Моделирование и эксперимент гидролиза мочевины для производства аммиака

LU Xu ,  

ZHANG Xiangyu ,  

LIU Tong ,  

ZHANG Bo ,  

XU Hongjie ,  

摘要

Исследование механизма гидролиза мочевины на аммиак является предпосылкой для совершенствования проектирования технологии гидролиза мочевины для десульфурации дымовых газов на энергетической станции. С использованием механизма равновесия газ-жидкость ACWU (NH3-CO2-H2O-(NH2)2CO) была построена нелинейная система уравнений для материального, химического, теплового и фазового равновесия процесса гидролиза мочевины в системе открытого тела, была разработана модель термодинамики и кинетики реакции; на собственном разработанном установке для гидролиза мочевины была проведена экспериментальная проверка корректности модели механизма, был проанализирован влияние температуры реакции, рабочего давления и массовой доли мочевины в подаче на реакцию гидролиза, согласно результатам анализа были рассчитаны кинетические параметры реакции гидролиза мочевины в условиях производства аммиака для десульфурации дымовых газов на энергетической станции. Результаты анализа показали: метод решения фазового равновесия практически совпадает с экспериментальными результатами проверки, этот метод применим для технологии производства аммиака по гидролизу мочевины на десульфурации дымовых газов на энергетической станции; с увеличением температуры реакции, массовая доля воды, аммиака и CO2 в реакционной жидкости постоянно снижалась; с увеличением массовой доли мочевины в подаче, массовая доля аммиака и CO2 в реакционной жидкости увеличивалась, а массовая доля воды постоянно уменьшалась; с увеличением рабочего давления, массовая доля мочевины и ее производных в реакционной жидкости постоянно уменьшалась; при проведении экспериментальной проверки гидролиза мочевины было обнаружено что при условиях работы 0.6 МПа/150℃, коэффициент предэкспоненциального множителя A равен 1.255×1012 с-1, энергия активации E равна 107.24 кДж/моль.

关键词

Энергетическая станция; десульфурация; производство аммиака; механизм гидролиза мочевины; термодинамика; кинетика

阅读全文