尿素造粒塔粉塵回收裝置運(yùn)行總結(jié)

程艷輝

（河北遷安化肥股份有限公司，河北遷安 064412）

河北遷安化肥股份有限公司尿素裝置原設(shè)計(jì)年生產(chǎn)尿素110kt，經(jīng)過(guò)多年的設(shè)備改造、工藝升級(jí)，裝置生產(chǎn)能力不斷提高，現(xiàn)年生產(chǎn)能力已達(dá)200kt。

由于尿素造粒塔是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，很難進(jìn)行擴(kuò)能改造，我公司尿素造粒塔仍是建廠時(shí)設(shè)計(jì)的造粒塔，直徑9m，塔頂雙向排風(fēng)，造粒塔通過(guò)造粒噴頭噴灑尿素熔融物料，經(jīng)自然通風(fēng)降溫而形成尿素顆粒產(chǎn)品。由于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、尿液濃縮凝結(jié)、噴頭噴射及不正常操作等，造粒塔頂排放氣中帶有不可忽視的粉塵。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，尿素造粒塔超負(fù)荷運(yùn)行，其損失的價(jià)值越來(lái)越大，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重。這些尿素粉塵大部分降落在附近數(shù)公里內(nèi)的地面，造成農(nóng)作物枯黃和廠區(qū)綠化破壞，而且腐蝕路面、銹蝕金屬設(shè)施、損害建筑物。對(duì)于造粒塔本身，其受損程度更為嚴(yán)重，尿素溶液可向混凝土塔體內(nèi)部滲透，從而腐蝕塔體。同時(shí)，這部分尿素白白地排掉了，增加了消耗，企業(yè)也失去了在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，影響了企業(yè)的生存和發(fā)展。因此，造粒塔塔頂?shù)姆蹓m回收問(wèn)題變得日益緊迫。

1 回收方案的選擇

粉塵回收要充分考慮多方面的因素，除技術(shù)因素外，還要考慮配套設(shè)施。目前除塵技術(shù)主要有以下幾種方法：

（1）機(jī)械式除塵（重力除塵、擋板式除塵、旋風(fēng)除塵）；

（2）濕式除塵（噴淋除塵）；

（3）電除塵；

（4）過(guò)濾式除塵（振動(dòng)篩網(wǎng)法，布袋法）；

（5）聲波式除塵。

根據(jù)我公司的具體情況，在造粒塔塔頂回收尿素粉塵采用機(jī)械式除塵、電除塵、過(guò)濾式除塵、聲波式除塵都不現(xiàn)實(shí)。針對(duì)造粒塔頂?shù)奶厥猸h(huán)境要求，經(jīng)過(guò)多次考察論證，采用濕法洗滌除塵是最切實(shí)可行的方法。公司決定采用山東德州百斯特化工科技有限公司尿素造粒塔粉塵回收專(zhuān)利技術(shù)。

2 回收裝置的設(shè)置

粉塵洗滌回收裝置設(shè)在尿素造粒塔頂部平臺(tái)上，造粒塔頂部平臺(tái)上回收箱體及側(cè)面風(fēng)道均為碳鋼鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合304不銹鋼箱體。內(nèi)部應(yīng)用了三段吸收、三段分離工藝，采用先進(jìn)霧化器和多噴嘴順觸霧化吸收器，有效保證除塵效果和氣水分離，避免霧化洗滌液帶出造粒塔外，造成二次污染。

具體布置情況 在造粒塔出風(fēng)口上方設(shè)置回收箱，橫截面積與出風(fēng)口相同。在回收箱內(nèi)設(shè)置三層噴頭、兩層液體捕集器。第一、二層噴頭設(shè)置向上和向下兩個(gè)方向噴射的噴嘴，形成錯(cuò)流噴射兩級(jí)吸收，第三層噴頭的作用是沖洗第二層液體捕集器，防止結(jié)晶堵塞，增大阻力。在造粒塔頂粉塵沉降室內(nèi)鋪設(shè)不銹鋼板，改造成為液體收集槽，從噴頭噴淋下的循環(huán)吸收液進(jìn)入收集槽，通過(guò)溢流管流入設(shè)在四樓操作間的循環(huán)槽內(nèi)。循環(huán)槽上部設(shè)有溢流管，防止突然停車(chē)時(shí)循環(huán)液溢流。

3 尿素粉塵回收裝置工藝流程

循環(huán)吸收液采用尿素解吸廢液，粉塵回收裝置開(kāi)始使用時(shí)，先通過(guò)上部的洗滌噴頭向系統(tǒng)加解吸廢液，當(dāng)加到循環(huán)槽一半液位時(shí)，開(kāi)啟循環(huán)泵充液至霧化噴頭，噴液進(jìn)行吸收。

