整氨