尿素解吸廢液回收運行情況

賀小偉

尿素解吸廢液回收運行情況

賀小偉

(江蘇華昌化工股份有限公司江蘇張家港215600)

0 前言

江蘇華昌化工股份有限公司分別于2004年和2005年投資興建了2套二氧化碳汽提法尿素生產裝置，均由五環科技股份有限公司設計，單套生產能力為150 kt/a。2005年7月，第1套尿素裝置投產；2006年12月，第2套尿素裝置投產。隨著2套尿素裝置的投產，日產尿素達1 000 t以上，每天有約500 t解吸廢液需要進行外排。由于廢液中含有部分尿素、氨、二氧化碳及縮二脲等物質，如果直接外排，廢液中的氨氮將會給環境帶來污染，而且造成水資源的嚴重浪費。經認真調研，決定增加1套廢水處理裝置，將一部分解吸廢液進行技術性處理，然后送往造氣鍋爐水夾套作為補充水；另一部分解吸廢液送本公司污水處理廠進行處理，然后作為循環水系統的補水。現就廢水回收運行情況進行總結。

1 解吸廢液經污水處理廠后作為循環水補水回用

由于尿素裝置產生的廢液量遠大于造氣爐夾套的用水量，將多余的這部分廢液送至本公司污水處理廠，再進行進一步處理。污水處理工藝流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程

解吸廢液經格柵后進入集水池，集水池廢液由潛污泵送入調節池，特殊情況下的高濃度廢液則進入事故池。調節池中設置水下攪拌機，以防止水在流動過程中懸浮物沉積。調節池的出水通過溢流堰溢流進入A/O池的配水區，溢流堰內的水通過管道接入沉淀池的配水區；沉淀池采用溢流出水，進入污泥井，并檢測在污泥井中出水水質，如出水水質達標則作為循環水的補水，出水水質不達標則返回至集水池繼續處理。

2 解吸廢液處理后送造氣系統回用

2.1 解吸水解原理

解吸就是將尿素生產的工藝冷凝液中的氨和二氧化碳分離出來，得到氨和二氧化碳的混合氣體，然后送回系統循環利用，同時得到不含氨和二氧化碳的液體。解吸是吸收的逆過程，吸收時需要提高壓力并降低溫度，而解吸則需要降低壓力和提高溫度。

目前常用的提高解吸溫度的方法是將水蒸氣直接通入解吸塔內。此種方法一方面可以加熱溶液，提高溫度；另一方面，由于水蒸氣中不含氨和二氧化碳，氣相中氨和二氧化碳的分壓很低，其值小于溶液表面的平衡分壓，所以溶液中的氨和二氧化碳能進入氣相中，以達到解吸的目的。

水解原理：水解就是用直接蒸汽加熱的方法，使溶液中的尿素分解為氨和二氧化碳，然后去解吸塔中進行解吸，以回收分解得到氨和二氧化碳。

2.2 解吸后的廢液處理

現有2套尿素裝置中，老系統的解吸水解裝置是由五環設計院設計，采用先解吸、后水解、再解吸流程，設計能力12.5 m3/h。新系統的解吸裝置由上海金煉化工科技有限公司設計，采用高效液體分布器和規整填料，設計能力30 m3/h。2套裝置解吸廢液中含氨質量分數均為20×10-6、含尿素質量分數均為100×10-6，不能直接回收或外排。為了充分利用這些廢水，使其變廢為寶，增加了1套廢水處理裝置，將處理后的廢水送往造氣鍋爐水夾套作為補水。

處理前對廢液進行化驗分析，其結果為：pH為9.2，硬度0.07 mmol/L，堿度5.4 mg/L，總鐵質量濃度0.1 mg/L，氧質量濃度0.2 mg/L。從以上數據可以看出，此水質具有腐蝕性和結垢傾向，且氧含量、鐵含量均超標。按照低壓鍋爐水質標準，如不進行必要的處理，不能作為造氣爐水夾套和余熱鍋爐水源使用。現采用徐州水處理研究所的尿素解吸廢液處理技術，有針對性地對廢液進行除鐵、催化、降氧及降硬緩蝕等綜合處理，調整夾套和余熱鍋爐水的水質成分，防止在夾套內生成難以清除的縮脲類結晶，使夾套不因受熱而結垢，腐蝕也在允許范圍內，不會產生危害。其處理過程有以下幾個方面。

2.2.1 降硬

2.2.2 去鐵垢

由于氧的存在，廢水中的鐵離子發生氧化反應，生成氧化鐵，如不及時處理，氧化鐵被帶入鍋爐，會在熱負荷高的部位生成堅硬的氧化鐵垢，附著在鍋爐內壁，進而影響鍋爐的傳熱效果。如果大量聚集氧化鐵垢還會使鍋爐因受熱不均而發生危險，因此，必須將水中的鐵離子質量濃度降至0.1 mg/L以下。其處理方法是用錳砂過濾，使氧化鐵不進入夾套鍋爐，可防止產生鐵垢和氧化鐵引起的垢下腐蝕。

2.2.3 防止二氧化碳腐蝕

2.2.4 除氧

氧是一種強氧化劑，很容易使金屬離子發生氧化而產生腐蝕。氧腐蝕是一種最常見又危害很大的腐蝕，在常溫下就會發生。其解決方法是加除氧劑，使水中氧質量濃度降至0.1 mg/L，再向廢水中加入一定量的緩蝕劑，防止氧的腐蝕。

對經過處理后的廢液成分進行了跟蹤分析，從分析結果可以看出，處理后的廢水完全符合造氣爐夾套水質控制標準，可以作為造氣爐的夾套用水。2005年12月，將處理后的廢水補入了造氣爐夾套，從使用效果來看，沒有發現造氣爐夾套腐蝕、結垢等現象，效果很好。

3 結語

江蘇華昌化工股份有限公司尿素裝置的廢液處理問題得到了徹底解決，真正實現了尿素裝置的污水零排放，不僅給公司帶來了經濟效益，同時也帶來了環保效益。

2016- 08- 29)