尿素造粒塔內(nèi)上升的含尿素粉塵氣體經(jīng)過(guò)造粒間側(cè)面通道，熱壓頭增加后進(jìn)入造粒間頂部噴淋吸收區(qū)，經(jīng)過(guò)吸收后進(jìn)入一級(jí)分離器（擋水板裝置），然后經(jīng)水幕噴頭層進(jìn)入二級(jí)分離器（錯(cuò)流捕水器），除去霧滴后的飽和氣體進(jìn)入三級(jí)分離器空間，與通風(fēng)窗進(jìn)來(lái)的外圍冷空氣混合，進(jìn)一步冷凝含尿素微粒的液滴，再經(jīng)三級(jí)分離后，符合排放標(biāo)準(zhǔn)要求的氣體排出塔外放空。

在霧化區(qū)上升熱空氣中夾帶的微粒尿素與下降的循環(huán)吸收液充分接觸后，進(jìn)入分離段，經(jīng)二次分離除去夾帶的液滴，經(jīng)最后一級(jí)分離除去飽和氣體中冷凝的液滴，完全解決了吸收液滴帶出塔外的問(wèn)題。

吸收后的液體進(jìn)入液體收集箱，經(jīng)循環(huán)降液管道進(jìn)入循環(huán)槽，出循環(huán)槽的循環(huán)液體，經(jīng)過(guò)濾裝置進(jìn)入循環(huán)吸收泵，經(jīng)循環(huán)吸收泵加壓后進(jìn)入塔頂循環(huán)吸收。待循環(huán)液中尿素含量達(dá)到一定濃度時(shí)，定期排入尿素蒸發(fā)系統(tǒng)予以回收。工藝流程如圖1。

4 運(yùn)行情況

粉塵回收裝置項(xiàng)目于2010年8月1日開(kāi)始施工，自2010年10月8日投入運(yùn)行以來(lái)，總體運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行中開(kāi)第一層噴頭為吸收噴頭，壓力控制在0.10MPa左右，布液較均勻。第二、三層為沖洗噴頭，沖洗全面，填料無(wú)結(jié)晶。整個(gè)裝置運(yùn)行過(guò)程中，造粒塔內(nèi)無(wú)進(jìn)水現(xiàn)象，造粒塔外無(wú)帶液現(xiàn)象，塔頂及附屬物無(wú)散落粉塵，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行正常，均達(dá)到有關(guān)設(shè)計(jì)要求。由于循環(huán)液中有一些雜質(zhì)會(huì)造成循環(huán)吸收泵進(jìn)口過(guò)濾器和吸收噴頭堵塞。尿素車(chē)間于2010年10月24日、25日對(duì)吸收噴頭進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)部分噴頭有堵塞現(xiàn)象，清理完噴頭后，吸收效果比較明顯。

圖1 工藝流程示意

操作要點(diǎn)

粉塵回收裝置開(kāi)始使用時(shí)，先通過(guò)上部的洗滌噴頭向系統(tǒng)加解吸廢液，當(dāng)加到循環(huán)槽一半液位時(shí)，開(kāi)啟循環(huán)泵充液至霧化噴頭，噴液進(jìn)行吸收。在吸收過(guò)程中，溶解尿素吸熱，吸收液溫度不斷下降，由于沒(méi)有循環(huán)液調(diào)溫加熱器，為避免溶液結(jié)晶，須控制循環(huán)液濃度，當(dāng)循環(huán)吸收液濃度升到一定值，就應(yīng)排入尿素生產(chǎn)蒸發(fā)系統(tǒng)給予回收。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

粉塵回收裝置采用尿素解吸廢液作為吸收液的置換補(bǔ)充液，沒(méi)有裝設(shè)調(diào)溫裝置。溶液濃度基本控制在10%左右。

（1）回收尿素價(jià)值

根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的不同，每天回收1～1.5t尿素（按1.2t計(jì)），每年按330d，1t尿素按2 000元計(jì)算，價(jià)值79.2萬(wàn)元。

（2）消耗費(fèi)用

10%稀尿液加工消耗蒸汽噸尿按600kg計(jì)算（參考尿素生產(chǎn)蒸發(fā)系統(tǒng)噸尿用蒸汽150kg），蒸汽按120元／t，電按0.35元／（kW·h），蒸汽費(fèi)用1.9萬(wàn)元；循環(huán)泵電機(jī)功率37kW，電費(fèi)為10.2萬(wàn)元；年直接經(jīng)濟(jì)效益為79.2－1.9－10.2＝67.1萬(wàn)元。固定投資150萬(wàn)元，兩年半可收回投資。

6 結(jié) 語(yǔ)

尿素造粒塔應(yīng)用粉塵回收裝置后，對(duì)正常生產(chǎn)無(wú)任何影響，不僅操作簡(jiǎn)便，容易回收，而且有利于安全文明生產(chǎn)，在環(huán)保治理的同時(shí)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，減少了對(duì)周?chē)h(huán)境的危害，符合國(guó)家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策及構(gòu)建和諧社會(huì)的要求，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，增加經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染，提高社會(huì)效益具有重要作用。在尿素生產(chǎn)成本不斷增加和環(huán)保要求不斷提高的現(xiàn)實(shí)情況下，這無(wú)疑是一種既降低成本又減少污染的有效措施。