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        造粒塔粉塵回收裝置運(yùn)行總結(jié)

        2021-11-10 02:17:46鄭海勝
        氮肥與合成氣 2021年11期

        鄭海勝

        (潞安豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司臨猗分公司, 山西運(yùn)城 044100)

        潞安豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司臨猗分公司現(xiàn)擁有4套尿素裝置,其中3套生產(chǎn)工藝為水溶液全循環(huán)法、1套生產(chǎn)工藝為CO2汽提法。目前,公司尿素總產(chǎn)量已達(dá)100萬t/a。2017年,2#尿素裝置拆除三胺裝置,1#尿素裝置生產(chǎn)的尿液直接送到三聚氰胺裝置。經(jīng)過歷年的改造,3#、4#尿素裝置的生產(chǎn)能力得到很大提高,與原有造粒塔設(shè)計(jì)能力已嚴(yán)重不匹配,導(dǎo)致造粒塔塔頂粉塵帶出量多,造粒塔周圍散落尿素微粒較多,對環(huán)境造成污染。這部分浪費(fèi)的尿素,導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本升高,降低了市場競爭力,限制了企業(yè)的發(fā)展。

        近幾年國家環(huán)境治理政策相繼出臺,且氮肥企業(yè)之間競爭日益激烈,尿素造粒塔頂粉塵回收成為必然。

        1 造粒塔頂粉塵回收工藝

        目前,尿素造粒塔頂粉塵回收工藝分為濕法除塵和干法除塵[1]。通過調(diào)研,公司采用由鎮(zhèn)江恒升達(dá)化工科技有限公司、江西省化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院開發(fā)的除塵工藝。該工藝采用濕式噴淋吸收原理,尿素裝置的解吸廢液經(jīng)循環(huán)吸收液泵加壓霧化后,與尿素粉塵充分接觸。吸收了尿素粉塵的液滴經(jīng)氣液分離器后進(jìn)入循環(huán)液,當(dāng)循環(huán)液中尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%后回收到尿液槽,再通過尿液泵送入蒸發(fā)系統(tǒng)。解吸廢液通過補(bǔ)液泵間斷補(bǔ)入循環(huán)液收集槽,以補(bǔ)充系統(tǒng)蒸發(fā)的液體[2-3]。

        1.1 工藝技術(shù)方案

        (1) 尿素造粒塔內(nèi)粉塵氣體在塔頂出風(fēng)口與循環(huán)吸收液充分接觸,依次經(jīng)過錯流噴射霧化吸收、多次氣體分離后,粉塵被回收。此時,排放氣體中粉塵含量達(dá)標(biāo)。

        (2) 主箱體內(nèi)安裝有3層噴頭、兩層填料的錯流噴射吸收裝置,其中最下層噴頭噴射方向向上,第二層、第三層噴頭噴射方向向下,分別噴射在填料上。第二層噴頭用洗滌循環(huán)泵液體噴射吸收。第三層噴頭用解吸廢液通過補(bǔ)液泵加壓后直接噴射吸收,主要起清洗填料作用,避免各級分離、填料吸收裝置被尿素粉塵堵塞,影響造粒塔正常生產(chǎn)。

        (3) 為了避免循環(huán)吸收液濺入塔內(nèi)和帶出塔外,在下降的循環(huán)液進(jìn)入收集槽之前,在造粒塔出氣口下部增加液體收集器,塔頂增加氣液分離裝置。吸收粉塵后的尿液進(jìn)入液體收集槽,當(dāng)尿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%后定期排入尿液槽,然后通過尿液泵送到尿素蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行回收。造粒塔塔頂洗滌后的氣體經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)排入大氣中 。

        (4) 尿素粉塵回收裝置的循環(huán)液通過洗滌循環(huán)泵分別輸送到洗滌裝置的3層噴頭;補(bǔ)充液利用解吸水解后的廢液,經(jīng)過補(bǔ)液泵加壓后,送至塔頂噴射洗滌第三層噴頭或直接加到液體收集槽,起到洗滌清洗填料和系統(tǒng)加液作用。

        (5) 為了保證循環(huán)液在冬天不會因溫度降低出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象,在液體收集槽內(nèi)設(shè)置了循環(huán)液調(diào)溫蒸汽盤管加熱器。

        1.2 主要特點(diǎn)

        (1) 該裝置整體布局合理,除了補(bǔ)液泵放在一樓外,其余全部在造粒塔頂上部;塔頂采用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)行通風(fēng),造粒塔內(nèi)阻力低;利用原造粒塔,工程投資少。

