一、技術背景
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，以煤為主的能源結構使得我國燃煤煙氣的排放量大大增加，SO2和氮氧化物污染日益嚴重，并由此形成酸雨、霧霾等一系列環(huán)境問題。*以來煙氣凈化技術主要集中在除塵和脫硫方面，但隨著人們對氮氧化物危害的逐步認識，脫除氮氧化物已成為當前緊迫的任務。當前國家對氮氧化物的排放要求越來越嚴，國內(nèi)脫硝市場正在全面啟動。
煙氣脫硝需使用大量的氨，其氨來源一般為氨水、液氨、尿素。其中，尿素因易于運輸保存、無毒性而被廣泛應用?，F(xiàn)有的尿素水解或熱解制氨技術，只利用了占尿素質(zhì)量50%的氨，其余大約占50%尿素是以無用的雜質(zhì)，水不溶物，縮二脲，二氧化碳的形式而排放，造成了尿素資源的浪費。并且運行成本升高，在減排氮氧化物的同時，卻增加了二氧化碳的排放，不利于節(jié)能減排。
1、尿素中的金屬離子
Ca、Fe、Cu、Zn、Cr、Ni、Mg、Na、K、Al作為尿素溶液中的雜質(zhì)，對SCR系統(tǒng)的催化劑具有毒害作用，影響SCR還原的轉化效率，因此，應該嚴格控制這些元素含量。許多金屬離子對SCR催化劑的活性有影響。各種金屬離子元素對SCR催化劑的有失活作用。
2、尿素中的縮二脲
在尿素生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)物縮二脲；若存儲不當，尿素溶液也會縮合為縮二脲。由于縮二脲會進一步縮聚生成熔點大約為300℃的三聚氰酸而附著在SCR催化劑上，造成SCR系統(tǒng)堵塞，因此必須嚴格控制縮二脲。
3、尿素中的其它雜質(zhì)
水不溶物是尿素溶液中的不溶于水的雜質(zhì)，其可能堵塞熱解爐中的管道，噴嘴及SCR催化孔道，并進一步覆蓋催化劑活性中心，降低催化劑的效率。
目前市售農(nóng)業(yè)尿素，工業(yè)尿素中的金屬離子、縮二脲、水不溶物、雜質(zhì)含量超標，在尿素熱解制氨熱解不*時還會產(chǎn)生沉淀，容易引起尿素熱解爐管道和設備堵塞導致系統(tǒng)停車。
針對現(xiàn)有脫硝過程中尿素制氨的缺點，對此，洛陽萬山*應用工程有限公司成功開發(fā)出LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液。該技術首先將尿素在高溫下進行縮合反應，使尿素分子的兩個氨基都能轉化為氨氣，避免了尿素溶液在熱解過程中的雜質(zhì)，水不溶物，縮二脲、CO2排放造成的浪費，同時杜絕了傳統(tǒng)的尿素熱解制氨、尿素由于含雜質(zhì)、水不溶物、縮二脲、CO2在熱解不*時造成的沉淀、結垢、堵塞等問題，是目前尿素制氨的高純度尿素溶液，具體技術指標如下：
二、產(chǎn)品用途
國內(nèi)燃煤鍋爐煙氣脫硝大多數(shù)選擇SCR（選擇性催化還原）技術來滿足國家制定的NOx排放標準，SCR（選擇性催化還原）技術采用濃度約32.5%的尿素水溶液作為還原劑，尿素水溶液在進入SCR轉化器之前被灼熱的廢氣轉化成氨，在催化轉化器內(nèi)氨與氧化氮發(fā)生化學反應生成氮氣和水，降低了排放廢氣中的氮氧化物及微粒的濃度。采用本技術生產(chǎn)的LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液主要用于燃煤鍋爐煙氣脫硝的尿素熱解制氨。
三、產(chǎn)品質(zhì)量標準
1、LYWS
項 目 | 指標要求 |
尿素含量（H2NCONH2） ，w / % | 31.8-33.3 |
密度（20℃），ρ/（g/ml） | 1.0870-1.0920 |
折光率 n 20D | 1.3817-1.3840 |
不溶物/ ( ㎎/㎏) ≤ | ＜20 |
氯化物 (Cl) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
堿度（以NH3 計），w /% ≤ | ＜0.2 |
磷酸鹽（PO4）/ (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
碳酸鹽（以CO2 計），w /% ≤ | ＜0.2 |
鈉(Na) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鎂(Mg) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鋁（Al）/ (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鉀(K) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鈣(Ca) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鉻(Cr) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
鐵(Fe) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
鎳(Ni) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
