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Hydrolysis of Urea to Produce Ammonia dircio francisco xavier fatima ximenes

Hydrolysis of Urea to Produce Ammonia Dircio Francisco Xavie...

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作者： dircio francisco xavier fatima ximenes（弗朗西斯科）华东理工大学

学位级别：硕士

氮氧化物（NOx）引起了巨大的环境问题,是目前世界上最大的环境污染物之一,随着对NOx法规的逐步收紧,世界各国都在积极开展减少NOx污染的研究。目前已开发利用了多种技术,其中选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）具有较高... 详细信息

氮氧化物（NOx）引起了巨大的环境问题,是目前世界上最大的环境污染物之一,随着对NOx法规的逐步收紧,世界各国都在积极开展减少NOx污染的研究。目前已开发利用了多种技术,其中选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）具有较高的脱硝效率。在SCR和SNCR工艺中,还原剂被注入烟气中,将NOx还原为无害氮（N2）。目前最常用的还原剂是氨（NH3）。尿素催化水解制氨在氨基脱氮过程中起着重要作用。本论文的目标有三个。首先,对尿素水解的催化剂进行筛选,其中均相催化剂表现出了良好的性能,因此本文用选择该类催化剂来进行尿素催化水解反应,然后尿素水解的转化率采用滴定法来进行分析。第二是设计了四因素,三水平Box-Behnken实验,结合响应面法对工艺条件进行优化,研究反应温度,反应时间,反应压力和催化剂用量对尿素水解制氨的影响及其交互作用。建立了尿素水解率的相关模型。第三是采用物料平衡方程,热量平衡方程,化学平衡方程及相平衡方程组成的非线性方程组来构建开口体系内尿素水解过程的热力学模型和动力学模型,并引入修正的Lewis-Randall方程和修正的Herry方程来描述水解反应器内NH3-CO2-H2O-（NH2）2CO（ACWU）四元多自由度气液平衡关系,气液两相的非理想性则分解采用PR状态方程和扩展UNIQUAC模型进行修正。结果表明,采用催化活性较好的乙酸钠（7g）催化剂对工艺条件进行优化,响应面法最优化的合成条件为;反应温度160℃,反应时间4h,反应压力0.4MPa和催化剂用量0.034wt%,在此工艺条件下尿素水解的转化率为98.620%,同时建立了尿素水解制氨的二次数学模型,该模型对实验结果有良好的预测作用。

关键词：尿素水解制氨热力学动力学

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