电加热器在尿素溶液热解中是关键的能量供给设备，其核心作用是通过精准控温为尿素分解提供稳定热量，确保尿素高效转化为脱硝所需的氨气。以下从应用原理、具体场景、技术特点及注意事项等方面详细说明：

一、尿素溶液热解的基本原理

尿素溶液（通常为质量分数 30%-50% 的水溶液）在高温下发生分解反应，生成氨气（NH₃）、二氧化碳（CO₂）等产物，核心反应式为：

NH₂CONH₂ + H₂O → 2NH₃↑ + CO₂↑

该反应需在300-600℃ 的温度区间内进行（具体温度取决于溶液浓度和反应时间），温度过低会导致分解不完全（可能生成缩二脲等副产物），温度过高则可能引发氨气氧化等无效反应。

电加热器的作用即通过电能转化为热能，将尿素溶液加热至上述温度区间，驱动反应高效进行。

二、电加热器的典型应用场景

尿素溶液热解的核心目的是为脱硝系统（如 SCR 选择性催化还原技术）提供氨气，电加热器主要应用于以下场景：

1. 低温排烟环境的脱硝系统

火力发电厂、垃圾焚烧炉、工业锅炉等设备的排烟温度若低于 300℃（如尾部烟道低温段），无法利用烟气余热加热尿素溶液，需通过电加热器主动加热，确保尿素分解。

2. 小型或分散式脱硝设备

小型锅炉、内燃机等分散源的脱硝系统，因排烟量小、空间有限，难以集成燃气或蒸汽加热装置，电加热器凭借体积小、易安装的特点成为。

3. 应急或调峰加热

当主加热系统（如烟气换热器）故障或负荷波动时，电加热器可作为备用热源，维持尿素热解的稳定性，保证脱硝效率不中断。

三、适用于尿素热解的电加热器类型

根据热解装置的结构和加热需求，常用的电加热器类型包括：

• 管状电加热器

由金属套管（如不锈钢 316L）包裹电阻丝制成，可直接插入尿素溶液管道或雾化腔体内，通过接触式加热传递热量。优点是热效率高（可达 90% 以上）、响应速度快，适合小流量溶液加热。

• 风道式电加热器

安装在尿素溶液雾化后的气流通道中，通过加热空气（或烟气）间接加热雾滴。适用于大流量溶液的热解，加热均匀性好，可避免局部过热。

• 法兰式电加热器

通过法兰固定在热解反应器壁面，功率大（可达数十千瓦），适合高浓度、大流量尿素溶液的批量加热，常用于工业级脱硝系统。

四、电加热器的技术优势

相比燃气加热、蒸汽加热等方式，电加热器在尿素热解中具有显著优势：

1. 温度控制精准

可通过 PID 温控系统实现 ±5℃的温度波动控制，确保尿素分解在更佳温度区间，减少副产物生成（如缩二脲含量可控制在 0.5% 以下）。

2. 清洁环保

仅通过电能转化热量，无燃料燃烧产生的 NOₓ、SO₂等污染物，避免对脱硝系统造成二次污染，尤其适合环保要求严格的区域。

3. 安装与运维便捷

无需铺设燃料管道或蒸汽管路，占地面积小；结构简单，故障率低（主要维护部件为电阻丝和温控传感器），运维成本比燃气系统低 30%-50%。

4. 适配性强

功率可灵活调节（从数千瓦到数百千瓦），能匹配不同流量（0.1-10m³/h）和浓度的尿素溶液，且可与 PLC 系统联动，实现全自动闭环控制（如根据溶液流量自动调节加热功率）。

五、应用注意事项

1. 功率匹配

需根据尿素溶液的流量、初始温度及目标分解温度计算所需热量（公式：Q=cmΔt，其中 c 为溶液比热容，m 为质量流量，Δt 为温差），确保电加热器功率充足（通常需预留 10%-20% 的余量）。

2. 材质选择

尿素溶液在高温下可能呈弱碱性，且分解产生的 NH₃具有腐蚀性，加热器接触部件需采用耐腐材质（如 316L 不锈钢、哈氏合金），避免长期使用导致腐蚀泄漏。

3. 防止局部过热

需通过导流结构（如搅拌器、导流板）或分布式加热元件确保热量均匀传递，避免局部温度超过 600℃（否则可能引发 NH₃氧化为 NOₓ，降低脱硝效率）。

4. 安全防护

需配备过温保护（如热电偶联动断电）、漏电保护及防爆设计（氨气为可燃性气体，浓度过高有爆炸风险），确保系统运行安全。