卞興軍

(安徽省晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱晉煤中能)是集化肥、化工、熱電聯(lián)產(chǎn)于一體的綜合性煤化工企業(yè)，其裝置年產(chǎn)能力為氨醇150萬t、尿素180萬t、甲醇40萬t、雙氧水60萬t、復合肥25萬t。目前，晉煤中能已具備生產(chǎn)多肽尿素、海藻尿素、鋅腐酸、禾谷素尿素等多種增值肥的能力，但尿素結塊現(xiàn)象時有發(fā)生。尿素結塊不但增加使用部門的勞動強度，而且影響公司聲譽。為此，晉煤中能成立了防止尿素結塊的攻關小組找出防止尿素結塊的有效措施。

1 原因分析

1.1 尿素成品溫度

尿素成品在包裝袋內(nèi)結塊的主要原因是成品溫度較高。特別在炎熱夏季，室外溫度很高，皮帶輸送機上尿素成品溫度最高達到70 ℃左右。高溫導致內(nèi)膜袋被燙爛，成品在包裝袋中結塊，造成成品浪費[1]。

1.2 尿素成品設備設計

原流化床運行不穩(wěn)定，由于設計不合理，鼓風機進風量不夠，造成進料口經(jīng)常堵塞[2]。為了維持生產(chǎn)，進料口只能過稍許料，達不到降低成品溫度的要求，滿足不了客戶的需求。

1.3 尿素儲存

對于可溶于水的固體，在接觸濕空氣的表面時都不是絕對干燥的，而是覆蓋一層極薄的液膜，液膜上溶液的濃度相當于該溫度下的飽和溶液濃度。當固體尿素周圍空氣中的水蒸氣分壓大于該溫度下飽和溶液的水蒸氣壓力時，空氣中的水就被吸收到固體表面的液膜上，液膜不斷增厚，使尿素中水分含量增加。如果時間足夠長，就能使尿素全部潮解成溶液;相反，如果空氣中的水蒸氣分壓小于該溫度下尿素表面上液膜的水蒸氣壓力，則液膜中的水分蒸發(fā)部分溶液重新轉變?yōu)楣腆w，液膜變薄，尿素中水分含量降低[3]。

在尿素儲存、運輸和堆放的過程中，顆粒表面緊密接觸；隨著尿素顆粒溫度和周圍空氣濕度的變化，顆粒表面發(fā)生吸濕或蒸發(fā)的過程，導致顆粒破碎，并在外界的擠壓下在顆粒表面液膜中出現(xiàn)再結晶，即結塊[4]。

2 技術改造具體方案

針對裝置存在的問題，分析其原因后，筆者提出相應對策，具體見表1。

表1 裝置存在的問題及整改措施

針對尿素成品容易結塊的問題，為了進一步適應市場需求，滿足客戶要求，新增1套尿素冷卻裝置，大大降低了成品溫度，防止了結塊，但是在運行中仍出現(xiàn)一系列問題需要解決。

該尿素冷卻裝置的工藝流程為：輸送皮帶上的V形閘板把尿素分流到南、北2個收集槽匯集到尿素冷卻器進料倉中，料倉料位通過冷卻器底部的門式卸料器開度來控制。尿素在冷卻器板間靠自身重力下落，在下落過程中與換熱片接觸，熱量被移走；冷卻后的尿素通過門式卸料器進入斗式提升機底部，不斷旋轉的斗式提升機再把冷卻后的尿素提升至輸送皮帶上，然后送到成品包裝。

2.1 新增氮氣管線

尿素冷卻裝置設計用干空氣進行吹掃，需要增加1套空壓裝置，若不加干空氣，會造成物料不暢，容易堵塞，需要將尿素冷卻裝置停下來拆開后對里面的擋板進行清洗。

為了節(jié)約開支，提高經(jīng)濟效益。將加干空氣改為加氮氣，公司目前副產(chǎn)氮氣具備該條件。

2.2 下料箱新增出氣管線

物料在斗提機下落過程中，會有大量的粉塵溢流到外面，影響巡檢人員的職業(yè)健康，同時嚴重污染環(huán)境。為了改善這一現(xiàn)狀，從下料箱處增加1條出氣管線到尿素冷卻裝置出氣，把多余的粉塵用引風機吸走，為巡檢人員改善了工作環(huán)境，也有利于環(huán)保工作順利開展。

2.3 出氣管線接到引風機新增沖洗水

尿素冷卻裝置原出氣管線直接引到包裝粉塵室。運行中由于阻力大，出氣管線不暢通，利用原流化床裝置引風機，把出口管線接到引風機進口，讓引風機抽到洗滌槽循環(huán)回收。又新增加1條沖洗水管線，在正常生產(chǎn)中進行定時沖洗，確保尿素冷卻裝置穩(wěn)定運行。

2.4 新增冷卻裝置

改造前冷卻裝置的具體工藝流程見圖1。

LI3002—料倉料位；TI3002—成品溫度計；LI3003—料倉料位自調閥。

原設計用循環(huán)水直接給尿素冷卻裝置進行冷卻，水質較差，運行一段時間容易出現(xiàn)結垢，嚴重影響冷卻效果。后技改為利用1#尿素廢舊冷卻器增設1個冷卻裝置，用循環(huán)水冷卻后的冷凝液進行冷卻。這樣解決了循環(huán)水因結垢而影響冷卻效果，穩(wěn)定了裝置正常運行，達到設計要求。

3 實施效果

(1) 將原設計加干空氣改為加氮氣，使冷卻裝置內(nèi)尿素粒子能夠充分循環(huán)起來，下料更暢通，達到設計降低產(chǎn)品溫度的要求。

(2) 通過技改讓引風機把粉塵抽到包裝洗滌循環(huán)槽進行回收，可以降低消耗，又減少尿素成品粉塵含量，防止尿素成品結塊。

(3) 在尿素冷卻裝置正常運行中，定時沖洗出氣管線，使出氣管線更暢通，確保尿素冷卻裝置穩(wěn)定運行。

(4) 通過技改用循環(huán)水冷卻后冷凝液給尿素冷卻裝置進行冷卻，解決了因循環(huán)水質差而造成冷卻器結垢現(xiàn)象的發(fā)生，提高了冷卻效果，降低了尿素成品溫度，防止了成品結塊。

通過以上技改，可以從微機顯示畫面(見圖2)可以看出:尿素成品溫度進冷卻器溫度達到60 ℃左右，經(jīng)過冷卻后出料溫度為40 ℃左右，粉料進入成品包裝袋后，增加成品強度，降低成品粉料，從而防止成品結塊。

FI_A33001—進回水流量計。

4 結語

晉煤中能通過長期的工藝參數(shù)調整和對設備的升級改造，尿素結塊現(xiàn)象得到明顯控制，尿素外觀質量得到提高;同時,在對各個生產(chǎn)數(shù)據(jù)的跟蹤對比和分析總結后，找出了系統(tǒng)的最優(yōu)操作，達到了減少或避免尿素結塊的效果，最終提高了產(chǎn)品的合格率，有效地解決了實際生產(chǎn)中遇到的難題，實現(xiàn)了裝置的平穩(wěn)運行。