節(jié)能降耗技術(shù)在尿素裝置的運(yùn)用

孫衛(wèi)忠

摘要：節(jié)能是一個(gè)永恒的主題，加強(qiáng)生產(chǎn)裝置技術(shù)改造，不斷挖掘潛力降低能耗，是企業(yè)生存與發(fā)展的重要手段之一。節(jié)能降耗技術(shù)在尿素裝置的運(yùn)用能夠確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作得到簡(jiǎn)化，同時(shí)還能夠進(jìn)一步提高尿素產(chǎn)量，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。基于此本文分析了節(jié)能降耗技術(shù)在尿素裝置的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗技術(shù)；尿素裝置；運(yùn)用

1、我國(guó)尿素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

尿素，作為重要化肥品種之一，數(shù)十年來(lái)為我國(guó)農(nóng)業(yè)增收作出了重要貢獻(xiàn)。基于我國(guó)仍然是農(nóng)業(yè)大國(guó)這一國(guó)情，為了我國(guó)糧食安全，黨和政府今后必然會(huì)繼續(xù)支持尿素產(chǎn)業(yè)，故而，尿素產(chǎn)業(yè)仍將繼續(xù)向前發(fā)展。

然而，作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的尿素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須走低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。低碳經(jīng)濟(jì)的重要理念是：發(fā)展低能耗先進(jìn)產(chǎn)能；淘汰高能耗落后產(chǎn)能。故而，尿素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也需經(jīng)歷一個(gè)以自主科技創(chuàng)新為基礎(chǔ)向新型節(jié)能減排方向發(fā)展的轉(zhuǎn)變過程，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的自主科技開發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)包括技術(shù)和知識(shí)2個(gè)層面的內(nèi)容：①汲取先進(jìn)工藝流程中的技術(shù)部分進(jìn)行消化吸收再創(chuàng)新；②對(duì)先進(jìn)技術(shù)中的知識(shí)部分，即工藝流程中的技術(shù)支撐點(diǎn)以及對(duì)新技術(shù)核心進(jìn)行科學(xué)剖析，掌握其知識(shí)的先進(jìn)理念和精髓，再用總結(jié)出的先進(jìn)知識(shí)理念為先導(dǎo)，作為技術(shù)創(chuàng)新之基礎(chǔ)。目前就尿素產(chǎn)業(yè)而言，從衡量技術(shù)和知識(shí)2個(gè)層面來(lái)說，薄弱環(huán)節(jié)是知識(shí)層面的消化吸收再創(chuàng)新，重心應(yīng)向知識(shí)創(chuàng)新方向傾斜，這是實(shí)現(xiàn)提升尿素產(chǎn)業(yè)先進(jìn)性力度，將尿素從中國(guó)制造達(dá)到中國(guó)創(chuàng)造。

2、節(jié)能降耗技術(shù)在尿素裝置的運(yùn)用

2.1高壓系統(tǒng)的優(yōu)化

考慮到高壓甲銨冷凝器內(nèi)反應(yīng)后的物料必須滿足在合成塔內(nèi)生成尿素反應(yīng)時(shí)所需要的熱量，即保證高壓甲冷凝器到合成塔的物流有78%的氨和70%的二氧化碳冷凝生成甲銨，其余未反應(yīng)部分在合成塔內(nèi)發(fā)生放熱反應(yīng)，以滿足甲胺脫水生成尿素的吸熱反應(yīng)所需的熱量。高負(fù)荷運(yùn)行下可能造成的高壓甲銨冷凝器內(nèi)反應(yīng)不充分，以及由于高壓甲銨冷凝器反應(yīng)不充分使合成塔內(nèi)存在過量的氨和二氧化碳造成塔壁、出汽超溫和系統(tǒng)超壓的現(xiàn)象，我們可以適當(dāng)?shù)亟档土税碧急群蜌獍鼔毫Γ瑫r(shí)為了降低由于高負(fù)荷造成低壓負(fù)荷過高的問題，使高壓段重新建立起物料新的平衡，以及汽提塔耐高溫腐蝕限度，將汽提蒸汽壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣摺?/p>

2.2氨預(yù)熱器改用冷凝液加熱

由氨泵加壓后的液氨經(jīng)氨預(yù)熱器加熱到45℃后送入尿塔，氨預(yù)熱器原設(shè)計(jì)采用蒸汽膨脹槽內(nèi)冷凝液產(chǎn)生的膨脹蒸汽加熱，而系統(tǒng)伴熱采用一次蒸汽經(jīng)飽和器減壓后的蒸汽。為節(jié)省一次蒸汽的用量，降低蒸汽消耗，我們可以將氨預(yù)熱器改用冷凝液加熱，膨脹蒸汽全部用于系統(tǒng)伴熱，以減少設(shè)備、管道伴熱用的一次蒸汽。