        (2) 該裝置采用三級分離、3層噴頭、2層填料霧化吸收,確保排放氣體中粉塵質(zhì)量濃度小于30 mg/m3。

        (3) 采用先進(jìn)霧化噴嘴,保證洗滌效果,減少裝置投入。

        (4) 液體循環(huán)泵進(jìn)口安裝過濾器裝置,塔頂安裝填料清洗裝置,保證了粉塵回收系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

        (5) 所有材料和型材全部采用304不銹鋼,增加了裝置的抗腐蝕強(qiáng)度,保證了裝置的安全運(yùn)行。

        (6) 該裝置回收了造粒塔頂排放氣中的尿素粉塵,保證排放氣中粉塵含量符合國家環(huán)保要求[4]。

        2 主箱體內(nèi)構(gòu)件方案

        主箱體內(nèi)設(shè)計(jì)有2層填料,頂層填料型號為HSD150,第二層填料型號為HSD280。設(shè)計(jì)有2層霧化噴頭和1層沖洗噴頭。下層霧化噴頭往上噴,第二層霧化噴頭往下噴;沖洗噴頭往下噴。3#尿素裝置主箱體每層有105個噴頭,4#尿素裝置主箱體每層有145個噴頭。噴霧噴頭的體積流量為0.3 m3/h,型號為HSD-GG,120°實(shí)心錐,材質(zhì)為316L。沖洗噴頭的體積流量為0.5 m3/h,型號為HSD-HH,120°實(shí)心錐,材質(zhì)為316L。

        3 工藝流程及設(shè)備

        工藝流程方框圖見圖1。

        圖1 工藝流程方框圖

        其中,主要設(shè)備一覽表(3#、4#尿素)見表1。

        表1 主要設(shè)備一覽表

        尿素造粒塔頂粉塵回收裝置的操作溫度為30~40 ℃, 回收尿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~15%, 循環(huán)收集槽液位為40%~60%, 尿液每隔8~10 h回收一次, 噴頭每班沖洗2次。

        3.1 氣體流程

        3#、4#尿素造粒塔內(nèi)含尿素粉塵的氣體經(jīng)出氣口,先經(jīng)過洗滌回收裝置最下一層噴頭向上噴射霧化吸收,然后經(jīng)過氣液分離后進(jìn)入第一層填料層;經(jīng)第二層噴頭向下噴射霧化吸收后再經(jīng)過氣液分離,分離后的氣體再次進(jìn)入第二層填料層吸收;經(jīng)第三層噴頭向下噴射霧化沖洗洗滌吸收后,進(jìn)入氣霧收集捕水器;去除霧狀尿素液滴后的氣體,其中粉塵質(zhì)量濃度小于30 mg/m3時,通過軸流風(fēng)機(jī)排出塔外放空。

        3.2 液體流程

        來自3#、4#尿素解吸水解來的解吸廢液,通過補(bǔ)液泵進(jìn)入收集液槽或第三層噴射裝置,與循環(huán)液體一起經(jīng)過循環(huán)泵送至兩級錯流噴射霧化裝置吸收,與上部下來的三級噴射錯流霧化吸收和清洗液一起進(jìn)入液體收集裝置,經(jīng)循環(huán)降液管進(jìn)入循環(huán)液收集槽;出循環(huán)液收集槽的循環(huán)液體,經(jīng)過泵進(jìn)口濾器進(jìn)入循環(huán)吸收泵加壓,分別進(jìn)入頂部錯流噴射霧化吸收裝置循環(huán)吸收。

        4 存在問題及應(yīng)對措施

        3#尿素造粒塔頂粉塵回收裝置于2018年11月5日一次開車成功。11月21日,偉華監(jiān)測對3#尿素造粒塔頂排放氣進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示:顆粒物質(zhì)量濃度為9.13 mg/m3, NH3質(zhì)量濃度為20 mg/m3,兩者均符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。4#尿素造粒塔頂粉塵回收裝置于2018年12月5日一次開車成功。12月21日偉華監(jiān)測對4#尿素造粒塔頂排放氣進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示:顆粒物質(zhì)量濃度為7.9 mg/m3, NH3質(zhì)量濃度為26 mg/m3,符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。

        5 結(jié)語

        3#、4#尿素造粒塔粉塵回收裝置自2018年投運(yùn)后,造粒塔頂粉塵排放降至30 mg/m3以下,減少了環(huán)境危害,具有極大的環(huán)保效益,助推了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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