一、        前言

目前许多电厂脱硫采用外购液氨或氨水的方法，这存在着以下诸多缺点：

1.      氨水属于危化品，运输、储存都需要备案。一旦泄露造成危害，损失较大；

2.      氨水中的含氨量一般不大于20%，这样造成运输不便、储存受限，使购买成本增大；

3.      氨水在电厂脱硫过程中使用不便，大量的废水不能处理，造成废水污染。

    针对现有脱硫脱硝用氨的缺点，我们开发出了尿素现场制氨新技术。就是利用固体尿素加热反应得到氨，同时得到高附加值产品，使全部尿素得到充分利用。其反应原理如下：

         (NH2)2CO + 催化剂 →产品 + NH3↑

这是一种脱硝用氨的经济、安全生产方法。

尿素现场制氨新技术具有节能减排、经济效益及社会效益好等特点：

（1）尿素为固体，运输储存方便，不受限制。

（2）尿素原料充分利用：尿素制氨新技术使尿素的全部元素得到利用，并使产品得到了增值。

（2）节能减排：反应温度低、能量消耗少，达到了真正的零排放。

（3）提高了用氨安全性：产生的氨直接用于脱硫脱硝，不用储存，降低了运输、储存和使用液氨或氨水所带来的安全风险。

（4）经济效益高：生产的氨气直接用于脱硫脱硝，同时得到高附加值产品。

本技术不影响现有发电及脱硫脱硝的正常运行。

从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组NOx排放量要达到100mg/ m³，而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/ m³。

在众多脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最高，也是最为成熟的脱硝技术，该技术脱硝效率一般可达80%～90%，氮氧化物排放浓度可降至100mg/m³左右。SCR的技术原理是还原剂氨（NH₃）在催化剂存在下，选择性地与NOx反应生成N₂和H₂O。

氨的来源一般有氨水、液氨、尿素三种形态。

A、氨水制氨法

氨水法较液氨法安全，但其运输体积大，运输成本较液氨高。

B、液氨法

液氨属于易燃易爆危险品，10吨以上储存量即为重大危险源，必须有严格的安全保障和防火措施,其运输、存储涉及到国家和当地的法规及劳动卫生标准。凡用液氨作为脱硝还原剂的电厂，其占地面积就要扩大，一般适用于新建电厂。

C、尿素法

尿素易于运输和保存、无毒性，在脱硝中得到了比较广泛的应用。

表1、SCR脱硝工艺、还原剂的比选

综上所述：

A、液氨、尿素作为还原剂用于烟气脱硝中，可以得到相似的脱硝效果；

B、液氨由于其危险性，在厂内构成重大危险源，在厂外运输中对社区和环境构成流动危险源，在安全方面具有特殊的要求，随着安全和环境风险管理的加强，液氨的综合成本也比较高；

C、从安全和环境风险角度看，尿素是火电厂脱硝工艺中最安全可靠的还原剂。

D、从脱硝SCR工艺还原剂的比选可以看出，尿素是比较好的脱硝还原剂。

现有尿素制氨通常有两种工艺：热解法和水解法。

现有尿素制氨工艺又细分为热解法和水解法。

热解法：将气体燃料（或柴油）与热烟气或预热的助燃空气一起送入热解室（又称混合燃烧室），再将配好的高浓度（40%～50%）尿素溶液喷进热解室进行反应生成氨气。水解法与热解法的化学反应原理是一样的，如下式所示：

                 (NH₂)₂CO + H₂O→CO₂↑+ 2NH₃↑

   在上述反应中，大约50%质量的尿素是以无用的二氧化碳CO₂形式而排放，因此，在现有的尿素制氨技术中，只利用了占尿素质量50%的氨部分，而碳氧成分是以无用的二氧化碳CO₂形式而放出的。

而且，现有尿素制氨工艺的反应温度高达600℃，需要消耗大量燃料油或电能，不利于节能减排。现有尿素制氨技术的投资与运行费用如表5。