Modélisation et expérimentation de l'hydrolyse de l'urée pour la production d'ammoniac

LU Xu ,  

ZHANG Xiangyu ,  

LIU Tong ,  

ZHANG Bo ,  

XU Hongjie ,  

摘要

L'étude du mécanisme de l'hydrolyse de l'urée en ammoniac est un préalable à l'amélioration de la conception de la technologie d'hydrolyse de l'urée pour la désulfuration des fumées dans une centrale électrique. En utilisant le mécanisme d'équilibre gaz-liquide ACWU (NH3-CO2-H2O-(NH2)2CO), un système d'équations non linéaires pour l'équilibre matériel, chimique, thermique et de phase du processus d'hydrolyse de l'urée dans un système de corps ouvert a été construit, un modèle thermodynamique et cinétique de la réaction a été établi; une vérification expérimentale de la validité du modèle de mécanisme a été effectuée sur une installation d'hydrolyse d'urée conçue et construite par l'équipe de recherche, l'effet de la température de réaction, de la pression de fonctionnement et de la fraction massique d'urée dans l'alimentation sur la réaction d'hydrolyse a été analysé, selon les résultats de l'analyse, les paramètres cinétiques de la réaction d'hydrolyse de l'urée dans les conditions de production d'ammoniac pour la désulfuration des fumées dans une centrale électrique ont été calculés. Les résultats de l'analyse ont montré: la méthode de résolution de l'équilibre de phase correspondait pratiquement aux résultats de l'expérimentation, cette méthode est applicable à la technologie de production d'ammoniac par hydrolyse de l'urée pour la désulfuration des fumées dans une centrale électrique; avec l'augmentation de la température de réaction, la fraction massique de l'eau, de l'ammoniac et du CO2 dans le liquide réactionnel diminuait constamment; avec l'augmentation de la fraction massique d'urée dans l'alimentation, la fraction massique de l'ammoniac et du CO2 dans le liquide réactionnel augmentait, tandis que la fraction massique de l'eau diminuait continuellement; avec l'augmentation de la pression de fonctionnement, la fraction massique de l'urée et de ses dérivés dans le liquide réactionnel diminuait continuellement; lors de l'expérimentation de l'hydrolyse de l'urée, il a été constaté que dans les conditions de fonctionnement 0,6 MPa/150℃, le facteur préexponentiel A était égal à 1,255×1012 s-1, l'énergie d'activation E était égale à 107,24 kJ/mol.

关键词

Centrale électrique; désulfuration; production d'ammoniac; mécanisme d'hydrolyse de l'urée; thermodynamique; cinétique

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