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火電廠脫硝系統(tǒng)中多采用液氨作為脫硝還原劑。液氨是一種有毒、易爆、易揮發(fā)擴(kuò)散和腐蝕性強(qiáng)的危險(xiǎn)化學(xué)品，生產(chǎn)場(chǎng)所儲(chǔ)存的液氨量超過(guò)10t時(shí)，屬于重大危險(xiǎn)源。國(guó)家能源局《電力行業(yè)危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)集中治理實(shí)施方案》（國(guó)能發(fā)安全〔2022〕21號(hào)）明確要求：“到2022年底，全國(guó)公用燃煤電廠液氨一級(jí)、二級(jí)重大危險(xiǎn)源尿素替代改造工程完成率達(dá)到100%”。
尿素(又稱碳酰胺)水解制氨系統(tǒng)，是利用尿素溶液在一定溫度和壓力下，水解產(chǎn)生水、二氧化碳、氨氣的產(chǎn)氨裝置。由于尿素?zé)o生物毒性作用，無(wú)明顯存儲(chǔ)危險(xiǎn)點(diǎn)，安全系數(shù)高，相比于傳統(tǒng)液氨產(chǎn)氨，其水解制氨，氨氣濃度低，對(duì)管道設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力要求低，設(shè)備成本投入少，是理想的脫硝還原劑。同時(shí)，尿素運(yùn)輸較液氨運(yùn)輸更為安全和方便，因此，尿素依靠安全穩(wěn)定等特點(diǎn)在新建電廠及升級(jí)改造過(guò)程中被廣泛使用。
目前，電力行業(yè)的尿素水解制氨反應(yīng)器，多為普通水解尿素制氨系統(tǒng)，其采用的尿素水解反應(yīng)器，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)和制氨工藝差異化，長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)反應(yīng)器本體腐蝕、傳熱面結(jié)垢等問(wèn)題，從而導(dǎo)致水解反應(yīng)器傳熱效率低、熱源蒸汽消耗量大、制氨能耗和成本高等問(wèn)題，亟待解決。
針對(duì)上述問(wèn)題，項(xiàng)目開(kāi)展燃煤電廠脫硝用尿素催化水解高效制氨系統(tǒng)研發(fā)。項(xiàng)目創(chuàng)新開(kāi)發(fā)防震預(yù)熱升膜立式自循環(huán)尿素催化水解制氨新工藝和關(guān)鍵反應(yīng)器，換熱效率和供氨效率同步提高，并避免氨逃逸現(xiàn)象；研制尿素催化水解制氨撬塊和高效分離器等配套裝置，可通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑添加量、蒸汽用量和尿素溶液流量以實(shí)現(xiàn)氨氣的按需定產(chǎn)，從而降低系統(tǒng)壓力、溫度、能耗和設(shè)備腐蝕速率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
項(xiàng)目具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已獲國(guó)家授權(quán)專利。項(xiàng)目產(chǎn)品獲國(guó)家專利密集型產(chǎn)品備案認(rèn)定。項(xiàng)目成果已被內(nèi)蒙古京能盛樂(lè)熱電有限公司、河南峰業(yè)環(huán)保科技有限公司、河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司、晉能保德煤電有限公司和西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司等單位采用，應(yīng)用效果良好。

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