Il processo di produzione dell'urea e dell'ammoniaca può essere principalmente suddiviso in due parti: preparazione e stoccaggio della soluzione di urea e decomposizione dell'urea per produrre ammoniaca. In base alla diversa decomposizione dell'urea per produrre processi di ammoniaca, i processi di produzione di urea e ammoniaca sono suddivisi in processo di idrolisi dell'urea e processo di decomposizione termica dell'urea.
1. Processo di idrolisi dell'urea
La soluzione di urea subisce una reazione di idrolisi a una temperatura di reazione di {{0}} gradi e una pressione di reazione di 0,4-0,6 MPa per produrre un gas misto di NH3, H2O e CO2. Il rapporto volumetrico della soluzione di urea nel reattore di idrolisi è generalmente controllato al di sotto del 70%. Lo spazio superiore viene utilizzato come spazio tampone per il gas di idrolisi e generalmente vengono riservati 3-5min di ammoniaca richiesta per migliorare la sua reattività al carico della caldaia.
L'idrolisi catalitica si basa sull'idrolisi ordinaria. Un catalizzatore di fosfato di ammonio viene aggiunto al reattore di idrolisi durante la messa in servizio iniziale. Attraverso l'azione catalitica del catalizzatore, l'urea subisce una rapida reazione di idrolisi a una temperatura di {{0}} gradi e una pressione di 0,4-0,9 MPa e il tempo di risposta può raggiungere meno di 1 minuto .
L'idrolisi catalitica dell'urea si basa sull'idrolisi ordinaria. Il fosfato viene aggiunto come catalizzatore durante il processo di idrolisi dell'urea per modificare il percorso di reazione, accelerare la velocità di reazione e aumentare la velocità di risposta.
2. Processo di pirolisi dell'urea
La tecnologia di pirolisi utilizza l'aria calda come fonte di calore per decomporre rapidamente la soluzione di urea al 40%-50% a 450-600 gradi.
Il sistema di stoccaggio dell'agente dissolvente dell'urea del metodo di pirolisi dell'urea è lo stesso del metodo di idrolisi. La soluzione di urea viene trasportata al modulo di distribuzione del dosaggio tramite un modulo di circolazione ad alto flusso. Il modulo di dosaggio può controllare automaticamente la portata della soluzione di urea in base all'ammoniaca richiesta dal sistema e utilizzare aria compressa per atomizzare la soluzione di urea e spruzzarla nel forno di pirolisi attraverso un ugello nebulizzatore. Dopo essersi miscelato con l'aria di diluizione riscaldata dal riscaldatore, si decompone generando NH3, H2O e CO2; e poi lo spruzza nel reattore di denitrificazione attraverso il sistema di iniezione dell'ammoniaca. Il forno di pirolisi dell'urea deve essere sistemato vicino alla caldaia a seconda dell'unità.
La tradizionale tecnologia di pirolisi dell'urea utilizza generalmente riscaldatori elettrici come fonte di calore per l'aria di diluizione, ampiamente utilizzata in Cina. A causa dell’elevato consumo energetico del riscaldamento elettrico stesso, il costo operativo del sistema di pirolisi dell’urea è troppo elevato. Negli ultimi anni sono stati introdotti scambiatori di calore dei gas di combustione ad alta temperatura per sostituire i riscaldatori elettrici, ovvero la tecnologia di pirolisi dell'urea che utilizza il calore di scarto dei gas di combustione come fonte di calore dell'aria di diluizione ha ridotto i costi operativi del sistema di pirolisi dell'urea. Gli scambiatori di calore dei fumi comprendono principalmente scambiatori di calore dei fumi ad alta temperatura all'esterno del forno e scambiatori di calore dei fumi ad alta temperatura all'interno del forno.
Lo scambiatore di calore dei gas di scarico ad alta temperatura all'esterno del forno aspira gas di scarico ad alta temperatura dalla canna fumaria dopo il passa alto e dal passa alto prima del passa alto e riscalda l'aria calda primaria a 450-600 gradi attraverso lo scambiatore di calore dei fumi ad alta temperatura.
Lo scambiatore di calore dei fumi ad alta temperatura all'interno del forno deve aggiungere uno scambiatore di calore dei fumi ad alta temperatura nella canna fumaria a un livello inferiore rispetto all'ingresso e far passare l'aria di diluizione nello scambiatore di calore per scambiare calore con i gas di scarico caldi nella canna fumaria della caldaia. Lo scambiatore di calore è installato nella sala di tornitura della caldaia, l'aria scorre nel tubo e i gas di scarico circolano attorno all'esterno del tubo per riscaldare il tubo d'acciaio. Poiché lo scambiatore di calore è posto all'interno della caldaia, i lavori di manutenzione come l'accumulo di cenere nella sua tubazione risultano scomodi.
