脱硝工艺大揭秘：尿素 VS 氨水，谁才是脱硝界的 “扛把子”

脱硝工艺大揭秘：尿素 VS 氨水，谁才是脱硝界的 “扛把子”

在环保治理的征程中，脱硝工艺如同一位 “环保卫士”，肩负着削减氮氧化物排放的重任。目前，选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）是主流的脱硝工艺，它们通过向烟气中注入还原剂，将氮氧化物转化为无害的氮气和水。

而在还原剂的选择上，尿素和氨水是两大热门选手，它们究竟谁更胜一筹呢？

一、反应原理

1.尿素脱硝

尿素脱硝是将尿素溶液喷入高温烟气中，尿素先分解为氨气（NH?）和二氧化碳（CO?），氨气再与氮氧化物在催化剂（SCR）或高温（SNCR）条件下发生还原反应，生成氮气和水。其主要反应方程式为：

CO (NH?)? → 2NH? + CO?

4NH? + 4NO + O? → 4N? + 6H?O（SCR）

2.氨水脱硝

氨水脱硝则是直接利用氨水溶液（通常为 20%-25% 的浓度），氨水中的氨气挥发出来，与氮氧化物在催化剂（SCR）或高温（SNCR）下反应，生成氮气和水。反应方程式为：

NH??H?O → NH? + H?O

4NH? + 4NO + O? → 4N? + 6H?O（SCR）

二、储存运输

1.尿素

优点：尿素是固态晶体，常温下性质稳定，储存方便，无需特殊的防爆、防腐设备，运输过程中也不存在挥发问题，安全性较高。

缺点：需要溶解成溶液才能使用，因此需要配备溶解罐、搅拌器等设备，增加了设备的复杂性和占地面积。

2.氨水

优点：氨水是液态，可直接输送使用，设备相对简单。

缺点：氨水具有挥发性，挥发出的氨气有刺激性气味，且氨气属于可燃气体，浓度达到一定范围时存在爆炸风险。因此，氨水的储存需要密封的储罐，并且要配备氨气吸收装置等安全设施，运输过程中也需要防止泄漏和挥发，对储存运输设备的要求较高。

三、安全性

1.尿素

尿素本身无毒，对人体和环境的危害较小，在储存和使用过程中基本不存在安全隐患。

2.氨水

氨水具有较强的腐蚀性，会对皮肤、眼睛等造成刺激和伤害。同时，如前所述，氨气具有可燃性和毒性，一旦发生泄漏，不仅会污染环境，还可能引发火灾、爆炸等安全事故，对操作人员的安全构成威胁。

四、投资与运行成本

1.投资成本

尿素脱硝系统需要配备尿素溶解、计量、喷射等设备，设备种类较多，投资成本相对较高。

氨水脱硝系统的设备相对简单，主要包括氨水储罐、输送泵、计量装置等，投资成本较低。

2.运行成本

还原剂成本：尿素的价格相对较低，但在使用过程中需要消耗一定的能量来溶解尿素。氨水的价格相对较高，且由于其挥发性，在储存和运输过程中会有一定的损耗。

能耗成本：尿素分解需要较高的温度，在 SNCR 工艺中，为了使尿素充分分解，需要消耗更多的燃料来维持反应温度，能耗成本较高。氨水脱硝的反应温度相对较低，能耗成本较低。维护成本：尿素脱硝系统的设备较多，维护工作量较大，维护成本较高。氨水脱硝系统的设备相对简单，维护成本较低。

五、副产品与环保性

1.尿素

尿素脱硝过程中，若反应不完全，可能会产生少量的氨气逃逸，但一般情况下逃逸量较小。此外，尿素分解产生的二氧化碳是大气中的主要温室气体之一，但排放量相对较少。

2.氨水

氨水脱硝过程中，氨气的逃逸量相对较大，尤其是在 SCR 工艺中，如果催化剂的活性下降或反应条件控制不当，氨气逃逸量可能会增加。氨气逃逸不仅会污染环境，还可能对后续设备造成腐蚀。

六、适用场景

1.尿素

适用于对安全性要求较高、储存条件有限或远离氨水供应源的场合，如中小型锅炉、垃圾焚烧炉等。此外，在一些环保要求较高的地区，尿素脱硝也被广泛应用，因为它可以减少氨气逃逸对环境的影响。

2.氨水

适用于大型电厂、化工厂等具有稳定氨水供应源的场合，因为氨水脱硝系统的投资成本较低，运行效率较高。此外，在 SCR 工艺中，氨水脱硝的脱硝效率相对较高，可以满足更高的环保要求。

七、对比表格清晰呈现

对比项目	尿素	氨水
反应原理	先分解为氨气，再与氮氧化物反应	直接挥发氨气与氮氧化物反应
储存运输	固态，储存方便，需溶解设备	液态，易挥发，需密封防爆设备
安全性	无毒，安全隐患小	有腐蚀性、毒性，存在爆炸风险
投资成本	较高	较低
运行成本	还原剂成本低，能耗高	还原剂成本高，能耗低
副产品	少量氨气逃逸，产生二氧化碳	氨气逃逸量较大
适用场景	中小型设备、安全性要求高、环保要求高	大型设备、有稳定供应源

八、工艺流程

1.尿素脱硝工艺流程

尿素脱硝需先将固态尿素溶解为浓度约 20%-40% 的溶液，经泵输送至雾化喷嘴，在高温烟气（SNCR 工艺需 850-1100℃，SCR 工艺借助催化剂）中，尿素溶液热分解为氨气与二氧化碳，氨气再与氮氧化物发生还原反应生成氮气和水。其工艺需配置溶解罐、搅拌器及加热装置（防止结晶），流程中因尿素分解需更高活化能，SNCR 场景下需精准控制温度窗口以避免氨逃逸。

2.氨水脱硝工艺流程

氨水（常用 20%-25% 浓度液态）经储罐直接通过计量泵输送至喷射系统，雾化后氨气直接挥发，在催化剂（SCR）或高温（SNCR）条件下与氮氧化物反应。工艺无需溶解环节，设备更简洁，但需注意氨水挥发性导致的储罐密封设计（需配备氨气吸收装置），且 SCR 场景中需通过催化剂活性控制反应温度（通常 320-400℃），以平衡脱硝效率与氨逃逸风险。

 

综上所述，尿素和氨水在脱硝工艺中各有优劣。在实际应用中，应根据项目的具体情况，如设备规模、安全性要求、环保标准、还原剂供应等因素，综合考虑选择合适的还原剂。