銅(Cu) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
鋅(Zn) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
甲醛 (HCHO) / (㎎/㎏) ≤ | ＜9 |
縮二脲（C2H5N3O2），w /% ≤ | ＜0.3 |
2、普通工業(yè)與農(nóng)用尿素產(chǎn)品質(zhì)量標準
目前，我國尿素在農(nóng)業(yè)上用作肥料，在工業(yè)上用作塑料、樹脂、涂料、醫(yī)藥等工業(yè)原料，執(zhí)行國家標準“GB2440-2001尿素”。要求指標如下：
項 目 | 工業(yè)用（%） | 農(nóng)業(yè)用（%） |
優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 |
總氮（N）（以干基計）≥ | 46.5 | 46.3 | 46.3 | 46.4 | 46.2 | 46.0 |
縮二脲 ≤ | 0.5 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 1.5 |
水（H2O）分 ≤ | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.4 | 0.5 | 1.0 |
鐵（以Fe計） ≤ | 0.0005 | 0.0005 | 0.0010 | | | |
堿度（以NH3計） ≤ | 0.01 | 0.02 | 0.03 | | | |
硫酸鹽（以SO42-計） ≤ | 0.005 | 0.010 | 0.020 | | | |
水不溶物 ≤ | 0.005 | 0.010 | 0.040 | | | |
亞甲基二脲（以HCHO計）≤ | | | | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
粒度 | D0.85mm-2.80mm ≥ D1.18mm-3.35mm ≥ D2.00mm-4.75mm ≥ D4.00mm-8.00mm ≥ | 90 | 90 | 90 | 93 | 90 | 90 |
注：1、若尿素生產(chǎn)工藝中不加甲醛，可不做亞甲基二脲含量的測定。 2、指標中粒度項只需符合四檔中任一檔即可，包裝標識中應標明。 |
| | | | | | | | |
3、LYWS質(zhì)量標準與普通農(nóng)用、工業(yè)用尿素質(zhì)量標準的差別
（1）LYWS縮二脲含量低于普通農(nóng)用尿素與工業(yè)用尿素。
LYWS（31.8-33.3%）中縮二脲含量要求≤0.3%，折固體尿素縮二脲含量≤0.9%。
我國農(nóng)用尿素和工業(yè)尿素生產(chǎn)絕大多數(shù)采用真空蒸發(fā)、自然通風造粒塔工藝，除少數(shù)大型尿素裝置外，大多數(shù)裝置尿素產(chǎn)品縮二脲含量高于0.9%。
（2）LYWS水不溶物含量遠低于普通農(nóng)用尿素與工業(yè)用尿素。
農(nóng)用尿素溶液對水不溶物含量沒有要求。
工業(yè)用尿素優(yōu)等品、一等品、合格品分別要求水不溶物含量≤50、100、400mg/kg。
LYWS要求水不溶物含量≤20 mg/kg，折固體尿素要求水不溶物含量≤60 mg/kg。質(zhì)量標準遠高于農(nóng)用尿素與工業(yè)尿素。
（3）LYWS煙氣脫硝高純度尿素金屬離子含量遠遠低于普通農(nóng)用尿素與工業(yè)用尿素。
農(nóng)用尿素對金屬離子含量沒有要求。
工業(yè)尿素僅對鐵離子含量有要求，優(yōu)等品、一等品、合格品分別要求鐵離子含量≤5、5、10mg/kg。
LYWS共對10種金屬離子含量提出了要求，其中鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鐵離子含量均要求≤0.5 mg/kg，折固體尿素均要求小于≤1.5 mg/kg；其中鉻、鎳、銅、鋅離子含量均要求≤0.2 mg/kg，折固體尿素均要求小于≤0.6 mg/kg。質(zhì)量標準遠高于農(nóng)用尿素與工業(yè)尿素。
（4）LYWS甲醛含量遠遠低于農(nóng)用尿素甲醛含量。
農(nóng)用尿素要求甲醛含量≤0.6%，即6000 mg/kg。
LYWS中甲醛含量要求≤9mg/kg，折固體尿素含量≤27mg/kg，遠遠低于農(nóng)用尿素質(zhì)量標準。
以上對比可以看出，LYWS質(zhì)量標準遠高于農(nóng)用尿素產(chǎn)品質(zhì)量標準。
四、農(nóng)用尿素溶液與LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液檢測結果
項目 | 農(nóng)用尿素溶液 | LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液 | 國家標準 |
尿素含量，%（m/m） | 31.9% | 31.9% | 31.8~33.2 |
密度，20℃，kg/m3 | 1090.0 | 1090.0 | 1087.0~1093.0 |
