电厂脱硫脱硝用氨的经济安全生产

1、电厂脱硫脱硝用氨的经济安全生产 一、        前言 目前许多电厂脱硫采用外购液氨或氨水的方法，这存在着以下诸多缺点： 1.      氨水属于危化品，运输、储存都需要备案。一旦泄露造成危害，损失较大； 2.      氨水中的含氨量一般不大于20%，这样造成运输不便、储存受限，使购买成本增大； 3.      氨水在电厂脱硫过程中使用不便，大量的废水不能处理，造成废水污染

2、。     针对现有脱硫脱硝用氨的缺点，我们开发出了尿素现场制氨新技术。就是利用固体尿素加热反应得到氨，同时得到高附加值产品，使全部尿素得到充分利用。其反应原理如下：          (nh2)2co + 催化剂 产品 + nh3 这是一种脱硝用氨的经济、安全生产方法。 尿素现场制氨新技术具有节能减排、经济效益及社会效益好等特点： （1）尿素为固体，运输储存方便，不受限制。 （2）尿素原料充分利用：尿素制氨新技术使尿素的全部元素得到利用，并使产品得到了增值。 （2）节能减排：反应温度

3、低、能量消耗少，达到了真正的零排放。 （3）提高了用氨安全性：产生的氨直接用于脱硫脱硝，不用储存，降低了运输、储存和使用液氨或氨水所带来的安全风险。 （4）经济效益高：生产的氨气直接用于脱硫脱硝，同时得到高附加值产品。 本技术不影响现有发电及脱硫脱硝的正常运行。 从2021年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组nox排放量要达到100mg/ m3，而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/ m3。 在众多脱硝技术中，选择性催化还原法（scr）是脱硝效率最高，也是最为成熟的脱硝技术，该技术脱硝效率一般可达80%90%，氮氧化物排放浓度可降至100mg/m3左右。scr的技术原理是还原

4、剂氨（nh3）在催化剂存在下，选择性地与nox反应生成n2和h2o。 氨的来源一般有氨水、液氨、尿素三种形态。 a、氨水制氨法 氨水法较液氨法安全，但其运输体积大，运输成本较液氨高。 b、液氨法 液氨属于易燃易爆危险品，10吨以上储存量即为重大危险源，必须有严格的安全保障和防火措施,其运输、存储涉及到国家和当地的法规及劳动卫生标准。凡用液氨作为脱硝还原剂的电厂，其占地面积就要扩大，一般适用于新建电厂。 c、尿素法 尿素易于运输和保存、无毒性，在脱硝中得到了比较广泛的应用。 表1、scr脱硝工艺、还原剂的比选   项目 液氨 氨水 尿素 技术水平 成熟 成熟 成熟 原料来源 方便 不方

5、便 很方便 占地面积 较大（要考虑安全距离） 大 小 安全性 很危险 危险 最安全 系统复杂性 最简单 简单 复杂 设备投资 高 中 无 运行耗能成本 高 中 低 安全管理费用 无 中 高 风险费用 无 中 高 综上所述： a、液氨、尿素作为还原剂用于烟气脱硝中，可以得到相似的脱硝效果； b、液氨由于其危险性，在厂内构成重大危险源，在厂外运输中对社区和环境构成流动危险源，在安全方面具有特殊的要求，随着安全和环境风险管理的加强，液氨的综合成本也比较高； c、从安全和环境风险角度看，尿素是火电厂脱硝工艺中最安全可靠的还原剂。 d、从脱硝scr工艺还原剂的比选可以看出，尿素是比较好的脱硝还原剂。 现

6、有尿素制氨通常有两种工艺：热解法和水解法。 二、现有尿素制氨技术 现有尿素制氨工艺又细分为热解法和水解法。 热解法：将气体燃料（或柴油）与热烟气或预热的助燃空气一起送入热解室（又称混合燃烧室），再将配好的高浓度（40%50%）尿素溶液喷进热解室进行反应生成氨气。水解法与热解法的化学反应原理是一样的，如下式所示：                  (nh2)2co + h2oco2+ 2nh3    在上述反应中，大约

7、50%质量的尿素是以无用的二氧化碳co2形式而排放，因此，在现有的尿素制氨技术中，只利用了占尿素质量50%的氨部分，而碳氧成分是以无用的二氧化碳co2形式而放出的。 而且，现有尿素制氨工艺的反应温度高达600，需要消耗大量燃料油或电能，不利于节能减排。现有尿素制氨技术的投资与运行费用如表5。            (nh2)2co + 催化剂产品 + nh3 这是一种脱硝用氨的经济、安全生产方法。 在尿素制氨新技术中，尿素全部转化成了产品并得到了增值；而传统尿素制氨中有50%的尿素转化成了无用的co2。

