尿素催化水解原理及操作

1、尿素催化水解装置原理介绍 与 操作培训,主要内容,尿素催化水解原理 尿素催化水解系统组成 尿素催化水解系统启动与停止 尿素催化水解系统运行维护,主要内容,尿素催化水解原理 尿素催化水解系统组成 尿素催化水解系统启动与停止 尿素催化水解系统运行维护,一、尿素催化水解原理,浓度约50%的尿素溶液通过高压泵从尿素储罐打入反应器中 在压力0.4-0.5Mpa、温度135-160和催化剂的作用下进行水解反应，产生氨气、二氧化碳混合气 混合气通过反应器上面的汽水分离器分离后，经由减压、流量控制调节与稀释风在氨空气混合器混合，稀释氨浓度至5%以下 最后进入SCR反应器内进行脱硝反应,一、尿素催化水原理,反应

2、方程式： 综合反应： (NH2)2CO + H2O CO2+ 2NH3 尿素的水解反应为吸热反应。为了使反应速率恒定，尿素、水和热量都必须按照正确的比例供给反应器。 催化剂的主要作用是通过改变了反应路径，从而大大加快反应速率，降低响应时间。 反应器中装有固定量的催化剂，催化剂在反应器内可循环使用。,催化剂,300型尿素催化水解系统,尿素转化率大于99%,135,0.5Mpa G,一、尿素催化水解原理,喷氨格栅,170,0.7MPa,耗量4203kg/h,50%尿素1783kg/h,改良尿素制氨技术 催化剂改变反应路径 反应温度：135-140；反应压力0.4-0.5MPa 反应速度较传统水解法

3、约提高10倍以上 适应锅炉满负荷的13%变化,尿素催化水解系统特性：,尿素催化水解原理,主要内容,尿素催化水解原理 尿素催化水解系统组成 尿素催化水解系统启动与停止 尿素催化水解系统运行维护,尿素催化水解系统组成,反应器本体 尿素溶液供给系统 除盐水供给系统 催化剂供给系统 蒸汽供给及疏水系统 排污和排气系统 伴热系统 吹扫系统 电气系统 热控系统,尿素催化水解系统组成,反应器本体 主要设备，用于尿素催化水解制氨。 尿素溶液在压力0.4-0.5Mpa、温度130-150和催化剂的作用下进行水解反应，产生氨气。 设有排污口和泄压口、压力变送器、热电阻、雷达液位计,尿素催化水解系统组成,尿素溶液供

4、给系统 向反应器提供50%的尿素溶液 除盐水供给系统 启机时反应器注水 催化剂溶解冲洗 减温减压器降温 催化剂 为反应器提供溶解的催化剂 催化剂箱,来自尿素区内,来自尿素区尿素管道,来自催化剂箱,尿素催化水解系统组成,蒸汽供给及疏水系统 蒸汽（减温减压至170、0.7MPa） 主要为反应器提供热量 用于吹扫废液管线 用于管道伴热 疏水 收集至疏水箱,来自锅炉辅汽母管，经减温减压器降至170、0.7MPa,疏水至疏水箱,尿素催化水解系统组成,氨气供给喷氨系统 水解反应器 提供氨气、二氧化碳、水蒸汽混合气 汽水分离器进入氨气管道,尿素催化水解系统组成,伴热系统 反应器撬装内的氨气（130）和废气、

5、废液管（120）、尿素管（50）、 液位计（120）、均设置电伴热 吹扫系统 废液排污管道设有吹扫系统 废气管道、氨气管道均设有蒸汽吹扫,主要内容,尿素催化水解原理 尿素催化水解系统组成 尿素催化水解系统启动与停止 尿素催化水解系统运行维护,初次投入反应器的要求 反应器启动 反应器正常停机 反应器紧急停机 蒸汽吹扫步序 反应器煮洗 反应器定期排污 机组喷氨投入 机组停止喷氨,尿素催化水解系统启动与停止,初次投入反应器的要求 首次启动反应器需要在加入适量的反应液，该溶液由除盐水和50%的尿素溶液及适量催化剂混合而成。 首先加入已经配备好的催化剂溶液，之后加入适量的除盐水至反应器液位约650mm处

