高压水蒸气为什么能促进水解？

水解法的原理是把40%~50%的尿素溶液（38℃）,通过预热器加热到121℃，泵入水解反应器,在130~180℃和0.17~0.2MPa的反应条件下,先生成中间产物氨基甲酸铵,随后氨基甲酸铵分解,生成氨气和二氧化碳,其组成一般为:NH3蒸气浓度28%、CO2浓度14%、水蒸气浓度58%,反应式如下。

NH2CONH2 + H2O ? NH2CO2NH4

NH2CO2NH4 ? 2NH3+CO2

分解出来的氨基产物作为SCR脱硝反应的还原剂,在催化剂的作用下发生化学反应生成N2和H2O。尿素水解法工艺流程如图所示。尿素水解制氨系统包括：尿素颗粒储仓、尿素计量罐、尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶液储罐、供液泵、水解反应器、缓冲罐、蒸汽加热器及疏水回收装置等；

典型尿素水解制氨气系统流程图

固体尿素一般储存在钢制储仓中，由于尿素吸潮性很强，为了避免板结，储仓需要装设流化风系统，配有电加热器，将加热后的空气注入仓底气化板，干料通过螺旋输送机送往溶解箱，螺旋输送机采用变频电机驱动，实现给料的计量。

固体尿素在溶解箱内溶解成40~50%浓度的溶液，通过计量泵送往水解反应器，水解反应器为压力容器，采用316L不锈钢材料制造，内置多层隔板，装设有蒸汽预热器，通过辅助蒸汽系统对尿素溶液进行预热，水解蒸汽通过装设在水解反应器底部的喷嘴直接喷射到尿素溶液中，使之达到130~180℃的反应温度，水解反应器的压力通过蒸汽压力维持，多层隔板是为增加反应时间，可以使反应更加充分。

尿素溶液水解后的产物为NH3、CO2和H2O的混合蒸汽，通过捕滴器除掉夹带的水滴后，通过自身压力或者泵送往氨气稀释系统。与液氨不同的是，稀释空气需要加热到175℃以上，避免NH3与CO2在低温下逆向反应，生成氨基甲酸盐。同样原因，成品氨气输送管道需要进行伴热，介质温度维持在175℃以上。

在水解反应器内，尿素溶液并不能完全水解，部分尿素和NH3将残留在溶液中，通过自身压力将水解反应器内的残液送往尿素溶液储备箱，由于残液温度较高，为了避免能量损失，通过设节能器来回收热量来加热水解反应器入口的尿素溶液。

该反应是尿素生产的逆反应。反应速率是温度和浓度的函数。反应所需热量由电厂辅助蒸汽提供，通常生产1kg/h的氨气只需要5kg/h的辅助蒸汽，如300MW机组常规SCR脱硝的需氨量为150kg/h，则仅需要0.75t/h的电厂辅助蒸汽即可满足水解器反应的热量供给，可极大的降低脱硝还原剂制备系统的运行费用。

《最新火电厂烟气脱硫脱硝技术标准应用手册》