尿素催化水解装置尿素催化水解装置原理介绍原理介绍与与操作培训操作培训主要内容v尿素催化水解原理v尿素催化水解系统组成v尿素催化水解系统启动与停止v尿素催化水解系统运行维护主要内容v尿素催化水解原理尿素催化水解原理v尿素催化水解系统组成v尿素催化水解系统启动与停止v尿素催化水解系统运行维护一、尿素催化水解原理浓度约浓度约50%的尿素的尿素溶液通过高压泵从溶液通过高压泵从尿素储罐打入反应尿素储罐打入反应器中器中在压力在压力0.4-0.5Mpa、温度温度135-160和催和催化剂的作用下进行化剂的作用下进行水解反应，产生氨水解反应，产生氨气、二氧化碳混合气、二氧化碳混合气气混合气通过反应器混合气通过反应器上面的汽水分离器上面的汽水分离器分离后，经由减压、分离后，经由减压、流量控制调节与稀流量控制调节与稀释风在氨空气混合释风在氨空气混合器混合，稀释氨浓器混合，稀释氨浓度至度至5%以下以下最后进入最后进入SCR反应反应器内进行脱硝反应器内进行脱硝反应一、尿素催化水一、尿素催化水原理原理p反应方程式：反应方程式： 综综合合反反应应： (NH(NH2 2) )2 2CO CO + + H H2 2O O COCO2 2+ + 2NH2NH3 3 p尿素的水解反应为尿素的水解反应为吸热反应吸热反应。为了使反应速率恒定，尿。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。素、水和热量都必须按照正确的比例供给反应器。p催化剂的主要作用是通过改变了催化剂的主要作用是通过改变了反应路径反应路径，从而大大加，从而大大加快反应速率，降低响应时间。快反应速率，降低响应时间。p反应器中装有固定量的催化剂，催化剂在反应器内可反应器中装有固定量的催化剂，催化剂在反应器内可循循环使用环使用。催催化化剂剂水解反水解反应器应器催化剂催化剂制备制备蒸汽减蒸汽减温减压温减压催化剂箱、催化剂箱、泵泵减温减减温减压压器器储存仓储存仓库库溶解罐、溶解罐、泵泵储存罐储存罐废水池废水池/箱箱反应器反应器分离器分离器调节阀调节阀质量流质量流量量计计混合器混合器300300型尿素催化水解系统型尿素催化水解系统尿素转化率大于尿素转化率大于99%99%1350.5Mpa G一、尿素催化水解原一、尿素催化水解原理理喷氨格喷氨格栅栅1700.7MPa耗量耗量4203kg/h50%尿素尿素1783kg/hp改改良良尿尿素素制制氨氨技技术术p催催化化剂剂改改变变反反应应路径路径p反反应应温温度度：135-135-140140；反反应应压压力力0.4-0.5MPa0.4-0.5MPap反反应应速速度度较较传传统统水水解解法法约约提提高高1010倍以上倍以上p适适应应锅锅炉炉满满负负荷荷的的13%13%变化变化u尿素催化水解系统尿素催化水解系统特性：特性：尿素催化水解原理尿素催化水解原理主要内容v尿素催化水解原理v尿素催化水解系统组成尿素催化水解系统组成v尿素催化水解系统启动与停止v尿素催化水解系统运行维护尿素催化水解系统组成序序号号设备名称设备名称型号及尺寸型号及尺寸单单位位数数量量1水解反应器水解反应器200012017，316L，套3反应器本体反应器本体尿素溶液供给尿素溶液供给系统系统除盐水供给系除盐水供给系统统催化剂供给系催化剂供给系统统蒸汽供给蒸汽供给及疏及疏水水系统系统排污和排气系排污和排气系统统伴热系统伴热系统吹扫系统吹扫系统电气系统电气系统热控系统热控系统尿素催化水解系统组成v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v尿素溶液供给系统向反应器提供50%的尿素溶液v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v催化剂为反应器提供溶解的催化剂催化剂箱来来自自尿尿素素区区内内来自来自尿素尿素区尿区尿素管素管道道来来自自催催化化剂剂箱箱尿素催化水解系统组成v蒸汽供给及疏水系统蒸汽（减温减压至170、0.7MPa）v主要为反应器提供热量v用于吹扫废液管线v用于管道伴热疏水v收集至疏水箱来自来自锅炉辅锅炉辅汽母管汽母管，经，经减温减压器减温减压器降至降至170、0.7MPa疏水至疏水至疏水箱疏水箱尿素催化水解系统组成v氨气供给喷氨系统水解反应器v提供氨气、二氧化碳、水蒸汽混合气v汽水分离器进入氨气管道尿素催化水解系统组成v伴热系统伴热系统反应器撬装内的氨气（130）和废气、废液管（120）、尿素管（50）、 液位计（120）、均设置电伴热v吹扫系统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v尿素催化水解原理v尿素催化水解系统组成v尿素催化水解系统启动与停尿素催化水解系统启动与停止止v尿素催化水解系统运行维护初次投入反初次投入反应器的要求应器的要求反应器启动反应器启动反应器正常反应器正常停机停机反应器紧急反应器紧急停机停机蒸汽吹扫步蒸汽吹扫步序序反应器煮洗反应器煮洗反应器定期反应器定期排污排污机组喷氨投机组喷氨投入入机组停止喷机组停止喷氨氨尿素催化水解系统启动与停止v 初次投入反应器的要求v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。