尿素解吸水解系统改造小结

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1、第十五届全国尿素厂年会论文资料集 尿素解吸水解系统改造小结 张俊 ( 安徽临泉化工股份有限公司2 3 6 4 0 0 ) 0前言 我公司矽尿素装置采取C 0 2 汽提法生产工艺水解解吸系统由原化四院设计，该套装置 于2 0 0 2 年l O 月2 2 日一次投料开车成功，但水解解吸系统仅运行2 个月便出现许多问题， 间断性运行，废液中的N i1 3 - N 及尿素含量超标，不仅造成消耗高，而且实现不了达标排放 满足不了环保要求，近2 年来，我们不断改进，从设备工艺着手，使该系统趋于稳定达到了 预期目的。 1工艺设备情况 1 1 该解吸水解系统工艺流程如下： 解吸泵将氨水槽的氨水加压后，含有N

2、i t 3 、C 0 2 和尿素的工艺冷凝液经解吸换热器后送 到第一解吸塔，温度控制在l1 7 左右，在第一解吸塔中用水解槽和第二解吸塔来的气体把 工艺冷凝液中的N H 3 和C 0 2 汽提出来，出第一解吸塔底部的液体中仍含有尿素和少量的N H 3 和C 0 2 ，用水解泵将其加压后经水解换热器后再到水解槽，水解槽采用3 8l V P a 高压蒸汽直 接加热，水解槽的液相经水解换热器后排至第二解吸塔顶部解吸，在第二解吸塔底部加入低 压蒸汽，使与第一解吸塔的物料进行比值调节，控制其液汽比4 4 ( 重量) ，第解吸塔顶出 来的气体进入回流冷凝器进行冷凝，第一二解吸塔的压力由回流槽气体出口管线上

3、的压力调 节阀控制在O 2M P a ，回流冷凝器的气液混合物进入回流槽进行分离，气相经压力调节阀调 节后去吸收塔，液相进入回流泵，回流泵将回流液的一部分循环回到第一解吸塔，其余部分 经液位调节阀送至低压甲铵冷凝器。 1 2 设备技术参数 该解吸水解设备技术参数见表1 ： 表1 设备名称规格型号技术参数备注 回流泵I H 5 0 3 2 2 0 0H = 5 0 mQ = l Z m 3 h一开一各 水解泵D G 2 5 - 5 0 H = 4 1 0mQ = 2 5m 3 I t一开一各 解吸泵I H 8 0 5 0 2 5 0H = 6 0 m Q = 5 0 m 3 h一开一各 第一解吸

4、塔2 0 块浮阀塔盘 解吸塔 o 1 0 0 0 3 2 2 0 0 第二解吸塔3 5 块浮阀塔盘 水解槽中1 6 0 0 X 9 8 0 0 V = 1 8 4m 3 解吸换热器B R O 3 2 0 4 5 l5 - E TF = 2 4 0 m s板式换热器 废水冷却器B R 0 7 8 0 7 6 0 埘T F = 2 4 0 毋j 板式换热器 回流槽 o 1 2 0 0 X 3 5 0 5 V = 3 3 4m 3 ， 回流冷凝器中1 0 0 0 7 1 2 5E = 2 4 0 m 2 水解换热器0 5 5 0 0 6 8 7 9F - - - 2 4 0m 2两组串联 2原装置存

5、在问题 2 1第一解吸塔液位波动大，易引起水解泵抽空 第一解吸塔液位测量高度为1m ，平时液位控制在2 0 * 旷8 0 ，约在1 5m 3 解吸液，第 第十五届全国尿素厂年会论文资料集 1 4 2 一解吸塔液位从8 0 到0 水解泵抽液量只需1m i n 左右。 2 2 水解槽温度不能满足要求 水解系统设计压力为1 D 1 8m P a ，出液温度为2 1 0 C 左右，由于进尿素界共3 8M P a 蒸汽压力不稳定且量不足压力仅保持2 0 - 2 5M P a ，蒸汽温度在2 0 0 “ C 左右，从而无法将水 解槽内的含有尿素的解吸液进行有效分解，N H 3 - N 含量超标。 2 3

