工作原理

尿素水解的主要反应方程式为：\(CO(NH_2)_2 + H_2O \longrightarrow CO_2↑ + 2NH_3↑\)。在水解反应器中，质量分数约为 50% 的尿素溶液在一定温度（140 - 160℃）和压力（0.4 - 0.6MPa）条件下，先水解出氨基甲酸铵（\(NH_2COONH_4\)），氨基甲酸铵超过 60℃会进一步分解产生氨气（\(NH_3\)）和二氧化碳（\(CO_2\)）。

系统组成

• 尿素储存与溶解单元：包括尿素储存间、斗提机、尿素溶解罐等。尿素储存间存放尿素颗粒，斗提机将尿素输送至溶解罐，在溶解罐中用除盐水将尿素溶解成约 50% 质量浓度的尿素溶液，同时配有蒸汽加热系统防止溶液结晶。

• 尿素溶液储存与输送单元：主要有尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵等。尿素溶液储罐储存配制好的尿素溶液，设有液面、温度显示仪、蒸汽加热装置等。尿素溶液输送泵将尿素溶液从储罐输送至水解反应器。

• 水解反应单元：核心设备是尿素水解反应器，通常采用 316L 不锈钢材质。饱和蒸汽通过盘管方式进入水解反应器为反应提供热量，冷凝水由疏水箱、疏水泵回收。反应器内设有气相泄压及液相泄压等安全措施1。

• 氨气处理单元：水解反应器产生的含氨气流先进入计量模块，然后与热一次风在氨气 - 空气混合器处稀释，使氨气浓度小于 5%，最后进入氨气 - 烟气混合系统，为脱硝系统提供还原剂。

优点

• 安全性高：相比液氨作为脱硝还原剂，不存在液氨的易燃易爆等安全风险，消除了厂内重大危险源。

• 尿素利用率高：尿素水解系统尿素利用率可达 99% 以上。

• 响应速度快：水解反应器上部空间通常有 3 - 5min 的氨气储存量可起缓冲作用，瞬时排出的量能与脱硝所需要的量实时匹配调节，系统响应速度可达 10%/min 以上。

• 布置方式灵活：既可以采用单元制，也可采用公用制集中布置，如一拖二或一拖三的形式。

应用领域

主要应用于火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧厂等的烟气脱硝系统中，为选择性催化还原法（SCR）脱硝提供还原剂，以去除烟气中的氮氧化物，满足环保排放标准。