v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，最后加入尿素溶液至反应器液位约1000mm处。v反应器中尿素的初始浓度大约为25%。v注意注意：反应器中初始稀释启动的尿素溶液浓度不得超不得超过过28%。尿素催化水解系统启动与停止v反应器的启动投入条件：v在停机状态v尿素溶液已供应v催化剂溶液已经打入到尿素水解反应器中v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0.45MPa3. 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v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v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）v等待，反应器压力小于0.15MPa或 反应器温度小于115v关闭反应器出口氨气管道开关阀v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。（蒸线，以防止氨气在管路中凝结堵塞管路。（蒸汽吹扫最好汽吹扫最好30min）尿素管线冲洗）尿素管线冲洗尿素催化水解系统启动与停止v反应器紧急停机操作启动条件：v反应器压力小于0.15MPa 且温度大于135 反应器泄露v反应器压力大于1.2MPa 安全阀动作操作步骤：v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）v等待，反应器压力小于0.15MPa或 反应器温度小于115v关闭反应器出口压力放空开关阀v废气、氨气管线吹扫v注意：若发现泄漏很严重，需要打开反应器废液管线开关阀，注意：若发现泄漏很严重，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。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v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v反应器煮洗系统长时间停运（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v反应器定期排污v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v尿素催化水解原理v尿素催化水解系统组成v尿素催化水解系统启动与停止v尿素催化水解系统运行维护尿素催化水解系统运行维护辅助设备日辅助设备日常维护和安常维护和安全注意事项全注意事项反应器日常反应器日常维护和安全维护和安全注意事项注意事项停运后检查停运后检查和维护和安和维护和安全注意事项全注意事项催化剂的使催化剂的使用和保存用和保存反应器长期反应器长期使用的维护使用的维护尿素催化水解系统运行维护v辅助设备日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v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必须定期对反应器进行排污。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v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。v反应器最好每隔一年完全排干、清冼和重新注入新的溶液。v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。v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v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v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v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v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：v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；v利用催化剂箱加水溶碱（用脱盐水溶解纯碱Na2CO3 250kg、磷酸三钠15kg至催化剂箱液位1500mm），开搅拌机，使溶剂尽快溶解；v将溶好的碱液打入反应器，补除盐水至高液位，同时用蒸汽加热反应器内水溶液提压至0.1MPa；v注除盐水和升温同时进行，最终达到压力0.2MPa，饱和温度（120）下煮洗至少24小时左右；（碱洗过程中不排气，每隔4小时排污两分钟，保持液位）v脱盐水再次清洗：碱洗结束后先从各个导淋排放口排放碱液直至完全排空，再充入脱盐水冲洗一遍。 v注：水清洗过程中所有排水（清水、浊水、废碱液等）都要有组织排放，应安排去污水处理站。谢谢 谢谢 ！