SCR脱硝尿素热解制氨反应动力学研究

摘要

由于缺少准确的反应动力学模型，热解炉设计时难以采用CFD进行结构优化和氨转化率预测，导致运行中频发结晶堵塞等问题，严重制约了SCR脱硝系统的安全稳定运行。采用管式反应器在300～500℃温度范围内，实验研究了尿素热解制氨反应，发现尿素热解速率和异氰酸水解速率显著依赖于反应温度和停留时间，计算了两步反应的反应速率，通过lnk和1/T的线性拟合，确定了活化能和指前因子；以文献中试实验装置为对象，采用CFD计算了不同模型的NH₃转化率并与实验值对比，所提出模型的预测值与实验值吻合良好，拟合效果优于已有模型；以模型为基础并结合CFD优化，为某工业窑炉设计了尿素热解炉，通过与现场测试数据对比，验证了动力学模型的正确性，可为尿素热解制氨设备的开发、设计提供理论指导。

关键词

尿素热解 / 异氰酸水解 / 氨转化率 / 动力学 / 数值模拟

基金资助

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2018MS033); 大唐环境产业集团科技研发项目(CDTHT20200115282)