6、，最后加入尿素溶液至反应器液位约1000mm处。 反应器中尿素的初始浓度大约为25%。 注意：反应器中初始稀释启动的尿素溶液浓度不得超过28%。,尿素催化水解系统启动与停止,反应器的启动 投入条件： 在停机状态 尿素溶液已供应 催化剂溶液已经打入到尿素水解反应器中 减温减压器正常工作，即蒸汽已供应 启动步骤： 1. 反应器加入反应液： 供给催化剂溶液进入到反应器， 除盐水管开关阀至反应器液位大于650mm，关闭该阀门； 打开尿素溶液管开关阀和调节阀 (置值为100)，至反应器液位到1000mm，关闭尿素溶液调节阀,尿素催化水解系统启动与停止,启动步骤： 2. 升温加压： 尿素溶液调节阀根据液位

7、调节 逐步缓慢升温，升温速率不大于5/min。 蒸汽调节阀为压力调节方式，压力设为0.45MPa，升压速率为0.02MPa/min，至反应器压力大于0.45MPa 3. 首次投运排气 - 当反应器压力到达0.6MPa后，手动打开紧急排空阀，进行排气到废水地坑（地坑需提前进水到80%液位），当压力降到0.2MPa时，手动关闭紧急排空阀，继续升压，排气操作进行3次。 4、此时反应器具备供应成品氨气条件,尿素催化水解系统启动与停止,反应器正常停机操作 启动条件：锅炉开始停机，确定反应器跟着正常停机 操作步骤 打开反应器出口氨气管道开关阀，其他开关阀和调节阀均关闭（断蒸汽气断尿素） 等待，反应器压力小

8、于0.15MPa或 反应器温度小于115 关闭反应器出口氨气管道开关阀 氨气管线吹扫 结束，尿素水解反应器正常停机。 注意：正常停机后，必须及时手动吹扫氨气管线，以防止氨气在管路中凝结堵塞管路。（蒸汽吹扫最好30min）尿素管线冲洗,尿素催化水解系统启动与停止,反应器紧急停机操作 启动条件： 反应器压力小于0.15MPa 且温度大于135 反应器泄露 反应器压力大于1.2MPa 安全阀动作 操作步骤： 打开反应器出口j紧急放空阀，其他开关阀和调节阀均关闭（断气断尿素） 等待，反应器压力小于0.15MPa或 反应器温度小于115 关闭反应器出口压力放空开关阀 废气、氨气管线吹扫 注意：若发现泄漏

9、很严重，需要打开反应器废液管线开关阀，一边排压一边排尿素溶液。停机后必须及时手动吹扫废气管线，以防止氨气在管路中凝结堵塞管路。,尿素催化水解系统启动与停止,蒸汽吹扫步序 氨气管线蒸汽吹扫步序如下： 关闭开氨气管道开关阀。 打开氨气管道蒸汽吹扫手动阀，进行蒸汽吹扫。 吹扫结束，关闭氨气管道蒸汽吹扫手动阀， 注意：吹扫氨气管线时需要通知锅炉脱硝运行，以保证氨气管道至SCR喷氨格栅的管道畅通。 废气管线吹扫步序如下： 确定关闭废气管线开关阀和废气管道手动阀。 ，打开废气管线蒸汽吹扫手动阀，进行蒸汽吹扫。 吹扫结束，关闭废气管线蒸汽吹扫手动阀。,尿素催化水解系统启动与停止,反应器煮洗 系统长时间停运（

10、一月以上）需要将反应器内溶液放净，用除盐水冲洗一遍后，加除盐水进行反应器水煮洗12个小时。 反应器尿素溶液排放后，需要打开废液管线蒸汽吹扫开关阀，蒸汽吹扫废液管线10分钟 反应器除盐水煮洗温度约130-140，压力约0.3-0.4Mpa，建议煮洗时间最少4小时，煮洗过程每小时排污一次，排污时间3分钟，煮洗过程中尽量不要排气，如压力太高则可适当排气至废水池。 煮洗完成后，压力降低后将反应器内溶液放空，关闭主蒸汽，关闭各个阀门，等待下一次系统启动。,尿素催化水解系统启动与停止,反应器定期排污 由于尿素及催化剂的含有杂质，所以需要定时清理反应器中的固体、沉积物和其他污染物，使其保持至最小值 反应器底

11、部排污：根据现场需求，半年进行一次 打开反应器排污管上的开关阀 底部排污约10秒钟后关闭开关阀 打开废液管线蒸汽吹扫开关阀，进行蒸汽吹扫，蒸汽吹扫10分钟后关闭。 反应器表面排污：建议排污时间2分钟，每月进行一次 打开表面排污手动阀。 排污2分钟，关闭表面排污手动阀。 打开废液管线蒸汽吹扫开关阀，蒸汽吹扫10分钟后关闭；,主要内容,尿素催化水解原理 尿素催化水解系统组成 尿素催化水解系统启动与停止 尿素催化水解系统运行维护,辅助设备日常维护和安全注意事项 反应器日常维护和安全注意事项 停运后检查和维护和安全注意事项 催化剂的使用和保存 反应器长期使用的维护,尿素催化水解系统运行维护,辅助设备日