折射率，20℃ | 1.3829 | 1.3829 | 1.3814~1.3843 |
堿度（以NH3計），%（m/m） | 0.4 | 0.1 | ＜0.2 |
縮二脲，%（m/m） | 0.4 | 0.25 | ＜0.3 |
醛，mg/kg | 3 | 3 | ＜5 |
不溶物，mg/kg | ＞20 | 1 | ＜20 |
磷酸鹽（PO4），mg/kg | 0.7 | ＜0.5 | ＜0.5 |
Ca，mg/kg | 0.2 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Fe，mg/kg | 0.1 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Cu，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Zn，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Cr，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Ni，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Al，mg/kg | 0.1 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Mg，mg/kg | 0.1 | 0.1 | ＜0.5 |
Na，mg/kg | 2 | 0.2 | ＜0.5 |
K，mg/kg | 0.5 | 0.2 | ＜0.5 |
特征吸收 | * | * | * |
五、工業(yè)尿素溶液與LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液檢測結果
項目 | 工業(yè)尿素溶液 | LYWS煙氣脫硝高純度尿素溶液 | 國家標準 |
尿素含量，%（m/m） | 33.1% | 33.1% | 31.8~33.2 |
密度，20℃，kg/m3 | 1090.0 | 1090.0 | 1087.0~1093.0 |
折射率，20℃ | 1.3829 | 1.3829 | 1.3814~1.3843 |
堿度（以NH3計），%（m/m） | 0.4 | 0.1 | ＜0.2 |
縮二脲，%（m/m） | 0.9 | 0.25 | ＜0.3 |
醛，mg/kg | 3 | 3 | ＜5 |
不溶物，mg/kg | ＞20 | 0.8 | ＜20 |
磷酸鹽（PO4），mg/kg | 5.8 | ＜0.5 | ＜0.5 |
Ca，mg/kg | 7 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Fe，mg/kg | 0.4 | ＜0.05 | ＜0.5 |
Cu，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Zn，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Cr，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Ni，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Al，mg/kg | 0.1 | 0.06 | ＜0.5 |
Mg，mg/kg | 9 | 0.1 | ＜0.5 |
Na，mg/kg | 8 | 0.1 | ＜0.5 |
K，mg/kg | 4 | 0.1 | ＜0.5 |
特征吸收 | * | * | * |
六、技術特點
1、產(chǎn)品純度高
LYWS純度高、無雜質(zhì)、無水不溶物、無縮二脲、無CO2排放等問題，產(chǎn)品利用率高，運行費用低，經(jīng)濟效益好，在尿素熱解制氨的過程中，不會存在結垢、堵塞等問題。
2、為滿足環(huán)保需要，目前國內(nèi)煙氣脫硝項目很多，這些項目需要大量氨。LYWS可作為這些項目的配套項目進行專業(yè)化運作。
3、LYWS是尿素熱解制氨技術的進一步優(yōu)化和提高，*地提高了對環(huán)境的保護。LYWS熱解產(chǎn)生的氨隨時用來脫硝，減少氨的存放和泄漏等問題。避免了傳統(tǒng)農(nóng)用尿素或工業(yè)尿素熱解過程中水不溶物、雜質(zhì)、縮二脲及二氧化碳的排放，減少了對環(huán)境的污染。
4、LYWS在熱解的過程中，可根據(jù)需要定時定量的產(chǎn)生氨氣，隨時用于脫硝，*地提高了生產(chǎn)裝置的安全性，避免了外購液氨需要運輸、儲存等一系列安全和環(huán)境問題。
5、從經(jīng)濟效益和社會效益等多方面來看，LYWS是目前尿素熱解制氨的不含雜質(zhì)，不含水不溶物，無二氧化碳排放的高純度尿素溶液，即能滿足脫硝的需要，又能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。
6、LYWS，屬高科技產(chǎn)品，*，已申請國家。
7、單純的LYWS項目也可以技改方式進入電廠，不需要參加招投標。
8、LYWS可以與其他脫硝公司配套運行，也可以參與脫硝技改或配套總承包。
