PDF《尿素制氨机理及影响因素分析》

2 步进行:首先尿素溶液蒸 发形成熔融态的尿素和水蒸气;

然后尿素热解为 NH3 和HNCO,HNCO 在催化剂的作用下与水蒸气 发生水解反应生成 NH3 和CO2 [13]. 溶液的蒸发和热 解过程吸热,水解反应放热.热解炉中发生的主要 反应为: (4) (5) 总反应可表示为 (6) 图2为尿素热解系统的 Aspen 模型,物性方法 选用 RK-SOAVE. 图2尿素热解系统 Aspen 模型 Fig.2 The urea pyrolysis system model in Aspen Plus 图2中S4 (空气,

20 ℃, 0.01 MPa,

4 340 m3 /h) 在H-2 中加热至

300 ℃, 然后经 D-1 加压至

1 MPa, 再由 H-3 加热至

650 ℃.S1(尿素溶液,50%质量 分数,562 kg/h)在H-1 中加热至

40 ℃,经由 P-1 与S7 混合进入热解炉中进行反应,热解炉由混合 器(MIXER) 和全混釜反应器 (RCSTR) 进行模拟. 其中, H-1 的热源为锅炉饱和蒸汽 (180 ℃,

1 MPa,

2 777.4 kJ/kg) ,H-2 的热源为锅炉烟气,H-3 的热 源为电能.反应的指前因子和活化能分别设为 2.4*

1015 min-1 和70 kJ/mol[14] . 2.2 尿素水解制氨 尿素水解系统的流程如图

3 所示.其中,水解 系统尿素溶解罐和尿素储罐部分与热解系统的要 求相同.将尿素溶液通过给料泵送至尿素水解器发 生水解反应, 得到含有 NH

3、 H2O 和CO2 的产品气. 尿素水解器是整个水解系统中最重要的设备, 尿素 溶液从底部进入, 产品气通过汽水分离器从顶部排 出[5] .产品气与稀释风在氨空混合器中混合,将NH3 的体积分数降至 5%以下, 然后进入 SCR 反应 器脱硝. 图3尿素水解系统流程 Fig.3 Schematic diagr........