12、常维护和安全注意事项 设备外观完整，部件和保温齐全，设备及周围应清洁、无积油、积水及其他杂物，照明充足，栏杆平台完整。 各箱、池的人孔、检查孔应严密关闭，各备用管法兰严密封闭。 所有阀门、挡板开关灵活，无卡涩现象，位置指示正确。 事故按钮完好并加盖。 每半个月对氨气泄漏报警系统的功能进行一次检查并试验正常； 定期对各安全阀进行检查和维护。 调节阀和开关阀每班都要检查。 管道在运行期间要检查泄漏和振动情况。 工作人员现场巡查中应注意观察各仪表的读数，作好记录，并与上位机上显示读数对比，有差距时应及时校对。 对于备用设备必须经常检查以保证其处于良好状态，能随时启用。 尿素供给管道、除盐水供给管道连

13、接完好，无漏点，未发生堵塞现象。 加热蒸汽管道无撞击、泄露，伴热管道工作正常，疏水器工作正常，疏水可以正常流回疏水池。 反应器人孔及底部连接法兰封闭严密，无氨气泄露。 氨气计量阀组和氨空混合气区域管道无氨气泄漏，各仪表运行正常。,尿素催化水解系统运行维护,反应器日常维护和安全注意事项 为减少反应器中杂质的沉积，必须定期对反应器进行排污。 必须做好排污程序的记录（包括数量和频率）。 运行过程中需要检查管线电伴热是否正常运行。 每月检测和维修一次主蒸汽疏水阀、管道绝缘损坏需修理损坏的地方 每年一次检测 排干并检查所有容器。处理掉所有堆积的尿素晶体，其可用最低40度的除盐水冲洗。 反应器最好每隔一年

14、完全排干、清冼和重新注入新的溶液。 用除盐水对所有管道进行彻底冲冼，检查和清冼所有过滤器。 检查反应器中的蒸汽盘管是否良好。 氨气为巨毒、可爆物质，运行中如发生泄漏应及时采取措施切断气氨来源，待泄漏消除后方可重新投入运行。,尿素催化水解系统运行维护,反应器日常维护和安全注意事项 躲避氨气泄露时，应观察风向，逆风逃生 反应器的运行液位、温度及压力应严格按照要求运行维护。 反应器禁止过压：不得用50%溶液浓度的尿素启动空的反应器，必须在加热前用除盐水将其稀释。 反应器在空容器首次启动未稀释反应器溶液可能导致内部压力的快速增加和最终出现过压情况，这可能导致反应器的动作。 反应器排污必须与DCS操作员

15、协调并且必须在整个排污过程中不断监测排污量和反应器液位。收集的溶液/材料必须在废水池中进行冷却和稀释以避免大量释放氨气并且必须在环保安全方式下进行，且遵照企业标准程序和国家及当地法规。 反应器在在线排污过程中，反应器液位不得低于低液位设定点（700mm）。,尿素催化水解系统运行维护,停运后检查和维护和安全注意事项 对停运设备、输尿素溶液管道及输氨管道进行吹扫、冲洗； 定时检查各箱罐、反应器的介质液位； 按要求进行转动设备的换油和维护工作； 停运期间应进行必要的消缺工作； 冬季停运应采取防冻措施。,尿素催化水解系统运行维护,催化剂的使用和保存 催化剂需要人工加入催化剂箱进行配备，将催化剂打入进反应器，即一次往催化剂箱注入除盐水液位达到催化剂箱指定液位，开启搅拌机，一边搅拌一边加入一半的催化剂颗粒，搅拌均匀后，启动催化剂泵将催化剂溶解打入反应器。 启动空反应器前，事先将配备好的催化剂溶液打入反应器，在向反应器中加除盐水达到除盐水和尿素溶液。 催化剂需要根据说明进行存放、使用。,尿素催化水解系统运行维护,反应器长期使用的维护 如系统运行超过两年以上，建议每两年碱煮一次（如系统运行能满足脱硝需要则不需要碱煮），碱煮过程如下： 反应器内溶液排净后加除盐水至高液位冲洗后，在加除盐水煮洗，煮洗完成后排空除盐水； 利用催化剂箱加水溶碱（用脱盐水溶解纯碱Na2CO3 250k