尿素特性说明

尿素特性说明

一、物理性质

尿素的分子式为CO(NH2)2,亦称脲,分子量60. 06,白色针状或棒状结晶体,工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒,无臭无味,密度1.335g/cm3,熔点132.7℃,尿素易溶于水、醇和液氨,不溶于乙醚、氯仿。在20℃时100毫升水中可溶解105克,呈微碱性,在水或液氨中的溶解度随温度的升高而增加。因为在人尿中含有这种物质,所以取名尿素。含氮量约为46.67%,是固体氮肥中含氮量最高的。

20℃时临界吸湿点为相对湿度80%,但30℃时,临界吸湿点降至72.5%,故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质,其吸湿性大大下降。

二、化学性质

可与酸作用生成盐。

对热不稳定,加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热至160℃将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸(机理:先脱氨生成异氰酸(HN=C=O),再三聚。),三聚氰酸进一步分解为氨气和二氧化碳。主要反应式:

CO(NH2)2 + H2O = 2NH3 + CO2

有水解作用。通常温度下,尿素在水溶液中基本不水解,但t>100℃水解开始明显加快,t>140℃水解速度剧增。

尿素在酸、碱、酶作用下(酸、碱需加热)能水解生成氨和二氧

化碳。

尿素结构图

关于结晶

目前国内没有现成的50% 尿素溶液采购,所以电厂需从化肥厂买来袋装尿素自行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应,其溶解热高达-57.8cal/g(负号代表吸热)。也就是说,当1克尿素溶解于1 克水中,仅尿素溶解,水温就会下降57.8℃。而50% 的尿素溶液的结晶温度是16.7℃。所以,在尿素溶液配制过程中需配置功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下,该问题将会暴露的更明显。

尿素溶液在输送过程中容易结晶

烟气脱硝技术是在近几年才传入我国并得到大力推广的,电厂实施该技术,通常都是对已有的燃煤锅炉进行改造。这样在整个尿素热解制氨系统设计中受到很大的制约,特别是在总图的布局上,不能按照工艺路线布臵各个车间,只能根据电厂实际情况布臵,往往造成尿素热解制氨系统距主体锅炉距离较远。华能北

京热电有限责任公司尿素热解制氨系统距主体锅炉约700m,尿素管道大部分在室外管架布臵,采用DN50 的不锈钢管道输送尿素溶液,尿素溶液的设计温度为60℃,工作温度为40℃。由于室外温度较低,特别是在冬天寒冷的季节,即使管道采取了保温措施,如此细的管道,输送这么远的距离也很难保证尿素溶液的工作温度,一旦低于工作温度,尿素就会结晶析出,势必造成管路堵塞,从而影响整个脱硝系统的运行。

关于冰点

32.5%凝结点最低为-11℃,40%以上无意义(早已结晶析出)。

尿素产品质量:

1、尿素粉尘形成的原因及尿素成品颗粒有空心、残缺、过大、

过小、发粘的原因:

成品尿素粉尘形成的原因有两方面机械原因和化学原因

机械原因有:喷头孔加工不规范或选择的孔径不恰当,容易

造成粉尘。

化学原因有:在造粒的过程中,有少量的尿素发生了化学分解,一部分NH3在降温的过程中再生为尿素即粉尘。

有空心、残缺、过大、过小、发粘的原因:造粒机转速不调好会造成粒度不好。残缺主要是由于粒子没完全固化和冷却好的原因造成的。空心是由于系统波动大,真空不稳所致。

2、尿素成品颗粒发红、发黄、发蓝的原因:

发红是由于系统有腐蚀;

尿液里面含有铁离子的原因;

发黄是由于尿液里面有含有油的原因;

发蓝是由于尿液里面有含有铜离子的原因。

3、固体尿素吸湿和结块的原因:

当固体尿素周围空气中的水蒸汽分压大于该温度下饱和溶液的水蒸汽分压时,空气中的水就被吸收到固体尿素表面,使尿素中的水分含量增加。如果时间足够长,就能使尿素全部潮解成溶液。相反,如果空气中的水蒸汽分压小于尿素表面的水蒸汽分压,则水分蒸发,部分溶液重新转变成固体。

尿素在贮运和堆放的过程中颗粒表面紧密接触,随尿素颗粒温度及周围空气湿度的变化,尿素颗粒表面发生吸湿和蒸发的过程,颗粒会因表面液膜出现再结晶。新结晶的尿素与其他结晶粘和在一起,就是结块的原因。

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