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新聞詳情

一次儀表在尿素及水解制氨裝置原理和選型分類

來(lái)源:上海自動(dòng)化儀表作者:上海上自儀股份網(wǎng)址:http://www.shzy4.com
文章附圖

概述

在大型燃煤機(jī)組反硝化系統(tǒng)中,尿素作為還原劑用于合成氨氣的應(yīng)用日益增多。近年來(lái),尿素水解技術(shù)在大型燃煤機(jī)組脫硝中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。通過(guò)了解尿素水解裝置的運(yùn)行條件和工況,可為選擇合適的儀器及尿素水解裝置的控制方式提供參考。

引言
        選擇性催化還原法煙氣脫硝反應(yīng)所需還原劑氨氣的制備方法一般有液氨法、氨水法和尿素法 3 種。氨水由于建造、運(yùn)行成本高,運(yùn)輸、卸料、儲(chǔ)存、使用等環(huán)節(jié)均存在安全隱患的原因,自 20 世紀(jì) 90 年代以后,已經(jīng)很少被用作脫硝還原劑。目前還原劑主要用液氨或尿素制備,而尿素制氨技術(shù)又分為熱解和水解 2 種工藝路線。該文簡(jiǎn)要介紹水解裝置儀表選型及控制回路。
1 尿素水解系統(tǒng)工藝介紹

        尿素槽罐車將尿素顆粒輸送到尿素溶解罐里,用除鹽水將尿素溶解成 40% ~ 50% 質(zhì)量濃度的尿素溶液,通過(guò)尿素溶解泵輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。儲(chǔ)罐中的尿素溶液經(jīng)由尿素溶液給料泵、計(jì)量與分配裝置進(jìn)入水解模塊生成產(chǎn)物 NH 3 ,H 2 O 和 CO2,產(chǎn)物經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入 SCR 脫硝系統(tǒng)。典型的尿素水解制氨系統(tǒng)如圖 1 所示。

尿素水解法化學(xué)反應(yīng)式為:
CO(NH 2 ) 2 + H 2 O "NH 2 -COO -NH 4 "2NH 3 ↑ +CO 2 ↑。
2 熱控儀表選型
        基于尿素水解系統(tǒng)具有高溫、易堵塞、易腐蝕、易結(jié)晶的特點(diǎn),結(jié)合系統(tǒng)需要和使用條件,儀表選型均選用具有類似工況使用經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品,兼考慮經(jīng)濟(jì)、可靠、安全、先進(jìn)。與介質(zhì)接觸的儀表部件采用適合于工作環(huán)境的材質(zhì)。所有顯示儀表刻度單位應(yīng)符合國(guó)際單位制工程計(jì)量單位。對(duì)于作為調(diào)解控制目標(biāo)的儀表設(shè)備要求冗余設(shè)置,來(lái)提高控制的準(zhǔn)確性。
        尿素溶液制備、儲(chǔ)存箱罐液位測(cè)量采用磁翻板液位計(jì)或雷達(dá)液位計(jì),避免罐內(nèi)水蒸氣對(duì)液位測(cè)量產(chǎn)生影響;尿素水解反應(yīng)器本體內(nèi)尿素溶液液位測(cè)量采用帶導(dǎo)波桿的雷達(dá)料位計(jì),避免罐內(nèi)沸騰、泡沫對(duì)液位測(cè)量產(chǎn)生影響,同時(shí)配套二次顯示儀表,安裝在罐側(cè),便于就地觀測(cè)。
液位計(jì)的連接法蘭應(yīng)根據(jù)測(cè)量工質(zhì)具有腐蝕、揮發(fā)等特性來(lái)選擇材質(zhì),同時(shí)要保證連接法蘭的密封性。
        遠(yuǎn)傳溫度測(cè)量選擇雙支熱電阻(PT100),就地溫度顯示采用雙金屬溫度計(jì)。為保證密封性,連接方式采用法蘭式,與介質(zhì)接觸的部件采用 316L 材質(zhì),并采用了適合高溫環(huán)境的柔性石墨作為密封墊片。
2. 3 壓力儀表
        壓力變送器采用進(jìn)口智能式變送器。壓力表采用隔膜式不銹鋼壓力表,與介質(zhì)接觸的部件采用316L 材質(zhì)。考慮到尿素介質(zhì)易堵塞、易結(jié)晶的特點(diǎn),尿素溶液測(cè)量采用法蘭式隔膜壓力變送器,尿素水解產(chǎn)品氣的壓力測(cè)量采用隔膜密封式壓力變送器。
2. 4 流量測(cè)量
        尿素溶液流量測(cè)量采用電磁流量計(jì),電極材質(zhì)選用 316L 不銹鋼及以上。
2. 5 氨泄漏檢測(cè)儀
        在尿素水解器區(qū)域設(shè)置氨泄漏檢測(cè)儀,檢測(cè)是否有產(chǎn)品氣泄漏。
2. 6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
        考慮到尿素水解產(chǎn)品氣的特性,執(zhí)行機(jī)構(gòu)宜選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),電源選用 24 VDC 供電。
3 尿素水解系統(tǒng)主要控制回路
        尿素水解系統(tǒng)主要控制回路有尿素溶液供給調(diào)節(jié)控制、尿素水解產(chǎn)品氣供給調(diào)節(jié)控制和尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制。
3. 1 尿素溶液供給調(diào)節(jié)控制
        通過(guò)尿素水解器液位來(lái)調(diào)節(jié)尿素水解器入口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,使尿素水解器的液位保持在設(shè)定值范圍內(nèi)。
3. 2 尿素水解產(chǎn)品氣供給調(diào)節(jié)
        通過(guò)尿素水解器出口壓力來(lái)調(diào)節(jié)尿素水解器出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,使尿素水解器出口壓力恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。
3. 3 尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制
        尿素水解蒸汽供給調(diào)節(jié)控制分 2 種,可任意選擇其中一種。
        1)通過(guò)尿素水解器入口壓力來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽供給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,使尿素水解器入口壓力恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。
        2)通過(guò)尿素水解器溫度來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽供給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,使尿素水解器溫度恒定在設(shè)定值范圍內(nèi)。
4 結(jié)語(yǔ)
        尿素水解技術(shù)在國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電廠脫硝中的應(yīng)用越來(lái)越多。該文介紹了尿素制氨熱控儀表選型及主要控制回路,僅供脫硝尿素水解制氨裝置儀表選型參考。
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