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煙氣脫硝用尿素水解的計算與中試

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煙氣脫硝用尿素水解的計算與中試

發布日期:2020-04-22 作者:來源于網絡 點擊:

煙氣脫硝用尿素水解的計算與中試


理論計算方法


尿素水解制氨的基本原理如下:大連尿素水解熱解公司給您介紹一下:


不同于尿素合成工藝中冷凝液的深度水解工段,脫硝單元的尿素水溶液濃度更高,普遍使用40%、50%的重量比,屬于高濃度尿素水解過程。而尿素合成單元的尿素水解濃度僅約0.003~0.006mol/kg,NH3、CO2、Urea的含量分別為3.5-5.5%、2-3%、0.4-2%,屬于低濃度尿素水解,是一個反應精餾過程,其化學反應的相平衡計算模型和NH3-CO2-H2O-CO(NH2)2四元體系液相熱力學行為已有不少深入研究。


顯然,深度水解的低濃度精餾過程相平衡計算方法不適用于高濃度的尿素水解體系,而高濃度的尿素水解平衡計算又鮮見報道。

煙氣脫硝用尿素水解的計算與中試

目前控制氮氧化物排放的主流技術主要是選擇性催化還原法(SCR),SCR主要的反應原理是利用還原劑氨在適當溫度下和煙氣中的NOX反生化學反應,以去除煙氣中的氮氧化物。目前,SCR脫硝系統的還原劑有三種:液氨、氨水和尿素。其中最常用的是液氨和尿素。


尿素水解熱力學計算,尿素水解熱解公司給您介紹一下:


尿素水解作為尿素合成反應的逆過程,其研究方法可借鑒已相對成熟的尿素合成體系研究理論。


反應平衡常數


反應平衡常數K是模擬計算的關鍵參數,與壓力、組成無關,僅僅是溫度的函數,當過程前后熱容沒有明顯變化時,如式(2):


由此認為,應該可以借鑒低濃度尿素水解過程的平衡常數。但是,低濃度尿素水解過程是在水解反應進行的同時,還伴隨有氨和CO2弱電解質的電離平衡,以及氨和CO2之間的化學反應。低濃度尿素水溶液平衡體系屬于弱電解質溶液相平衡狀態,靜電力項在求取低濃度活度系數時起主要作用。


所以,尿素合成工藝冷凝液尿素水解的平衡體系熱力學計算不適用于脫硝用尿素水解平衡體系,而合成工段的尿素濃度較高,不同尿素生產工藝的溫度為180-210℃和壓力在13-24MPa的范圍內,屬于非電解質溶液相平衡狀態,可以參考尿素合成過程中的平衡常數計算,也可由試驗數據擬合得到,如(3)式:


同時,使用活度系數來校正液相分子的非理想性,在求取活度系數時,靜電力項忽略,忽略尿素中性分子與其他粒子間的二元相互作用,如反應平衡也可表達為式(4):


其中:mi是各組分的質量濃度,γ是各組分的活度系數,αw是水的活度。


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