脱硝尿素水解系统余热利用优化设置

徐 岩

（大唐环境产业集团股份有限公司电力设计研究院北京100097）

脱硝尿素水解系统余热利用优化设置

徐 岩

（大唐环境产业集团股份有限公司电力设计研究院北京100097）

烟气脱硝系统目前采用水解制氨气的机组越来越多，水解系统如何更好的高效稳定运行是工程师一致努力追求的目标。本文介绍了一种尿素水解系统余热利用的优化设置方法，即能保证尿素的制备，又能有效利用水解器的热源，实现节能减排。

水解装置；蒸气疏水；余热利用

水解系统利用过热蒸气的汽化潜热加热尿素溶液，使尿素溶液分解成氨气，产生的氨气输送到炉后进行NOx脱除。水解器出口热水参数一般为压力为0.6 MPa～0.9MPa，温度为165℃～180℃。该部分热水为洁净介质，并携带大量热量，可以进行再利用。

1 现有脱硝系统常用设置

水解设备是利用蒸气将尿素溶液分解成氨气，目前工程普遍采用方法为将水解设备的蒸气疏水直接排入尿素区的疏水箱，疏水箱通过疏水泵打入尿素溶解罐进行溶解尿素用，另一部分剩余疏水排入废水坑进行外排处理。而尿素区的尿素溶解罐和尿素溶液储罐都利用需要利用热源加热，目前均采用主厂的辅助蒸气，同时有疏水外排。该系统只利用了水解系统的部分疏水工质，而没有进行能量的梯级利用，同时耗费了主厂的高品质热源制备和存储尿素溶液。

2 本系统的优化设置

尿素溶液储罐中装有制备好的尿素溶液，该溶液需保持30℃以上的温度已避免尿素结晶析出。本系统将水解器出口的高温疏水引接到尿素储罐的加热盘管入口，利用水解器疏水的温度加热尿素溶液储罐，储罐盘管出口的热水回到疏水箱进行再次利用。同时由于水解器疏水量较大，加热储罐的需热量较小，因此需有剩余的水返回疏水箱。当加热储罐加热温度达标后可以切断该部分加热用水，直接返回疏水箱。系统如图1。

图1 尿素溶液储存系统原理

3 该装置的运行原理

水解系统利用的加热蒸气一般为压力1.0MPa，温度200℃左右，利用蒸气的气化潜热将尿素溶液加热分解产生氨气，生成的氨气用于烟气脱硝。水解器出口热水参数一般为压力为0.6MPa～0.9MPa，温度为165℃～180℃。该部分疏水为洁净介质，并携带大量热量，可以进行再利用。尿素溶液储罐本身存储的是溶解罐制备完成的尿素溶液，制备完成的溶液温度一般为30℃以上，尿素储罐利用热源将该温度维持稳定，保证尿素溶液不结晶。该热量需求小，仅用于平衡设备散热即可，因此采用水解系统疏水加热溶解罐中的尿素溶液完全满足运行要求，且有部分富裕。

4 该系统的设置要点

水解器出口的疏水进入储罐前应设置手动阀和自动阀，自动阀在不需要加热溶液时关闭，实现自动控制，手动阀用于自动阀检修时切断管路介质。储罐出来的低温水不再设置阀门以保证热水的连续流动。水解器出口的疏水进入疏水箱的管路应设置手动阀，当系统低负荷时水解器产生疏水量较小，为保证溶解罐热水的供应，可以切断该管路的阀门。该路也可以设置气动阀，实现自动开关，提高自动化程度。水解器疏水进疏水箱和尿素溶液储罐加热回水返回疏水箱的两条管路可以汇集成一路，节约钢材用量。

5 该系统的优点

该系统可以有效利用水解器加热蒸气的疏水，利用150℃以上的热水对尿素溶液储罐的溶液进行加热保温，实现对高品质热源实现能量的阶梯利用，提高热源利用效率。同时不再利用原辅助蒸气热源加热尿素溶解罐，减少了能源损耗，也降低了疏水排放量，实现节能减排。

该系统稳定可靠，不增加额外设备，操作简单，降低了系统的物耗和能耗。对系统优化运行起到有利作用。

6 该系统对脱硝系统的影响

由于该系统需要利用水解器的疏水，而水解器的疏水压力在低负荷时可能较低，如果尿素制备区与水解区不在一个区域而且相距较远时，管路的沿程阻力较大，将无法保证进入溶液储罐的疏水压力，溶解罐出口的热水可能因压力不足无法进入疏水箱，此时若将该部分水排入废水坑将造成工质的浪费。因此需在脱硝系统布置中考虑疏水压力和区域间的距离要求是否合适。

7 结语

综上所述，该系统优点明显，使用方便，运行稳定，安全可靠，是脱硝尿素水解系统余热利用优化设置的可靠选择。该系统优化设置已在大唐延安电厂实现应用。

[1]孙克勤,韩祥.燃煤电厂烟气脱硝设备及运行.机械工业出版社, 2011.

[2]蒋文举,主编.赵君科,尹华强,汤争光副主编.烟气脱硫脱硝技术手册:第二版，化学工业出版社,2012.

徐岩（1982—），女族，汉，硕士研究生，工程师，从事工作：火力发电厂烟气脱硝系统工艺设计。