选择性催化还原法（SCR）脱硝是目前烟气脱硝技术中使用非常广泛的技术，因为没有多余产物，过程无公害、无污染，技术成熟、系统简单、操作方便、脱硝效率高于90%等优势，SCR脱硝在市场上得到广泛应用。

SCR脱硝还原剂氨主要有三个来源：液氨、氨水和尿素。

1. 液氨做脱硝还原剂
   

  主要由液氨储罐、氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨空混合器等组成。液氨汽化成氨气后经氨气缓冲罐进入氨空混合器后，与稀释风机送来的稀释风混合，稀释成体积比5%以下的混合气体，喷入烟道的SCR反应器进行脱硝反应。图1为液氨制氨流程。

图1 液氨汽化制氨气

液氨是危险化学品，根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）中的规定，当液氨的储存量超过临界量10t时，即构成重大危险源。需按照相关法律法规进行重大危险源的登记备案，建立健全相应的安全规程、操作手册和应急处置预案等。

根据GB 50160《石油化工企业设计防火标准》2018版在液化烃、可燃液体的火灾危险分类举例中，将液氨列为乙A类，将其按照可燃液体类考虑，电厂脱硝使用液氨属于压缩性液化有毒气体，归于爆炸性气体类，对于液氨的存储以及相关设备比如液氨蒸发器与其他建构物、储罐等都有防火间距要求，液氨站距生产厂房和设备需20m，距离明火和散发火花地点25m。距全厂重要设施30m。

2.     尿素制氨气

目前市场上尿素制氨的主流技术有热解和水解两种工艺。

2.1 尿素热解制氨气

   尿素热解制氨原理：从锅炉空预器处引出一次或二次空气（约300℃），通过风机输送，再利用燃油或电加热，将一次风或二次风加热到350-650℃送入热解室，将50%的尿素溶液喷入到此温度下的热解室内，尿素溶液在热解室内分解产生脱硝需要的氨气，然后进入SCR反应器进行脱硝反应。

图2 尿素热解工艺

尿素热解存在的问题：

• 热解条件苛刻，转化率低，导致尿素利用率低，仅能达到90%左右，同样的氨气需要更多的尿素，原材料成本高；

• 热解不充分的尿素和热解副产物三聚氰酸容易形成淤积堵塞，难以清理，维护成本高；

• 热解分解不充分的产物还会沉积在催化剂表面，影响催化剂的活性；

• 需采用燃油或电加热将一次风或二次风加热，燃油或电能消耗太高，运行成本高。

  
  

• 2.2 尿素水解制氨气

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用泵将40%～50%的尿素溶液输送至水解换热器，在水解器中通过蒸汽加热至一定温度（约120℃至210℃）将尿素溶液进行水解，产生氨气和二氧化碳。

图3 尿素水解工艺

尿素水解存在的问题：

• 高浓度的尿素水解容易产生难溶于水的缩二脲等缩合物，这些物质会导致水解系统产生堵塞。

• 尿素水解工艺存在氨基甲酸铵等中间产物，腐蚀性非常强，水解反应器材质应不低于316L，成本相对高。

• 尿素水解反应的氨气生成速度较慢，氨气产生响应速度与机组负荷变化的速度匹配性差。

• 水解后的废水为难降解废水，需进一步处理，无法直排。

  
  

两种以尿素供氨的技术，都存在的共同问题是：

• 一是固体物料转移输送较液体、气体物料难度大，投加配置溶液工艺流程长、操作复杂，运行难度较大。

• 二是引入大量的水汽进入烟气中，对脱硝催化剂寿命有一定影响，对烟气输送的设备也存在露点腐蚀的问题。

  
  

1. 3.  氨水汽提气化制氨气

2. 
   

    将采购来的液氨用氨水制备器制成25%的氨水储存，以25%的浓氨水为原料，采用汽提精馏塔，蒸汽自塔底进入，25%氨水自塔中部进入，塔顶采用内置式分凝器，通过循环水控制塔顶温度，可以实现采出90%以上的氨气，进入氨气空气混合器，用空气将氨含量稀释到5%左右后进入SCR系统。塔底废水可将氨氮降低到50ppm以下，实现达标排放，无其它污染物产生。

图4 氨水汽提气化工艺

    氨水危险性比液氨要低，根据现行国家标准GB 12268—2012《危险货物品名表》中描述“含氨量高于10%，但不超过35%的氨水溶液，属非易燃无毒气体，具有轻度危险性”，电厂脱硝用氨水含氨量不超过25%，参照相关标准将氨水的火灾危险性按丙类对待。

• 能耗对比：

• 尿素完全水解所需热量为4.8 MJ/kg，尿素分解率按99%考虑，则生产氨气的能耗为8.5 MJ/kg。

• 尿素完全热解所需热量为6.3 MJ/kg，由于尿素热解过程中会产生三聚氰胺等副产物，尿素转化率按85%考虑，则生产氨气的能耗约为12.1 MJ/kg

• 氨水汽提气化蒸汽消耗1.8kg蒸汽/kg氨气。折算生产氨气的能耗为4.1MJ/kg。能耗仅为尿素水解的一半。

  
  

  以25%氨水汽提制氨气作为脱硝还原剂工艺简单、能源消耗低，具有非常好推广应用前景。