一、技术背景
随着经济的快速发展，以煤为主的能源结构使得我国燃煤烟气的排放量大大增加，SO2和氮氧化物污染日益严重，并由此形成酸雨、雾霾等一系列环境问题。*以来烟气净化技术主要集中在除尘和脱硫方面，但随着人们对氮氧化物危害的逐步认识，脱除氮氧化物已成为当前紧迫的任务。当前国家对氮氧化物的排放要求越来越严，国内脱硝市场正在全面启动。
烟气脱硝需使用大量的氨，其氨来源一般为氨水、液氨、尿素。其中，尿素因易于运输保存、无毒性而被广泛应用。现有的尿素水解或热解制氨技术，只利用了占尿素质量50%的氨，其余大约占50%尿素是以无用的杂质，水不溶物，缩二脲，二氧化碳的形式而排放，造成了尿素资源的浪费。并且运行成本升高，在减排氮氧化物的同时，却增加了二氧化碳的排放，不利于节能减排。
1、尿素中的金属离子
Ca、Fe、Cu、Zn、Cr、Ni、Mg、Na、K、Al作为尿素溶液中的杂质，对SCR系统的催化剂具有毒害作用，影响SCR还原的转化效率，因此，应该严格控制这些元素含量。许多金属离子对SCR催化剂的活性有影响。各种金属离子元素对SCR催化剂的有失活作用。
2、尿素中的缩二脲
在尿素生产过程中会产生副产物缩二脲；若存储不当，尿素溶液也会缩合为缩二脲。由于缩二脲会进一步缩聚生成熔点大约为300℃的三聚氰酸而附着在SCR催化剂上，造成SCR系统堵塞，因此必须严格控制缩二脲。
3、尿素中的其它杂质
水不溶物是尿素溶液中的不溶于水的杂质，其可能堵塞热解炉中的管道，喷嘴及SCR催化孔道，并进一步覆盖催化剂活性中心，降低催化剂的效率。
目前市售农业尿素，工业尿素中的金属离子、缩二脲、水不溶物、杂质含量超标，在尿素热解制氨热解不*时还会产生沉淀，容易引起尿素热解炉管道和设备堵塞导致系统停车。
针对现有脱硝过程中尿素制氨的缺点，对此，洛阳万山*应用工程有限公司成功开发出LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液。该技术首先将尿素在高温下进行缩合反应，使尿素分子的两个氨基都能转化为氨气，避免了尿素溶液在热解过程中的杂质，水不溶物，缩二脲、CO2排放造成的浪费，同时杜绝了传统的尿素热解制氨、尿素由于含杂质、水不溶物、缩二脲、CO2在热解不*时造成的沉淀、结垢、堵塞等问题，是目前尿素制氨的高纯度尿素溶液，具体技术指标如下：
二、产品用途
国内燃煤锅炉烟气脱硝大多数选择SCR（选择性催化还原）技术来满足国家制定的NOx排放标准，SCR（选择性催化还原）技术采用浓度约32.5%的尿素水溶液作为还原剂，尿素水溶液在进入SCR转化器之前被灼热的废气转化成氨，在催化转化器内氨与氧化氮发生化学反应生成氮气和水，降低了排放废气中的氮氧化物及微粒的浓度。采用本技术生产的LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液主要用于燃煤锅炉烟气脱硝的尿素热解制氨。
三、产品质量标准
1、LYWS
项 目 | 指标要求 |
尿素含量（H2NCONH2） ，w / % | 31.8-33.3 |
密度（20℃），ρ/（g/ml） | 1.0870-1.0920 |
折光率 n 20D | 1.3817-1.3840 |
不溶物/ ( ㎎/㎏) ≤ | ＜20 |
氯化物 (Cl) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
碱度（以NH3 计），w /% ≤ | ＜0.2 |
磷酸盐（PO4）/ (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
碳酸盐（以CO2 计），w /% ≤ | ＜0.2 |
钠(Na) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
镁(Mg) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
铝（Al）/ (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
钾(K) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
钙(Ca) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
铬(Cr) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
铁(Fe) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.5 |
