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1、第十八届全国尿素厂年会论文资料集 尿素蒸发气洗涤技术应用总结 石锋郭爱华李振强 ( 山东海化盛兴化工有限公司青州市2 6 2 5 0 0 ) 2 4 0 山东海化盛兴化工有限公司4 0k t a 尿素装置，采用水溶液全循环法二版通用设计，于 1 9 9 7 年7 月投产运行。经过“1 2 1 5 ”技改工程技术改造，2 3m 3 单合成塔尿素装置，已达 到1 5 0k t a 生产能力。生产装置处于满负荷状态后，增加了闪蒸气相和一段蒸发气相中雾状 尿素的夹带，致使解吸排放废液尿素含量严重超标不但造成氨耗高，而且破坏了污水处理 站的正常运行，已成为企业急需解决的课题。 l 问题的提出 1 1 蒸
2、发系统的闪蒸气与一段蒸发分离气汇合后进入一表冷，由于产量的增加带出物增多， 造成表液中的尿素含量超标，一表液由原设计的0 9 9 上升至2 1 ，而解吸系统仅回收 绝大部分的N i t 3 和C 0 2 ，其中所含尿素只能随解吸废液排入污水处理站，一方面造成了尿 素的白白流失，氨耗增高，另一方面导致污水处理站出口N i t 3 - N 升高。 1 2 我公司1 5 0 0m 3 d 污水处理站采取物化加生化的处理方法，建成投入运行后，于2 0 0 6 年6 月8 1 1 日进行了连续7 2h 运行考核( 不加任何药剂) ，检测数据显示处理后污水的8 项指标基本合格，但N H 3 - N 经生化
3、处理后反而升高，期间厌氧池入口平均4 6 2m g L ，好氧 池出1 ：3 平均8 6 4m g L 。2 0 0 6 年6 月1 2 “ - - 1 6 日又进行了连续运行测试。期间N H 3 - N 厌氧池 入口平均5 7 9m g L ，好氧池出口9 1 9m g L 。经多次试验和研究认为。出口N i l 3 - N 升高的 原因是污水中尿素解吸废液含尿素所致。 在活性污泥菌种及曝气作用下，污水中的尿素( 有机氮) 转化降解为无机氮造成N i t 3 - N 升高。如投加甲醇和N a 2 C 0 3 ，保证合适的有机碳和碱度，可以降低N i l 3 - N 值，但费用很高， 小试结果
4、显示，投加甲醇等药剂N H r N 从1 0 7m g L 降到6 5m g L ，吨水药剂费用为8 6 7 元 为降低运行费用，主要靠加N a O H 调高p H 值吹脱降氨氮，可实现去除率3 0 4 0 ，吨水 药剂费约在l 元左右。如到冬季吹脱塔内填料层结冰，无法正常吹脱运行，出口水中N i l 3 N 将进一步升高，有时N H 3 N 超过1 0 0m g L 。多次试验测得：生化处理后N H 3 - N 升高值约为 入口的1 倍。 1 3 原执行的废水污染物排放标准中，N H 3 - N 1 0 0m g L ，C O D 1 5 0m g L ，新颁标准 ( G B l 3 4 5
5、 8 2 0 0 8 ) N H ，N 4 0m g L 、总氮5 0 m g L 、C O D 1 0 0m g L 采取先进技术从源 头治污已势在必行。 2 蒸发气洗涤技术 该技术的核心是尿素蒸发洗涤器设备。经过反复考察、论证并结合生产实际，我公司选 用了宁波远东化工集团有限公司的蒸发气洗涤技术。 该公司蒸发洗涤器洗涤净化气体分四部分完成： ( 1 ) 汇合后的闪蒸气和一段蒸发气进入蒸发洗涤器配套的设有6 个高效雾化喷头的o 6 3 0 垂直管道内进行预清洗。 ( 2 ) 预清洗后气体进入设备带中间隔板的中1 2 0 0 下壳体部，依次经1 3 个高效雾化喷 头进行洗涤。 第十八届全国尿素
6、厂年会论文资料集 2 4 1 ( 3 ) 洗涤后气体升入设备o1 6 0 0 上壳体部，经高效填料层和P z 型塔盘，在循环喷淋 的洗涤液和内件作用下，进一步发生传质传热作用，蒸发气相被降温，并且夹带的尿素被洗 涤下来。 ( 4 ) 气体经丝网除沫器气液分离器后出设备去一段蒸发冷凝器，其尿素含量已大大减 少，亦即从源头上降低了解吸废液中的含量。 3 设备一览( 见表1 ) 表l 设备名称设备型号数量( 台) 蒸发洗涤器 m 1 6 0 0 1 4 0 0 8 0 0 0 l 洗涤循环泵 I H 6 5 - 4 0 2 5 0l 循环槽 V = 4 m 3l 4 工艺流程 闪蒸气和一蒸气汇合后经
