范子茹1 曾跃2
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摘要：最近几年，随着我国的经济水平和科学技术的发展，政府及各单位对于尿素热解的研究进展以及结果给予了高度的重视。这篇文章主要是分析了尿素以及尿素水溶液在不同温度条件下进行的分解。相关的工作人员也进一步探讨了催化剂对于尿素热解中的催化反应。而且在研究的过程中通过使用催化剂能够不断地提高热解中间产物的水解速度。
关键词：尿素；热解研究；脱硝；应用
正文
氮氧化物主要是包括一氧化氮，一氧化二氮，二氧化氮，三氧化二氮，四氧化二氮以及五氧化二氮。其中一氧化氮和二氧化氮是大气污染物中的主要成分。电厂脱硝的方法中，目前最为广泛应用的就是scr，此方法所使用的还原剂主要是氨水、液氨以及尿素。前几年液氨和氨水在实际应用的过程中是比较广泛的，但是液氨本身就具有爆炸性和较大的毒性，在运输和储存方面有较大的劣势，氨水也有同样的不利因素。然而尿素却是一种稳定并且无毒的固体物料，它对人和环境都没有危害，因此它更加便于运输和储存。
一、研究及应用现状
尿素在制取氨的过程中，通常是有水解法和热解法两种方式，水解法就是将尿素以水溶液的形式进行加热分解，然而热解法就是将尿素溶液进行快速的加热和雾化之后将其进行分解。尿素在水解设备中进行水解后，生成物为酸性物质，此物质会对电厂的设备以及系统产生一定的腐蚀性，而且反应过程中还会生成一些难溶于水的中间产物。所以这就会使得在水解的过程中，其相应的系统会出现堵塞的现象。然而尿素热解反应会比较完全和彻底，所以它不产生一些中间产物来对管道进行堵塞，而且对于氨气混合物的温度也控制在300℃左右，所以对于入口的烟气温度影响是比较小的。
尿素进行热解的工艺主要是包括燃料的加热以及空气的高温加热，目前所采用的比较普遍的是空气的高温加热。
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二、尿素热解反应
尿素本身是一种白色或者是浅黄色的结晶体，且易溶于水。尿素在实际反应的过程中，在高温或者是低温高压的情况下都易发生反应进行分解，但是在达到尿素的熔点温度之前，其分解的量会比较少。尿素的分解过程比较复杂，而且产物也比较多。相关的研究人员认为尿素在进行热分解反应的过程中，反应的速率会随着温度的增高而不断的增大，所以温度越高尿素的分解就会越彻底。因此在实际反应的过程中，高温能够使氨气的转化率提高。
2.1热解的中间反应
尿素在进行热解反应的过程中，如果温度较低，其分解过程就会产生一系列比较复杂的中间过程，包括中间产物的出现以及这些中间产物之间的聚合反应。研究人员对尿素的低温热解中间产物进行分析，发现尿素会发生聚合反应来生成中间产物，而且在反应后期会更加的明显。由于反应的温度较低，尿素热解的过程会变得越来越复杂，中间产物的生成会降低氨气的转化效率，不利于尿素的彻底分解。为了能够提高尿素的分解效率，需要不断地提高反应的温度，以及添加催化剂。
2.2沉积物的影响
尿素的分解过程中主要是分为氨气的生成以及氨气的消耗，在对这两个阶段进行研究后，相关人员分析了SCR催化剂对尿素热反应的影响，发现尿素分解生成的中间产物，会沉积在催化剂的表面，不断地影响催化剂的反应性能。在进行脱硝催化的过程中，催化尿素的热解和催化脱硝具有双重的作用，因此应该避免尿素热解过程中所产生的复合物大量的堆积在催化剂的表面，否则就会影响整个脱硝反应。
三、尿素水溶液的热解
火电厂在进行烟气脱硝的过程中，更多选择是将尿素和水溶液进行混合后加热分解。而且在实际进行反应的过程中，提高反应的温度可以使得尿素分解出来的目标产物的转化率不断提高。尿素水溶液在进行热解的过程中所产生的复合物会使催化剂表面以及容器表面存在沉积现象，而且在进一步蒸发的过程中，气化的尿素也会出现再次凝结的现象，这些都会影响到尿素的分解效率。
在进行实际反应的过程中，尿素的分解越彻底就会产生更多的目标产物，所以在实际应用过程时，我们需要不断的促进尿素热解过程中的中间产物的进一步分解，以便提高氨气的转化率，但是中间产物的热解速率以及效率都是有一定限度的。在反应过程中可以适当的使用催化剂，以及提高反应温度，这样能够不断地提高中间产物的水解效率。
结束语：
从目前尿素热解脱硝技术在国内的应用情况来看，此技术的环保效果比较理想，在脱硝市场上的优势较大，我们要不断地加大火电厂脱硝尿素热解的研究，并且使其充分应用在脱硝的过程中，这样才能够使得火电厂的发展越来越环保。
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论文作者:范子茹1,曾跃2
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/5
标签：尿素论文; 过程中论文; 分解论文; 产物论文; 催化剂论文; 氨气论文; 温度论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;