镍(Ni) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
铜(Cu) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
锌(Zn) / (㎎/㎏) ≤ | ＜0.2 |
甲醛 (HCHO) / (㎎/㎏) ≤ | ＜9 |
缩二脲（C2H5N3O2），w /% ≤ | ＜0.3 |
2、普通工业与农用尿素产品质量标准
目前，我国尿素在农业上用作肥料，在工业上用作塑料、树脂、涂料、医药等工业原料，执行国家标准“GB2440-2001尿素”。要求指标如下：
项 目 | 工业用（%） | 农业用（%） |
优等品 | 一等品 | 合格品 | 优等品 | 一等品 | 合格品 |
总氮（N）（以干基计）≥ | 46.5 | 46.3 | 46.3 | 46.4 | 46.2 | 46.0 |
缩二脲 ≤ | 0.5 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 1.5 |
水（H2O）分 ≤ | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.4 | 0.5 | 1.0 |
铁（以Fe计） ≤ | 0.0005 | 0.0005 | 0.0010 | | | |
碱度（以NH3计） ≤ | 0.01 | 0.02 | 0.03 | | | |
硫酸盐（以SO42-计） ≤ | 0.005 | 0.010 | 0.020 | | | |
水不溶物 ≤ | 0.005 | 0.010 | 0.040 | | | |
亚甲基二脲（以HCHO计）≤ | | | | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
粒度 | D0.85mm-2.80mm ≥ D1.18mm-3.35mm ≥ D2.00mm-4.75mm ≥ D4.00mm-8.00mm ≥ | 90 | 90 | 90 | 93 | 90 | 90 |
注：1、若尿素生产工艺中不加甲醛，可不做亚甲基二脲含量的测定。 2、指标中粒度项只需符合四档中任一档即可，包装标识中应标明。 |
| | | | | | | | |
3、LYWS质量标准与普通农用、工业用尿素质量标准的差别
（1）LYWS缩二脲含量低于普通农用尿素与工业用尿素。
LYWS（31.8-33.3%）中缩二脲含量要求≤0.3%，折固体尿素缩二脲含量≤0.9%。
我国农用尿素和工业尿素生产绝大多数采用真空蒸发、自然通风造粒塔工艺，除少数大型尿素装置外，大多数装置尿素产品缩二脲含量高于0.9%。
（2）LYWS水不溶物含量远低于普通农用尿素与工业用尿素。
农用尿素溶液对水不溶物含量没有要求。
工业用尿素优等品、一等品、合格品分别要求水不溶物含量≤50、100、400mg/kg。
LYWS要求水不溶物含量≤20 mg/kg，折固体尿素要求水不溶物含量≤60 mg/kg。质量标准远高于农用尿素与工业尿素。
（3）LYWS烟气脱硝高纯度尿素金属离子含量远远低于普通农用尿素与工业用尿素。
农用尿素对金属离子含量没有要求。
工业尿素仅对铁离子含量有要求，优等品、一等品、合格品分别要求铁离子含量≤5、5、10mg/kg。
LYWS共对10种金属离子含量提出了要求，其中钠、镁、铝、钾、钙、铁离子含量均要求≤0.5 mg/kg，折固体尿素均要求小于≤1.5 mg/kg；其中铬、镍、铜、锌离子含量均要求≤0.2 mg/kg，折固体尿素均要求小于≤0.6 mg/kg。质量标准远高于农用尿素与工业尿素。
（4）LYWS甲醛含量远远低于农用尿素甲醛含量。
农用尿素要求甲醛含量≤0.6%，即6000 mg/kg。
LYWS中甲醛含量要求≤9mg/kg，折固体尿素含量≤27mg/kg，远远低于农用尿素质量标准。
以上对比可以看出，LYWS质量标准远高于农用尿素产品质量标准。
四、农用尿素溶液与LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液检测结果
项目 | 农用尿素溶液 | LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液 | 国家标准 |
尿素含量，%（m/m） | 31.9% | 31.9% | 31.8~33.2 |
密度，20℃，kg/m3 | 1090.0 | 1090.0 | 1087.0~1093.0 |
折射率，20℃ | 1.3829 | 1.3829 | 1.3814~1.3843 |
