尿素深度水解系統工藝優化

馬明新 周翔 龔普勤 張永

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉453731)

尿素深度水解系統工藝優化

馬明新 周翔 龔普勤 張永

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉453731)

0 前言

河南心連心化肥有限公司一分廠原有的尿素深度水解系統設計能力為18 m3/h。隨著尿素產能增加，碳銨液流量達到23 m3/h，由于尿素深度水解系統處理能力小，造成其蒸汽消耗高，解吸廢液中氨含量不合格，增加了水處理終端的環保壓力;同時影響了尿素水溶液全循環系統的水平衡，制約尿素系統的穩定運行。在利用原有工藝基礎上，對尿素深度水解系統進行升級優化，從而降低尿素的蒸汽消耗以及提高碳銨液處理能力。

1 工藝流程

1.1 優化前工藝流程

優化前尿素深度水解解吸流程見圖1。碳銨液經解吸泵加壓，分別與解吸換熱器的解吸廢液、水解換熱器的水解下液換熱后送入水解塔頂部進行尿素深度水解，水解氣相入去尿素系統一分塔，水解下液經水解換熱器與碳銨液換熱后入解吸塔，解吸廢液經與碳銨液換熱降溫后送入尿素自循環系統，解吸氣相經減壓后入二循一冷進行吸收。

圖1 優化前尿素深度水解解吸流程

1.2 優化后工藝流程

優化后尿素深度水解解吸流程見圖2。碳銨液由解吸塔給料泵送至第1解吸塔上部，與水解塔和第2解吸塔的氣相逆流接觸，經傳質、傳熱后，塔頂氣相中的NH3-CO2-H2O進入回流冷凝器冷凝，冷凝液一部分經回流泵送至第1解吸塔塔頂作為回流液，第1解吸塔排出的工藝冷凝液由水解塔給料泵加壓后進入水解塔上部，塔底通入2.4 MPa蒸汽直接加熱，溶液中的尿素在水解塔幾乎完全水解為氨和二氧化碳。

水解塔塔頂的蒸汽減壓后作為第1解吸塔的熱源。1.3 MPa蒸汽通入第2解吸塔塔底加熱，從水解塔塔底排出的含氨、二氧化碳的溶液經水解換熱器換熱后，然后進入第2解吸塔進一步解吸溶液中的氨和二氧化碳，第2解吸塔解吸氣去第1解吸塔提供解吸所需熱量，第2解吸塔塔底排出的廢液經解吸換熱器換熱后送往尿素自循環系統。來自熱電系統60℃脫鹽冷卻水進入回流冷凝器，與來自解吸塔頂的氣相換熱，脫鹽冷卻水被加熱到95℃后作為熱電鍋爐除氧器上水。

圖2 優化后尿素深度水解解吸流程

1.3 優化后主要設備

優化后主要設備參數見表1。

表1 優化后主要設備參數

2 優化后效果

水解解吸工藝優化后，提高了尿素深度水解系統的處理能力，對碳銨液中的氨進行了回收，實現了解吸廢液的達標排放，解決了廢液不合格造成的環保影響。

主要改造效果:①優化后，解吸廢液中尿素質量分數降低至5×10－6以下，NH3質量分數由優化前100×10－6降低至20×10－6以下，減輕了水處理終端的環保負荷;②碳銨液流量由優化前的23 m3/h降低至20 m3/h，水解系統噸尿素蒸汽消耗降低了30 kg;③解吸塔塔頂出氣溫度由優化前125℃降低至110℃，降低了出氣中水含量，減少了向二循一冷帶水量，緩解了對二循一冷腐蝕程度;④加裝回流冷卻器后，回收了解吸塔出氣的熱量，60℃的脫鹽冷卻水與回流冷氣相換熱后，溫度升至95℃，作為熱電鍋爐除氧器上水;⑤優化后，尿素深度水解系統向尿素系統的帶水量減少，優化了尿素系統的水平衡，減少了因尿素深度水解系統不正常造成的尿素系統停車損失。

3 結語

在保證尿素深度水解系統用蒸汽品質的條件下，合理優化了水解塔的結構和相關工藝流程，既降低了水解解吸系統的蒸汽消耗，又利用了解吸塔出氣的熱量，實現了能量的梯級利用。此種工藝優化投資費用較低，見效快，起到了節能降耗的作用。

2015-02-02)