8、再者，传统尿素制氨技术需要600的高温，用燃油加热或电加热，消耗大量能源并释放大量co2；而新技术只需要200左右的反应温度，节约大量能源。     实际上，我们的尿素制氨新技术是把现有尿素制氨反应过程中的反应温度从600降低到200左右，这样，不但节约能源，而且不释放二氧化碳，反应过程同时得到高附加值的尿素衍生物，这样制得的氨更加纯净。 因此，尿素制氨新工艺具有节能减排、经济效益及社会效益好等特点： （1）尿素原料充分利用：尿素制氨新技术使尿素的全部元素得到利用，并使产品得到了增值。 （2）节能减排：反应温度低、能量消耗少，达到了真正的零排放。 （3）提高了用氨

9、安全性：产生的氨直接用于脱硫脱硝，不用储存，降低了运输、储存和使用液氨所带来的安全风险。 （4）经济效益高：生产的氨气直接用于脱硫脱硝，同时得到高附加值产品。 本技术不影响现有发电及脱硫脱硝的正常运行。 尿素制氨新装置可在我们工厂制造、调试运行平稳后再运送到电厂，不影响电厂的管理。 表2 尿素制氨新技术与传统尿素制氨的技术对比 （按1000 kg尿素为原料计） 制氨技术 传统尿素制氨技术 尿素制氨新技术 尿素消耗量/ t/h 0.55 1.34 尿素浓度/ % 50 100 反应温度/ 600 200 加热方式 燃油或电加热 加热 电耗/ kw/h 650 200 稀释水/ kg/h 400

10、其他产品/ kg 800 收益 / 元/h 1800 表4 尿素制氨新技术与液氨法、现有尿素制氨法的经济效益简易比较 （年产氨2700吨，未考虑节约的运行费用）：   制氨方法 品名 单价 元吨 年量/ /吨 年价格 万元 收益 万元 co2排放量 /吨 尿素制氨 新技术 尿素 2000 12000 2800 +1225 0 气氨 2500 3500 875 尿素衍生物 3500 9000 3150 液氨法 液氨 2500 3500 875 750 0 现有尿素 制氨法 尿素 2000 5300 1060 1100 3900   图1 尿素制氨新工艺流程示意图 表

11、5 设备投资估算(年产氨2700吨)   物名 材质 数量 单价/万元 总价 反应器 不锈钢 3 90 270 加热器 不锈钢 3 20 60 粉碎机 不锈钢 2 5 10 净化釜 搪瓷 3 10 30 分离机 衬塑 2 20 40 包装机   2 8 16 电气控制       60 合计       486 四、尿素制氨新技术的运行模式与效益评价     1、本项目在脱硝装置附近建一产氨装置，以固体尿素作原料，生产的氨直接用于脱硝，同时得到用途广泛的尿素衍生物产品。这样，

12、即降低了传统尿素制氨的高运行成本，又可避免外购液氨所带来的运输、贮存等系列问题。 、尿素衍生物市场分析 尿素衍生物是一系列化工产品的重要原料，以它为原料可以合成数百种重要的产品，可以用于合成新型杀菌消毒剂、水处理剂、油漆涂料、选择性除草剂，还用作尼龙、塑料、聚酯阻燃剂及化妆品添加剂，专用树脂的合成等方面，成为人们日常生活密切相关的精细化学品。目前国内尿素衍生物的生产主要集中在河北、山东两省，有近50家企业从事此类产品生产，年生产量在50万吨以上。除少数几家企业之外，多数企业属于产量低、高污染的小型企业，产品质量较差。因此，目前急需有实力的企业整合先进技术开发这一产品。   

13、  3、尿素制氨的生产规模与机组脱硝用氨量一致。生产车间建在脱硝装置附近，这样水、电、汽等条件都具备。辅助生产设施主要包括原料库、产品库。 六、尿素制氨新技术的营销与运作模式 1、为满足环保需要，目前国内烟气脱硝投资项目很多，这些项目需要大量氨。本技术可作为这些项目的配套项目进行专业化运作。 2、本项目是将脱硝用氨与尿素深加工生产偶合起来，极大地提高了对环境的保护。尿素反应产生的氨随时用来脱硝，减少氨的存放和泄漏等问题。避免了尿素水解（热解）制氨技术中的二氧化碳排放，减少了对环境的污染。 3、本项目生产系统中只存在少量的氨气，而且根据需要定时定量的产生，随时用于脱硝，极大地提高了生产

14、装置的安全性，避免了外购液氨需要运输、储存等一系列安全和环境问题。 4、从投资、经济效益和社会效益等多方面来看，该项目是一个很好的投资项目，即能满足脱硝的需要，又能产生很好的经济效益。 5、本技术切实可行，已申请国家专利。 、单纯的本技术项目也可以技改方式进入，不需要参加招投标。 7、本技术可以与其他脱硝公司配套运行，也可以参与脱硝技改或配套总承包（总承包需要资质和参与招投标）。 8、本项目的收益模式，可以销售整套设备与技术；也可以由我方联合其他资本进行投资，获取尿素衍生物进行销售获利。