碱度（以NH3计），%（m/m） | 0.4 | 0.1 | ＜0.2 |
缩二脲，%（m/m） | 0.4 | 0.25 | ＜0.3 |
醛，mg/kg | 3 | 3 | ＜5 |
不溶物，mg/kg | ＞20 | 1 | ＜20 |
磷酸盐（PO4），mg/kg | 0.7 | ＜0.5 | ＜0.5 |
Ca，mg/kg | 0.2 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Fe，mg/kg | 0.1 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Cu，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Zn，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Cr，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Ni，mg/kg | 0.05 | ＜0.5 | ＜0.2 |
Al，mg/kg | 0.1 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Mg，mg/kg | 0.1 | 0.1 | ＜0.5 |
Na，mg/kg | 2 | 0.2 | ＜0.5 |
K，mg/kg | 0.5 | 0.2 | ＜0.5 |
特征吸收 | * | * | * |
五、工业尿素溶液与LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液检测结果
项目 | 工业尿素溶液 | LYWS烟气脱硝高纯度尿素溶液 | 国家标准 |
尿素含量，%（m/m） | 33.1% | 33.1% | 31.8~33.2 |
密度，20℃，kg/m3 | 1090.0 | 1090.0 | 1087.0~1093.0 |
折射率，20℃ | 1.3829 | 1.3829 | 1.3814~1.3843 |
碱度（以NH3计），%（m/m） | 0.4 | 0.1 | ＜0.2 |
缩二脲，%（m/m） | 0.9 | 0.25 | ＜0.3 |
醛，mg/kg | 3 | 3 | ＜5 |
不溶物，mg/kg | ＞20 | 0.8 | ＜20 |
磷酸盐（PO4），mg/kg | 5.8 | ＜0.5 | ＜0.5 |
Ca，mg/kg | 7 | ＜0.1 | ＜0.5 |
Fe，mg/kg | 0.4 | ＜0.05 | ＜0.5 |
Cu，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Zn，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Cr，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Ni，mg/kg | 0.05 | ＜0.05 | ＜0.2 |
Al，mg/kg | 0.1 | 0.06 | ＜0.5 |
Mg，mg/kg | 9 | 0.1 | ＜0.5 |
Na，mg/kg | 8 | 0.1 | ＜0.5 |
K，mg/kg | 4 | 0.1 | ＜0.5 |
特征吸收 | * | * | * |
六、技术特点
1、产品纯度高
LYWS纯度高、无杂质、无水不溶物、无缩二脲、无CO2排放等问题，产品利用率高，运行费用低，经济效益好，在尿素热解制氨的过程中，不会存在结垢、堵塞等问题。
2、为满足环保需要，目前国内烟气脱硝项目很多，这些项目需要大量氨。LYWS可作为这些项目的配套项目进行专业化运作。
3、LYWS是尿素热解制氨技术的进一步优化和提高，*地提高了对环境的保护。LYWS热解产生的氨随时用来脱硝，减少氨的存放和泄漏等问题。避免了传统农用尿素或工业尿素热解过程中水不溶物、杂质、缩二脲及二氧化碳的排放，减少了对环境的污染。
4、LYWS在热解的过程中，可根据需要定时定量的产生氨气，随时用于脱硝，*地提高了生产装置的安全性，避免了外购液氨需要运输、储存等一系列安全和环境问题。
5、从经济效益和社会效益等多方面来看，LYWS是目前尿素热解制氨的不含杂质，不含水不溶物，无二氧化碳排放的高纯度尿素溶液，即能满足脱硝的需要，又能产生很好的经济效益。
6、LYWS，属高科技产品，*，已申请国家。
7、单纯的LYWS项目也可以技改方式进入电厂，不需要参加招投标。
8、LYWS可以与其他脱硝公司配套运行，也可以参与脱硝技改或配套总承包。
