尿素深度水解系統(tǒng)工藝優(yōu)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(xiāng)453731)

尿素深度水解系統(tǒng)工藝優(yōu)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(xiāng)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(tǒng)設(shè)計能力為18 m3/h。隨著尿素產(chǎn)能增加，碳銨液流量達(dá)到23 m3/h，由于尿素深度水解系統(tǒng)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(huán)保壓力;同時影響了尿素水溶液全循環(huán)系統(tǒng)的水平衡，制約尿素系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在利用原有工藝基礎(chǔ)上，對尿素深度水解系統(tǒng)進(jìn)行升級優(yōu)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(yōu)化前工藝流程

優(yōu)化前尿素深度水解解吸流程見圖1。碳銨液經(jīng)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(jìn)行尿素深度水解，水解氣相入去尿素系統(tǒng)一分塔，水解下液經(jīng)水解換熱器與碳銨液換熱后入解吸塔，解吸廢液經(jīng)與碳銨液換熱降溫后送入尿素自循環(huán)系統(tǒng)，解吸氣相經(jīng)減壓后入二循一冷進(jìn)行吸收。

圖1 優(yōu)化前尿素深度水解解吸流程

1.2 優(yōu)化后工藝流程

優(yōu)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(jīng)傳質(zhì)、傳熱后，塔頂氣相中的NH3-CO2-H2O進(jìn)入回流冷凝器冷凝，冷凝液一部分經(jīng)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?yán)淠河伤馑o料泵加壓后進(jìn)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?shù)恼羝麥p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(jīng)水解換熱器換熱后，然后進(jìn)入第2解吸塔進(jìn)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(jīng)解吸換熱器換熱后送往尿素自循環(huán)系統(tǒng)。來自熱電系統(tǒng)60℃脫鹽冷卻水進(jìn)入回流冷凝器，與來自解吸塔頂?shù)臍庀鄵Q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(yōu)化后尿素深度水解解吸流程

1.3 優(yōu)化后主要設(shè)備

優(yōu)化后主要設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 優(yōu)化后主要設(shè)備參數(shù)

2 優(yōu)化后效果

水解解吸工藝優(yōu)化后，提高了尿素深度水解系統(tǒng)的處理能力，對碳銨液中的氨進(jìn)行了回收，實現(xiàn)了解吸廢液的達(dá)標(biāo)排放，解決了廢液不合格造成的環(huán)保影響。

主要改造效果:①優(yōu)化后，解吸廢液中尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低至5×10－6以下，NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)由優(yōu)化前100×10－6降低至20×10－6以下，減輕了水處理終端的環(huán)保負(fù)荷;②碳銨液流量由優(yōu)化前的23 m3/h降低至20 m3/h，水解系統(tǒng)噸尿素蒸汽消耗降低了30 kg;③解吸塔塔頂出氣溫度由優(yōu)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(yōu)化后，尿素深度水解系統(tǒng)向尿素系統(tǒng)的帶水量減少，優(yōu)化了尿素系統(tǒng)的水平衡，減少了因尿素深度水解系統(tǒng)不正常造成的尿素系統(tǒng)停車損失。

3 結(jié)語

在保證尿素深度水解系統(tǒng)用蒸汽品質(zhì)的條件下，合理優(yōu)化了水解塔的結(jié)構(gòu)和相關(guān)工藝流程，既降低了水解解吸系統(tǒng)的蒸汽消耗，又利用了解吸塔出氣的熱量，實現(xiàn)了能量的梯級利用。此種工藝優(yōu)化投資費(fèi)用較低，見效快，起到了節(jié)能降耗的作用。

2015-02-02)