NH4HCO3/尿素溶液SCR脱硝制氨模拟优化

为了加强对电力行业危险化学品的治理改造，急需研究开发安全高效经济的新型脱硝还原剂。NH4HCO3是我国第二大氮肥，使用安全且价格便宜，是潜在安全高效的新型选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）脱硝还原剂。通过对比尿素水解和NH4HCO3溶液分解过程，对利用NH4HCO3作为脱硝还原剂的技术方案进行了可行性研究，分析了影响溶液分解过程的关键因素，并提出了工程应用技术方案。通过对原料分解过程建模，验证了模型在模拟制氨反应时的可靠性，并对比了影响2种原料制氨的反应速率和反应能耗的关键因素，探究了提高NH4HCO3制氨过程经济性的方案方法。模拟结果表明，提高反应温度对尿素水解和NH4HCO3分解均有利，升高压力对尿素水解反应有利，而对NH4HCO3分解不利，因此NH4HCO3溶解分解过程更适合在常压下进行；采用传统湿法制氨工艺时，NH4HCO3作还原剂可降低14%的原料成本，但其在分解过程中会由于水蒸发而消耗大量热能，热耗达到尿素水解法的2.7～3.5倍；通过在工艺中加入物流循环并降低NH4HCO3的一次转化率至40%，可以限制水蒸发吸热，降低热耗至尿素水解法的1.5～1.6倍；由于NH4HCO3原料成本更低，优化后的NH4HCO3湿法制氨工艺经济性更好。