尿素溶液熱解制氨是一個復(fù)雜的化學(xué)過程,以下是該過程的詳細(xì)解釋:
1.尿素?zé)峤獾闹饕磻?yīng):
.開始階段,尿素(CO(NH?)?)熱解生成等物質(zhì)的量的氨氣(NH?)和異氰酸(HNCO)。反應(yīng)式為:CO(NH?)? → NH? + HNCO
.第二階段,異氰酸進(jìn)一步水解生成等物質(zhì)量的氨氣和二氧化碳(CO?)。反應(yīng)式為:HNCO + H?O → NH? + CO?
.因此,總反應(yīng)式為:CO(NH?)? + H?O = 2NH? + CO?
2.反應(yīng)條件:
.熱解反應(yīng)通常在350~650℃的空氣或煙氣中進(jìn)行。定制煙氣脫硝尿素?zé)峤庵瓢背商自O(shè)備
.在小型實(shí)驗裝置上,已經(jīng)確定了實(shí)驗工況為:熱解溫度350℃、載氣流量1.0L、50%尿素溶液初始濃度和空速18000h?1。
3.催化劑的影響:
.催化劑如TiO?和ZrO?可以有效地降低尿素?zé)峤夥磻?yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率。
.在300℃以上的實(shí)驗工況下,TiO?和ZrO?的催化效果基本趨于一致。
.Al?O?的催化效果僅次于TiO?,而SiO?基本沒有催化效果。
4.工藝流程:
.尿素顆粒儲存于儲倉,由稱重給料機(jī)輸送至尿素溶解罐。
.使用除鹽水將固體尿素溶解成50%的尿素溶液(需外部加熱,保證尿素溶液的溫度在30℃以上)。
.尿素溶液經(jīng)由給料泵、循環(huán)系統(tǒng)、計量分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室(熱解爐)。
.稀釋空氣經(jīng)加熱也進(jìn)入到分解室。
5.注意事項:
.熱解系統(tǒng)需要汽化全部水分和其他物質(zhì),耗能很大,同時需要不斷補(bǔ)充較多除鹽水。定制煙氣脫硝尿素?zé)峤庵瓢背商自O(shè)備
.尿素中的不可燃雜質(zhì)(如鐵、鎳化合物)將進(jìn)入煙氣中并進(jìn)入SCR系統(tǒng)。
總的來說,尿素溶液熱解制氨是一個在高溫下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),通過加入催化劑可以降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率。該工藝在SCR脫硝技術(shù)中有重要應(yīng)用,特別是在車船用柴油機(jī)尾氣處理中。