張曉靜，王立芹

(河北正元化工工程設(shè)計(jì)有限公司　河北石家莊　050061)

?

尿素工藝廢液處理工藝比較

張曉靜，王立芹

(河北正元化工工程設(shè)計(jì)有限公司河北石家莊050061)

比較了水解解吸工藝和水解汽提工藝處理尿素工藝廢液的工藝流程、操作條件等情況，并分析了各自的特點(diǎn)。對(duì)于采用水溶液全循環(huán)工藝的尿素生產(chǎn)裝置，水解汽提工藝具有更好的投資和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，具有更大的推廣價(jià)值。

尿素工藝廢液水解解吸水解汽提

在尿素生產(chǎn)過程中，無論是采用氨汽提工藝、CO2汽提工藝還是傳統(tǒng)的水溶液全循環(huán)工藝，每生產(chǎn)1 t尿素產(chǎn)生約300 kg的工藝廢液，其中含有4%～5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的NH3和1%～3%的尿素。為了有效回收NH3和尿素并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，石家莊正元化肥有限公司水溶液全循環(huán)尿素裝置最初采用水解解吸工藝處理工藝廢液，處理量約為20 m3/h，但工藝廢液中的尿素?zé)o法得到有效分解，處理后的廢水不能直接回收使用，還需作進(jìn)一步處理，故2011年改用水解汽提工藝處理工藝廢液，裝置處理能力為25 m3/h。2012年新建的CO2汽提工藝尿素裝置采用2.5 MPa水解解吸工藝處理工藝廢液，裝置處理能力為35 m3/h。

1　工藝流程

1.1水解解吸工藝

水解解吸工藝流程見圖1。工藝廢液首先進(jìn)入解吸塔上部，NH3和CO2從工藝廢液中分離出來，然后解吸液進(jìn)入水解器，尿素發(fā)生水解反應(yīng)，水解液再返回解吸塔下部進(jìn)行解吸分離。

水解器為臥式結(jié)構(gòu)，由隔板分成9個(gè)小室，蒸汽分別進(jìn)入每個(gè)小室，水解操作壓力為2.0 MPa，解吸液停留時(shí)間約為1 h。解吸塔為兩段板式塔，中部設(shè)有升氣帽，使兩段氣體連通，解吸操作壓力為0.4 MPa。

1.2水解汽提工藝

在水解汽提工藝流程中，水解塔內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的篩板塔盤，板上設(shè)有溢流堰和弓形降液管，溢流堰高度較高，所有塔盤載液量決定物料停留時(shí)間；在2層塔板間存在氣相空間，在蒸汽汽提的作用下可使水溶液中的NH3和CO2得到部分解吸，并使水解反應(yīng)能深入進(jìn)行。采用高效塔盤內(nèi)件，使解吸塔與水解塔合二為一，解吸與水解操作壓力均為1.2 MPa，物料停留時(shí)間在1.5～2.0 h。

圖1　水解解吸工藝流程

2　2種工藝廢液處理工藝比較

水解解吸工藝與水解汽提工藝比較見表1。

表1水解解吸工藝與水解汽提工藝比較

項(xiàng) 目水解解吸工藝水解汽提工藝處理量/(m3·h-1)3525主要設(shè)備/mm水解器Ф2800×10630解吸塔Ф1400×35192水解塔Ф1600×36232水解塔操作條件 操作壓力/MPa2.01.2 操作溫度/℃212190 蒸汽壓力/MPa2.51.3 蒸汽溫度/℃225205 蒸汽用量/(kg·m-3)67300解吸塔操作條件 操作壓力/MPa0.4 操作溫度/℃151 蒸汽壓力/MPa0.45 蒸汽溫度/℃147 蒸汽用量/(kg·m-3)231廢水質(zhì)量 ρ(NH3)/(mg·L-1)<5<10 ρ(尿素)/(mg·L-1)<5<5裝置占地面積24m×15m14m×12m設(shè)備總投資/萬元615390

由表1可知：經(jīng)過水解解吸工藝或水解汽提工藝處理后的廢水質(zhì)量都能達(dá)到工藝指標(biāo)要求；水解解吸工藝和水解汽提工藝處理單位體積工藝廢液的蒸汽消耗量相當(dāng)，但水解解吸工藝占地面積相對(duì)較大，設(shè)備數(shù)量較多，投資相對(duì)較高；一般小氮肥企業(yè)2.5 MPa蒸汽匱乏，水解汽提工藝只需1.3 MPa蒸汽，適當(dāng)延長(zhǎng)水解器中解吸液的停留時(shí)間，即能滿足水解工藝要求。因此，建議采用水溶液全循環(huán)工藝的尿素生產(chǎn)企業(yè)采用水解汽提工藝，而采用汽提工藝的尿素生產(chǎn)企業(yè)2種水解工藝均可采用。

3　結(jié)語

2種水解工藝都可使尿素生產(chǎn)裝置的工藝廢液得到回收利用，解吸后的氨氣體返回尿素生產(chǎn)系統(tǒng)，可有效降低氨耗和尿素生產(chǎn)成本，并使尿素裝置排放廢液達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求。水解汽提工藝對(duì)水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)裝置具有更好的投資和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合蒸汽供給條件，具有更大的推廣價(jià)值。

Comparison of Treatment Processes of Urea Process Wastewater

ZHANG Xiaojing, WANG Liqin

(Hebei Zhengyuan Chemical Engineering Design Co., Ltd.Hebei Shijiazhuang050061)

A comparison is made of the process flows and operation conditions of urea process wastewater treatment processes including hydrolysis desorption process and hydrolysis stripping process, and characteristics of each process are analyzed. For urea production unit with process of total recycle of aqueous solution, the hydrolysis stripping process has better investment efficiency and economical operation.

ureaprocess wastewaterhydrolysis desorptionhydrolysis stripping

張曉靜(1980—)，女，工程師，碩士，從事化工工藝設(shè)計(jì)；373950426@qq.com。

X703.1

B

1006- 7779(2016)04- 0062- 02

2016- 01- 22)