煙氣脫硝用尿素水解的計算與中試(編輯修改稿)
2024-11-19 02:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 三元體系的活度系數(shù)，并在液相增加一個尿素水解約束方程，獲得四元體系的相平衡計算。尿素水解是一個可逆過程，當(dāng)溫度低于60℃時，幾乎不發(fā)生水解反應(yīng)，隨著溫度升高，水解速率加快，當(dāng)溫度達80℃時，%，110℃時1h內(nèi)可增加到3%，當(dāng)加熱溶液溫度高于130℃時，尿素會直接水解為氨和二氧化碳，當(dāng)達到平衡時，最終尿素濃度取決于停留時間和溫度。尿素水解率的表達式如下：其中，Ue、U0分別是反應(yīng)前初始的和反應(yīng)后最終的尿素濃度，mg/L。τ是尿素溶液在反應(yīng)器中的停留時間，min。n是水解反應(yīng)器級數(shù)。k是尿素水解反應(yīng)的速度常數(shù)。T是水解反應(yīng)溫度。2模型建立與模擬在尿素水解熱力學(xué)計算的基礎(chǔ)上，結(jié)合尿素水解反應(yīng)模型和反應(yīng)動力學(xué)模型，采用ASPEN進行流程模擬計算，將HYSYS工藝計算得到的各個操作點物性參數(shù)，導(dǎo)入HTRI進行反應(yīng)器和換熱器的計算和選型，如圖1所示。如圖1所示，重量比為50w%的尿素水溶液作為物流(1)在換熱器B1中與180℃、(5)進行換熱，尿素水溶液的溫度提高到60℃后，作為水解反應(yīng)器B2的進料物流(2)，進入150℃、產(chǎn)品氣(3)主要組分為NHCOH2O。圖2給出了不同進料濃度下，水解產(chǎn)物中各組分的摩爾濃度及反應(yīng)器熱功率的模擬計算對比結(jié)果?？梢钥闯?，隨著尿素溶液濃度的提高，水解產(chǎn)物中組分NH3濃度增加，組分H2O濃度降低，產(chǎn)氨的單位能耗減小。當(dāng)進料尿素溶液濃度由50w%提升到60w%后。由于產(chǎn)品氣中組分H2O濃度降低，不僅可以減少反應(yīng)液中多余水分蒸發(fā)所吸收的汽化潛熱，同時也降低了反應(yīng)器加熱蒸汽的耗量，于是能有效地提高尿素水解反應(yīng)器的經(jīng)濟性。3中試試驗中試裝置運行，尿素水溶液的配制由配制系統(tǒng)完成，控制水溶液中尿素的濃度。中試試驗過程的原料采用袋裝尿素，總氮含量≧%，縮二脲含量≦%，水(H2O)分≦%,滿足國標(biāo)GB24402001要求。圖3所示尿素水解中試裝置的工藝流程為：疏水箱中的軟化水通過給水泵一路送入尿素溶解罐中與尿素顆?；旌弦灾苽淠蛩厝芤海硪宦方?jīng)過換熱器
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