湛流环保尿素制备系统

脱硝尿素制备系统是为选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等脱硝工艺提供合格还原剂（尿素溶液）的核心辅助系统，广泛应用于火电厂、垃圾焚烧厂、钢铁厂等需处理烟气中氮氧化物（NOx）的场景。其核心功能是将固体尿素（颗粒或粉末）溶解、调配成特定浓度的尿素溶液，并稳定输送至脱硝反应器，确保还原剂与烟气中的 NOx 高效反应（生成无害的 N₂和 H₂O）。

一、核心功能

固体尿素溶解：将固体尿素（纯度通常≥99.5%）与脱盐水按比例混合，形成均匀的尿素溶液。浓度精准调控：根据脱硝工艺需求（通常为 20%~50%，最常用 50%），精确控制尿素与水的比例，避免浓度过高导致结晶堵塞或过低增加运输能耗。稳定储存与输送：将合格尿素溶液暂存于储罐中，并通过泵组稳定输送至脱硝反应器（SCR/SNCR 喷枪），满足连续脱硝需求。安全与自动化运行：集成搅拌、加热、过滤、监测等功能，避免尿素结晶、管道堵塞，同时通过自动控制系统实现无人值守。

二、典型组成单元

系统需根据处理规模（如电厂锅炉容量）和尿素形态（颗粒 / 粉末）设计，核心组成如下：

组成单元	功能说明
尿素进料单元	包括尿素储仓（储存固体尿素，带料位计防止空仓）、进料螺旋输送机（将尿素从储仓输送至溶解罐，部分带变频控制调节进料量）、除尘装置（尿素粉尘收集，避免操作人员吸入）。
溶解单元	核心为溶解罐（带搅拌器，加速尿素溶解），配套脱盐水进口（通过流量计控制加水量）、加热装置（如蒸汽夹套或电加热，维持罐内温度 30~50℃，防止尿素低温结晶）。
过滤单元	包含袋式过滤器或精密过滤器，去除溶液中未溶解的杂质（如尿素颗粒中的灰尘、结块），避免堵塞后续管道或喷枪。
储存单元	即尿素溶液储罐（容量根据脱硝系统耗量设计，通常为几小时至一天的用量），带液位计、温度传感器（维持温度≥30℃防结晶）、搅拌器（防止溶液分层）。
输送与循环单元	由尿素溶液泵（如离心泵、齿轮泵，材质需耐轻微腐蚀）、循环管道组成： - 输送：将储罐内溶液泵至脱硝反应器喷枪； - 循环：当脱硝系统暂停时，溶液通过循环管道回流至储罐，避免管道内溶液静置结晶。
伴热与保温单元	对溶解罐、储罐、输送管道进行伴热（蒸汽伴热或电伴热）和保温，确保系统内温度≥30℃（尿素溶液结晶点约 11℃，但低温下易析出晶体，30℃以上可稳定存在）。
控制系统	以 PLC 为核心，通过触摸屏或 DCS 系统联动： - 自动调节尿素进料量与脱盐水量，控制溶液浓度； - 监测罐体液位、温度、溶液浓度（如折光仪检测），超限时报警并自动调整（如加热不足时启动加热）； - 联动脱硝系统启停，实现输送泵与循环泵的自动切换。

三、工作流程

以 “火电厂 SCR 脱硝的尿素制备” 为例，典型流程如下：

尿素进料

溶解调配

过滤净化

储存与保温

输送至脱硝系统

循环保护

四、关键技术参数

溶液浓度：最常用 50%（质量分数），浓度过高（如＞60%）易在低温下结晶，过低则需输送更多溶液，增加能耗；具体需根据脱硝工艺温度、喷枪雾化效果调整。溶解温度：30~50℃为宜，温度过低溶解速度慢，过高可能导致尿素少量分解（尿素热分解温度约 132.7℃，但长期高温会缓慢分解为氨和缩二脲，影响脱硝效率）。输送压力：根据喷枪需求设计，通常 0.5~2.0MPa，确保溶液雾化效果（雾化越细，与烟气混合越充分，脱硝效率越高）。处理规模：小型系统（如垃圾焚烧厂）每小时处理固体尿素几十公斤，大型电厂系统可达每小时数吨。

五、应用场景

火电厂：燃煤锅炉烟气脱硝（SCR 为主），需大量 50% 尿素溶液作为还原剂，替代易挥发、有刺激性的液氨（尿素更安全）。垃圾焚烧厂：烟气中 NOx 浓度波动大，SNCR 脱硝工艺常用尿素溶液（无需催化剂，在 800~1100℃高温区直接反应）。钢铁 / 化工行业：烧结机、工业窑炉等烟气脱硝，根据烟气量和 NOx 浓度设计匹配的尿素制备系统。

六、注意事项

防结晶堵塞：尿素溶液在低温下易结晶（尤其管道死角、阀门处），需确保伴热均匀、管道无死水段，停机时需用脱盐水冲洗管道。杂质控制：固体尿素需纯度达标（避免含泥沙、金属杂质），过滤单元需定期更换滤芯，防止堵塞喷枪喷嘴。安全防护：尿素粉尘吸入可能刺激呼吸道，进料单元需配套高效除尘装置；系统检修时需通风，避免尿素溶液接触皮肤（轻微刺激性）。浓度稳定性：浓度波动会导致脱硝效率波动（如浓度偏低可能使 NOx 排放超标），需通过高精度流量计和在线浓度监测（如折光仪）确保稳定性。

总结

脱硝尿素制备系统是脱硝工艺的 “还原剂供应中枢”，其性能直接影响脱硝效率和运行安全性。通过精准的溶解调配、稳定的储存输送及智能化控制，可确保尿素溶液持续满足脱硝需求，是环保领域控制 NOx 排放的关键设备系统。