2.3水解系統(tǒng)的優(yōu)化

水解系統(tǒng)的運(yùn)行好壞，直接影響著裝置負(fù)荷的高低，通過對(duì)水解系統(tǒng)的檢修和優(yōu)化，水解系統(tǒng)運(yùn)行能夠保持平穩(wěn)，完全適合水解系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4增設(shè)降膜式閃蒸預(yù)濃縮器

借鑒氨汽提法真空預(yù)濃縮器工藝，新增真空預(yù)濃縮器，取代閃蒸槽。該濃縮器為新型降膜式蒸發(fā)器，由二分塔過來(lái)的尿液經(jīng)尿液過濾器后進(jìn)入真空預(yù)濃縮器上部分離段，氣液在此分離，液體經(jīng)液體分布器均勻分配到每根換熱管中；管外為來(lái)自預(yù)蒸餾塔的氣體和來(lái)自二甲泵的二甲液，利用其反應(yīng)熱，將尿液濃度提高到80%以上，溫度為120℃左右，從而有效減輕一蒸加和一吸外冷器的負(fù)荷，降低蒸汽消耗。

為進(jìn)一步提高一段蒸發(fā)預(yù)濃縮器熱利用效率，降低蒸汽消耗，需要在閃蒸熱利用段二甲液進(jìn)口管上增設(shè)新型高效霧化噴頭，使預(yù)蒸餾氣與二甲液能充分接觸、混合，大幅度提高生成甲銨的反應(yīng)程度，提升了熱利用效率。

2.5蒸發(fā)系統(tǒng)采用水力循環(huán)噴射泵抽真

空為將尿液中的水分蒸出得到濃度為98.5%以上的濃尿液，蒸發(fā)系統(tǒng)采取在真空條件下操作。原設(shè)計(jì)為蒸汽噴射器抽真空，是靠蒸汽通過蒸汽噴射器時(shí)減壓節(jié)流而形成真空，尿液中蒸出的水分被抽出，隨蒸汽一起被排入大氣，同時(shí)部分蒸出的氣氨也被排入大氣，造成原料氨的浪費(fèi)。將蒸汽噴射器抽真空改為水力循環(huán)噴射泵抽真空后，原排入大氣的氣氨被循環(huán)液吸收，循環(huán)液氨濃度達(dá)到一定值后，被送到解吸系統(tǒng)回收其中的氨，達(dá)到回收原料和保護(hù)環(huán)境的目的。

2.6節(jié)能降耗裝置優(yōu)化

尿素合成塔采用高效塔盤，對(duì)其進(jìn)行高效塔板改造，提高CO2轉(zhuǎn)化率，從而可降低氨和蒸汽的消耗。（2）采用預(yù)分離、預(yù)精餾工藝，減少了循環(huán)系統(tǒng)的水量，保持系統(tǒng)的水平衡，同時(shí)由于預(yù)分離氣直接進(jìn)入一吸冷卻器入口處，從而減輕了一分加熱器的負(fù)荷，使進(jìn)入一蒸熱能回收段的氨碳比下降，由3.8降至2.5左右，提高溶液的沸點(diǎn)，有利于甲銨熱的放出，增大了放熱量，提高了熱量的回收，減少了蒸汽消耗（50kg/tur）。（3）采用外冷器吸收甲銨液，將一吸塔鼓泡段反應(yīng)外移，使一吸塔的操作更加穩(wěn)定。（4）增加精洗器，精洗器采用加壓回收，可使出口氣中氨的體積分?jǐn)?shù)降到1%以下，可降低氨耗3kg/tur。（5）蒸發(fā)系統(tǒng)采用三段蒸發(fā)流程，閃蒸加熱采用尿素系統(tǒng)自產(chǎn)的低壓蒸汽，降低蒸汽消耗約30kg/tur。（6）采用水力抽真空技術(shù)，保護(hù)了環(huán)境，降低蒸汽消耗。（7）增加二甲液混合器，回收一段蒸發(fā)換熱段汽液混合物中的熱量，提高了二甲液的溫度，使進(jìn)入一段蒸發(fā)換熱段汽液混合物的溫度升高，間接的提高了進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器的溫度，從而降低蒸汽消耗。（8）增設(shè)尿素排放地下池。在每年一次的設(shè)備大檢修時(shí)，尿素系統(tǒng)都要進(jìn)行熱洗置換后才能交付檢修。為回收尿素系統(tǒng)停車熱洗排放液中的氨和尿素，可以選擇增設(shè)了尿素排放地下池。系統(tǒng)檢修后再開車時(shí)，用水解解吸系統(tǒng)回收其中的氨和尿素。

總之，為降低尿素生產(chǎn)成本，我們需要不斷進(jìn)行節(jié)能降耗的技術(shù)改造工作，從而能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

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