7、与蒸发洗涤器0 6 3 0 管内及下壳体中的多组高效雾化喷头喷 淋的循环洗涤液进行逆流接触，并在高效填料层和P Z 塔盘进行气液传质传热后，气相夹带 的尿素被冷却洗涤下来。经洗涤和清洗后，气体从塔顶引出进入一段蒸发冷凝器此时气相 中尿素含量大大减少，从源头上切断了尿素进入碳铵液的途径。洗涤下来的洗涤液进入循环 洗涤槽，由循环泵循环洗涤当尿素含量达到1 8 - - - 2 5 时补到闪蒸前。循环槽洗涤液液位 由二表液及时补充来控制，实现连续补液。在洗涤器的项部装有喷淋环管，用于喷洒蒸汽冷 凝液，定期冲洗丝网除沫器，防止尿素结晶增加设备阻力。 蒸发洗涤工艺流程如图l 所示。 去一衰_ 峥 循环泵洗
8、涤循环幢 蒸发洗j 搴暑 图1 第十八届全国尿素厂年会论文资料集2 4 2 5运行情况及操作要点 5 1 该项目2 0 0 7 年6 月1 6 日投入运行，至今装置运行稳定，效果显著。 5 1 1 气体洗涤净化效率高，解吸废液尿素含量由改造前的2 - 2 5 ( 州) ，降为改造后 的0 0 5 - 0 1 ( 、t ) 。 5 1 2 设备阻力小。洗涤器前后压差3 5 4 0m m H g 。一段真空度没有受到影响，一表冷的 热负荷因入口气相温度的降低而减小。 5 2 操作要点 5 2 1 根据生产负荷控制合适的循环量和补入量。循环洗涤液浓度不得高于2 5 ，浓度过 高时高效填料容易堵塞，设
9、备阻力大，影响真空度。 5 2 2 控制好蒸发一、二段真空度和蒸发洗涤器的压差并保持稳定。 5 2 3 定期检查管线、喷头是否堵塞，必要时定期冲洗。 6 效益分析 6 1 回收尿素 改造前解吸废液中尿素含量2 一- 2 5 ( ) ，按2 计，洗涤后解吸废液中尿素含量 0 0 5 - - - 0 1 ( 叭) 按0 1 计，每生产1t 尿素产生4 0 0k g 碳铵液，采用该技术吨产品尿 素可回收的尿素量为： ( 2 0 1 ) 4 0 0 = 7 6 ( k g ) 每年回收尿素：7 6 1 5 0 0 0 0 = l1 4 0 ( t ) 回收的尿素按1 0 0 0 元t 计，可得利润：1
10、 1 4 0 X1 0 0 0 = 1 1 4 ( 万元) 6 2 回收热水 6 2 1 解吸废液尿素含量下降到0 0 5 - - , 0 1 后，已不再排往污水处理站，由泵送至造气炉 夹套系统使用，代替脱盐水，未发现超标腐蚀现象。 5 元i X8 2 4 X 3 3 0 = 3 1 6 87 万元) 6 2 2 造气炉水夹套利用解吸废液制汽后使用情况。 1 。造气炉( 中2 8 0 0 锥形夹套) 2 0 0 5 年1 1 月3 日投入运行，2 0 0 7 年6 月下旬采用解吸废 液代替脱盐水制汽，至2 0 0 9 年4 月2 3 日夹套泄漏停用，累计1 2 5 1 天。该夹套设计壁厚： 外
11、壳体1 2m m 、内壳体1 6m m 、上封头1 8r a n l 。采用轴向对称剖面检测外壳体测点1 6 处， 最小厚度1 0 8m m ，最大厚度1 1 7m r n ，减薄量正常。内壳体测点1 5 处，厚度自上封头向下 逐渐减薄，上部厚度为1 5 6m m ，底部厚度3 3m m ，且底部破渣条圆孤内已六处泄漏，说 明内壳体底部因炉渣磨损及冲灰水干湿交替产出腐蚀，造成严重减薄乃至泄漏，夹套内壁解 吸废液介质接触面光滑，无腐蚀现象。 1 4 造气炉夹套厚度检测数据如图2 所示。 6 3 动力消耗 蒸发气洗涤装置正常运行时只开l 台循环泵1 5k W 。电费按0 3 1 元k W h 计，
12、每年电耗 费用： 0 - 3 1 1 5 0 8 5 2 4 X 3 3 0 = 3 1 3 万元) 6 4 设备折旧 该装置总投资6 0 万元，设备折旧维修费按年1 5 计算： 第十八届全国尿素厂年会论文资料集 年费用为6 0 万元1 5 = 9 万元 6 5 效益统计 1 1 4 + 3 1 6 8 - 3 1 3 9 = 1 3 3 5 5 ( 万元) 图2 7 结语 7 1 该洗涤装置内部结构合理，洗涤效率高，阻力小气液分离效果好。该项目投资少， 见效快，投产半年即可收回全部投资。 7 2 回收尿素后的解吸废液代替脱盐水补入造气夹套锅炉产蒸汽，实现了解吸废液的综合 利用。不但解决了解吸废液中尿素造成污水处理站N H 3 - N 升高的问题，而且消除了解吸废 液中0 0 5 ( 州) 的N i l 3 污染源，减少了污水处理站的运行负荷。在环保要求日益严格的 今天，增设蒸发洗涤回收装置具有节能和环保双重作用，因此，蒸发洗涤技术具有很好的推 广价值。
