项目地点与法规:如果电厂位于城市或对环境安全要求极高的地区,尿素几乎是唯一的选择。偏远地区则可以选择氨水。
还原剂的获取与成本:如果工厂附近有便宜的液氨或氨水来源,氨水的经济性优势会非常明显。如果尿素原料(化肥)更容易获得且便宜,则会倾向于尿素。
初始投资与运行成本:预算紧张且追求低运行成本,可选氨水。如果愿意接受较高的前期投资和运行费用来换取绝对的安全,则选尿素。
技术成熟度与运维能力:氨水系统需要专业的安全管理和运维团队,而尿素系统虽然复杂,但在安全方面的压力小得多。
要经济高效,选氨水;要绝对安全,选尿素。
在现代烟气脱硝领域,两种技术都非常成熟。尿素因其卓越的安全性,在新建项目,特别是城市和工业领域中的应用越来越广泛。而氨水则在传统大型电力行业,尤其是具备条件的电厂中,依然保持着成本优势。

下面从几个方面进行详细对比:
氨水:通常更经济,反应效率稍高,但因为其毒性和危险性,在运输、储存和安全方面的要求非常严格,通常适用于厂区附近有稳定氨源(如化工厂、化肥厂)或对安全风险可控的大型电厂。
尿素:无毒、无危险性,运输和储存非常安全方便,但系统更复杂,运营成本通常更高。它适用于城市、人口密集区或对安全有极高要求的场所。
| 对比项目 | 氨水 | 尿素 |
|---|---|---|
| 物理化学性质 | 氨的水溶液(通常浓度为20%-25%),有强烈的刺激性气味。 | 固体颗?;蚍勰薅?、无味、无危险性。使用时需溶解成尿素溶液(通常为40%-50%)。 |
| 安全性 | 高危险性。 ??有毒:挥发出来的氨气对人体有害。 ??易爆:与空气混合在一定浓度下可能爆炸。 ??腐蚀性:对铜、锌等金属有腐蚀性。 |
非常安全。 ? 无毒、不易燃、不爆炸。 ? 被归类为化学品,但实际上是常见的化肥,安全性极高。 |
| 运输与储存 | 要求高。 ? 需要压力容器或常压密闭储罐,并有水喷淋等安全措施。 ? 运输受?;贩ü嫜细窆苤?。 |
要求低。 ? 袋装或散装于普通仓库即可。 ? 运输按普通货物处理,方便且成本低。 |
| 系统流程与成本 | 相对简单。 ? 可以直接蒸发或喷入烟气,系统设备较少。 ??初始投资较低。 ? 还原剂本身(按纯氨计)价格通常比尿素便宜。 |
相对复杂。 ? 需要热解炉或水解反应器,将尿素溶液加热分解成氨气和二氧化碳,然后才能使用。 ? 需要额外的能量消耗(燃料、蒸汽)。 ??初始投资和运营成本通常更高。 |
| 脱硝性能 | 略优。 ? 反应速度快,脱硝效率高。 ? 在低温条件下适应性稍好。 |
良好。 ? 经过热解/水解后,效果与氨气相当。 ? 如果热解不充分,可能产生副产物(如异氰酸),造成空预器堵塞等问题。 |
| 适用场景 | ? 大型燃煤电厂(尤其是有可靠氨源或远离城区的)。 ? 对运行成本敏感的项目。 ? 有成熟安全管理经验的企业。 |
? 城市垃圾焚烧厂、燃气轮机、工业锅炉。 ? 位于人口密集区的项目。 ? 对安全有严格规定的地区。 ? 没有稳定氨源或不愿管理危化品的用户。 |
SCR脱硝的基本流程如下:
氨水制备:氨水通常以20%的质量浓度提供,通过氨水泵从储罐中抽出,并经过稀释处理,形成适合反应的浓度,例如5%的氨水溶液。
氨水蒸发:在SCR系统中,氨水通过蒸发器加热转化为气态氨,然后与空气混合,形成合适的氨气浓度,通常为5%左右。
喷射系统:蒸发后的氨气通过喷枪均匀地喷入SCR反应器入口烟道中,与烟气充分混合。喷枪的设计需要确保气态氨和烟气的均匀混合,以提高脱硝效率。
SCR反应器:在SCR反应器内,氨气在催化剂的作用下与烟气中的NOx发生反应,生成氮气和水。SCR催化剂通常由V2O5、WO3及MoO3等金属氧化物组成,工作温度范围为320℃至430℃。
烟气处理:经过SCR反应器处理后的净烟气,通过除尘器、引风机等设备进一步处理后排放。SCR系统通常布置在锅炉尾部,以确保烟气在进入电除尘器或脱硫系统之前完成脱硝。
氨逃逸控制:为了减少氨逃逸,SCR系统通常配备声波吹灰器,定时对催化剂进行吹扫,以保持催化剂活性并延长其使用寿命。
经济性分析:SCR脱硝技术在电厂低质量浓度NOx的脱除中具有显著的经济效益,尤其是在需要满足超低排放要求的情况下,通过增设脱硝催化剂层数可以进一步提高脱硝效率。
SCR脱硝技术通过使用氨水作为还原剂,在催化剂的作用下将NOx转化为N2和H2O,从而达到环保排放标准。该技术不仅适用于燃煤电厂,也广泛应用于工业炉窑等领域的烟气治理。
]]>氨水
优点:氨水的生产成本较低,维护量和人工量也较少。此外,氨水适用于温度较低条件下的脱硝,氨水理论热解温度为180℃,适用于烟气温度较低的SCR催化还原系统。
缺点:20%以上氨水属于危险化学品,20%以下氨水不属于?;贰0彼哂卸嘀治O仗匦?,包括易燃、易爆、有毒和腐蚀性等,氨水在储存和使用过程中需要特别注意防火和防爆措施,此外,氨水具有刺激性气味,容易挥发,对皮肤、黏膜和眼睛有刺激作用。
尿素
尿素制氨工艺的主要可分为尿素溶液制备与存储以及尿素分解制氨两部分。根据尿素分解制氨工艺的不同,尿素制氨工艺分为尿素水解工艺和尿素热解工艺。
优点:尿素热解理论温度为350℃,适用于中高温烟气温度的SCR催化还原系统。尿素制氨系统解决了氨水的装卸、运输、储存等过程中的安全问题,安全性和便捷性较高。
缺点:尿素溶解需要人工操作。
其它以前液氨作为强效脱硝还原剂也被经常使用,近年来因其本身具有高度的危险性(液氨需在压力容器中储存和运输,一旦泄漏,会迅速蒸发成气体,对人体健康造成严重威胁,如呼吸道刺激、眼睛烧伤甚至死亡。此外,液氨的泄漏还可能导致环境污染和设备腐蚀问题)已逐步被尿素取代。
所以建议脱硝还原剂用量大的首选尿素作为还原剂,脱硝还原剂用量较小的首选20%以下的氨水作为还原剂。
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