一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法与流程

专利2025-04-06  22


本公开的实施例属于火力发电厂尿素制氨系统腐蚀与防腐,具体涉及一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法。


背景技术:

1、火力发电厂烟气脱硝装置用于除去烟气中nox,早期投运的scr(选择性催化还原法)烟气脱硝装置一般采用液氨作为还原剂,但液氨是重大危险品,在运输、储存和使用过程中存在较大的安全隐患,一旦发生泄漏事故,将对环境和公众健康带来严重后果。

2、根据分解原理不同,尿素制氨技术可分为水解制氨法和热解制氨法两大类,两者相比,尿素水解制氨法的尿素转化为氨的效率较高,系统能耗低,后期维护投入相对较少,目前多数电厂选择采用尿素水解制氨工艺。

3、随着尿素水解制氨装置的投运,新的问题也逐渐出现,如水解器换热管发生应力腐蚀破裂损坏,导致脱硝系统停运。水解器换热管上出现氯化钠结晶物质,影响水解器的换热效率,影响脱硝系统的正常运行,更严重的是大量的氯离子将导致316l不锈钢水解器的晶间腐蚀、应力腐蚀破裂和均匀腐蚀和产品气管道腐蚀破裂等。根据调研分析,尿素水解制氨装置换热管发生腐蚀破裂及表面结晶原因主要与进厂尿素中含有过多的氯化物和尿素水解器运行排污控制方式有关,产品气管道的腐蚀与运行参数控制有关,也不排除产品气中杂质携带的影响。目前,尚无对产品气中中氯离子、钠离子等杂质离子含量的定量测量的方法。

4、因此,如何解决上述问题成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。


技术实现思路

1、本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法。

2、本公开的实施例的一个方面,提供一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,包括:

3、收集吸收液样品;所述吸收液样品包括吸收有氨气的酸溶液;

4、测量吸收液中氨气和杂质离子含量;

5、根据氨气的含量,以及水解器中尿素溶液的浓度,计算产品气总量;

6、通过氨气与杂质离子的含量比例关系计算产品气中杂质离子携带系数。

7、可选的,所述杂质离子包括氯离子和钠离子等;

8、其中,采用石墨炉原子吸收法测量钠离子含量;采用硝酸银分光光度法或离子色谱法测量氯离子含量;采用纳氏试剂分光光度法或离子色谱法测量吸收液中氨气含量。

9、可选的,所述根据氨气的含量,以及水解器中尿素溶液的浓度,计算产品气总量,包括:

10、通过测量吸收液内氨气的含量确定吸收液中氨气的浓度,并利用计算公式:计算产品气的总量,式中,为吸收液中氨气的浓度;c产品气为吸收液中产品气的浓度,为不同尿素浓度下产品气中氨气的质量分数。

11、可选的,氨气在不同尿素浓度下产品气中的质量分数通过条件式:计算得到,式中,为尿素浓度,和分别为尿素水解制氨化学反应达到动态平衡时产品气中氨气和尿素对应的质量。

12、可选的,产品气包括氨、二氧化碳和水蒸气,尿素水解制氨反应达到动态平衡后,尿素和产品气各组分质量百分比满足条件式:式中,分别为产品气中氨气、二氧化碳和水蒸气的质量百分含量;

13、尿素和产品气各组分质量关系满足条件式:式中,为产品气中二氧化碳质量,为产品气中水蒸气的质量。

14、可选的,所述计算产品气中杂质离子携带系数,包括:通过测量吸收液内杂质离子的含量确定吸收液中杂质离子的浓度;产品气中杂质离子携带系数通过条件式:计算得到,式中,δ杂质离子为杂质离子携带系数,cd1为吸收液中杂质离子浓度,v吸收液为吸收液的体积,cd2为尿素中杂质离子浓度。

15、可选的,还包括:根据不同浓度的尿素溶液所制取的产品气中氨气百分含量和产品气质量,以及酸溶液参数计算尿素水解制氨反应所需要的酸溶液的量。

16、可选的,产品气中氨气含量通过条件式:进行计算,式中,m为产品气质量;

17、所述酸溶液参数包括酸溶液浓度和酸溶液密度,其中,基于计算得到的氨气的质量、酸溶液浓度和酸溶液密度,通过条件式:计算所需要的酸溶液的量;式中,v酸溶液为所需酸溶液量,m酸溶液为酸溶液的摩尔质量,ρ1为酸溶液浓度,ρ2为酸溶液密度,为氨气的摩尔质量。

18、可选的,所述酸溶液包括硝酸溶液。

19、本公开的实施例的有益效果,包括:

20、本发明采用酸性溶液吸收产品气的方式,来达到完全吸收产品气中氨气的目的,然后测定吸收液中氨的含量和杂质离子的含量,来定量计算产品气携带杂质的含量。



技术特征:

1.一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,所述杂质离子包括氯离子和钠离子;

3.根据权利要求1所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,所述根据氨气的含量,以及水解器中尿素溶液的浓度,计算产品气总量,包括:

4.根据权利要求3所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,氨气在不同尿素浓度下产品气中的质量分数通过条件式:计算得到,式中,为尿素浓度,和分别为尿素水解制氨化学反应达到动态平衡时产品气中氨气和尿素对应的质量。

5.根据权利要求4所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,产品气包括氨、二氧化碳和水蒸气,尿素水解制氨反应达到动态平衡后,尿素和产品气各组分质量百分比满足条件式:式中,分别为产品气中氨气、二氧化碳和水蒸气的质量百分含量;

6.根据权利要求3或4所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,所述计算产品气中杂质离子携带系数,包括:通过测量吸收液内杂质离子的含量确定吸收液中杂质离子的浓度;产品气中杂质离子携带系数通过条件式:计算得到,式中,δ杂质离子为杂质离子携带系数,cd1为吸收液中杂质离子浓度,v吸收液为吸收液的体积,cd2为尿素中杂质离子浓度。

7.根据权利要求3-5任一项所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,还包括:根据不同浓度的尿素溶液所制取的产品气中氨气百分含量和产品气质量,以及酸溶液参数计算尿素水解制氨反应所需要的酸溶液的量。

8.根据权利要求7所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,产品气中氨气含量通过条件式:进行计算,式中,m为产品气质量;

9.根据权利要求1所述的一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,其特征在于,所述酸溶液包括硝酸溶液。


技术总结
本公开的实施例提供一种测定尿素水解制氨产品气中杂质离子携带系数的方法,包括:收集吸收液样品;所述吸收液样品包括吸收有氨气的酸溶液;测量吸收液中氨气和杂质离子含量;根据氨气的含量,以及水解器中尿素溶液的浓度,计算产品气总量;通过氨气与杂质离子的含量比例关系计算产品气中杂质离子携带系数。本发明采用酸性溶液吸收产品气的方式,来达到完全吸收产品气中氨气的目的,然后测定吸收液中氨的含量和杂质离子的含量,来定量计算产品气携带杂质的含量。

技术研发人员:曹松彦,李杰,马珍珍,马翼超,乔越,吴迅,曹浩军,柯于进
受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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