6、解吸塔浮阀脱落严重，气液接触不均，解吸效果差 原解吸塔塔盘采用浮阀式，共有5 5 层浮阀塔盘，运行3 个月后，大量浮阀冲出损坏， 堵在水解泵进口过滤器处及解吸换热器入口处，浮阀损坏后造成气液接触不均，液体产生“托 液”，第一解吸塔液位波动大，解吸效果差。 2 4 水解泵材质满足不了工艺需要零部件腐蚀严重，运行周期短 原水解泵为9 级离心泵，材质为3 0 4 L ，运行2 个月后检查发现凡与介质接触的均出现 严重腐蚀，叶轮，导叶及泵轴需全部更换。另外，该泵在选型时未考虑密封部分，采用填料 式密封，在压力温度都很高的情况下密封不良，填料经常损坏泄漏，最长运行3d 就需更换， 含有N H 3 的解吸

7、液泄漏后又串入轴承内，腐蚀轴承，轴承工件环境差，损坏后又加剧了摩 擦，因此，该泵的运行状况差严重影响整个装置的稳定运行。 2 5 回流系统设备腐蚀严重，回流泵运行不稳 整个回流系统包括回流冷凝器，回流槽及回流泵设计时材质均为3 0 4 或3 0 4 L ，运行3 个月后出现许多漏点，对回流系统认识不足，总认为回流系统腐蚀没有那么严重，但事实证 明，回流系统的材质要求是很高的，否则，泄漏点剧增不仅污染环境，而且处理补焊时要停 解吸转换。 3改进措施 我们分两步进行了改进，在2 0 0 3 年1 0 月进行解吸塔更换为规整填料及采用新型液体分 布器改造；在2 0 0 4 年9 月增设水解泵缓冲槽，

8、更换新型水解泵，更换回流槽，增设2 5M P a 高压蒸汽等措施。另外，对2 台板式换热器也进行了换型。 3 1 解吸塔改造 3 1 1 浮阀式解吸塔虽然具有处理量大，操作弹性大，能够根据负荷大小进行调节的优点， 但是当浮阀脱落后，解吸塔底部的蒸汽将直接从孔洞吹过不能均匀分布，从而将下落的液体 托起形成第一解吸塔液位满，而第二解吸塔液位空的现象，蒸汽无法从塔顶逸出造成解吸塔 压力升高，对解吸不利，且易造成解吸塔带液，液位不稳。分析以上的原因后，我们决定采 取新型3 1 6 L 规整填料及3 1 6 L 槽式液体分布器代替原浮阀式塔盘。 3 1 2 改造实旖方案 ( 1 ) 拆除原5 5 层浮阀

9、塔盘；( 2 ) 气刨原每层塔盘的支承圈并用手动砂轮机打磨光滑； ( 3 ) 把原2 1 9 进蒸汽管处增改气体分布器( 4 ) 距离气体分布器5 0 0m m 处焊规整填料支 承圈，然后改支承板及规整填料；( 5 ) 装液体再分布器及压板；( 6 ) 在第一解吸塔底部增设 o 1 0 8 出气管并加高1 5m ；( 7 ) 焊第解吸塔内的填料支承圈，改支承板及规整填料； 8 ) 装液体分布器及压板；( 9 ) 对原进液口进行改配； 3 1 3 改造注意事项 ( 1 ) 原塔盘支承圈尽可能地打磨光滑且单边不能高于5l n r n ，否则规整填料装配不良： ( 2 ) 规整填料圆周处防壁流折边要

10、向斜上方折好并贴实塔壁，减少“壁流”现象； ( 3 ) 填料支承圈要找水平，液体再分布器及分布器的水平度要求高，要达到设计要求； 第十五届全国尿素厂年会论文资料集 3 1 4 改造所需工期及方法 拆除塔盘第一第二解吸塔可同时作业，割除支承圈时升气管要堵塞安装时要从下部往上 装，利用规整填料的高度焊接分布器支承圈( 因塔内不易搭架子) 整个工期需7 2 h 。 3 2 更换新型水解泵，增设水解泵缓冲槽及回流槽 3 2 1 该新型水解泵为5 级离心泵，型号为D R 4 6 5 0 5 ；技术参数I - I = 2 5 0m ，Q = 4 6 m 3 h ， 配套功率5 5k W ，该泵密封采用机械

11、密封，密封腔内的高温介质通过机封动环座上特殊加工 的叶片高速旋转产生能量后送到冷却器进行冷却，以带走动静环摩擦副产生的热量，从而延 长机械密封的使用周期。 3 2 2 为增加水解泵的调节时间，在框架三楼新上水解泵缓冲槽( 1 2 0 0 3 5 0 5 ，V = 3 3 4 m 3 ) ，这样第一解吸塔液位从8 0 降到水解泵抽空需1 0m i n ，为操作人员提供了足够的调节 时间。 3 2 3原回流槽材质不耐腐蚀，包括系统内的管道，我们新更换了31 6L 材质的回流槽及管道。 3 2 4 回流泵的电机由3k W 更换为4k W 避免电机因温升高易烧电机的现象。 3 3 增加高压蒸汽量满足水

12、解槽温度需要3 8M P a 蒸汽相应的沸点温度为3 6 5 ，2 5M P a 的蒸汽相对应的温度2 5 0 ，用2 5M P a 的高压蒸汽使水解液的温度控制2 0 0 ，只要能保 持足够的蒸汽量完全能做到，我们在3 8M P a 蒸汽管线上并配了一路1 3 3 4 的2 5M P a 高压蒸汽管，从而增加蒸汽量，以实现水解液中尿素介质的分解更趋完全。 3 42 台板式换热器更换为列管换热器 、原解吸换热器及废水冷却器均为板式换热器，运行一段时间后，O 。型密封圈老化密封失 效，易造成串液及外漏，目前，我们新上的解吸换热器为列管式不锈钢换热器，换热面积 1 0 3m 3 ，废水冷却器为波纹

13、管式换热器，换热面积为6 0m 2 。 4改造效果 4 1节电效果 水解泵由7 5k W 电机更换为5 5k W 电机，每小时节电2 0k W h ，每年可节省1 7 2 8 0 0 k W h 电，按0 3 5 元k W h ，可创造效益6 0 4 8 0 元。 4 2 环保效果 随着国家治理环保的力度加大，以及人们的要求建立完善的环保设施，保证人们的身心 健康的呼声越来越高，企业对是否能够实现达标排放非常重视，尤其是我公司在淮河水系之 列，排污口的N H 3 N 是否达标是我们监测及治理的重点，通过改造水解装置保证了运行的 稳定性，实现了达标排放，目前，废液中的N H 3 - N 含量为0

14、 0 0 6 、U r 含量为0 0 0 2 左右， 废液可送往供气车间造气炉夹套副产蒸汽用，达到了节能降耗，实现达标排放的效果。 5总结 我公司这套解吸水解装置通过2 年的改造已非常平衡，但我们走过的弯路也值得思考。 首先，设备选材选型要引起重视，尤其是水解泵是整个装置的关键设备它的运行是否良好直 接影响着能否实现达标排放，山东有些厂家采用三联柱塞泵件为水解泵j 据了解填料是。个 制约之处，其次，装置在原始安装时尽可能使设备L 步到位，否则改造时较麻烦和解吸5 5 层塔盘支承圈割除打磨就是一个很头疼的事，增加了作业量，但作为新上设备一次加工成规 整填料塔，对今后的稳定运行是有益的! 今后要想实现达标排放，成熟的尿素解吸水解工艺 及设备是每个企业的必走之路，它不仅关系到降消耗问题更重要的是今后不是企业的消灭污 染就是污染消灭企业。