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(duì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，限制了企業(yè)的發(fā)展。

近幾年國(guó)家環(huán)境治理政策相繼出臺(tái)，且氮肥企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)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(cuò)流噴射霧化吸收、多次氣體分離后，粉塵被回收。此時(shí)，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(cuò)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(jí)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(huì)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(jí)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(zhǎng)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(guó)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(hào)為HSD150，第二層填料型號(hào)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(gè)噴頭，4#尿素裝置主箱體每層有145個(gè)噴頭。噴霧噴頭的體積流量為0.3 m3/h，型號(hào)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(hào)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(shí)，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(jí)錯(cuò)流噴射霧化裝置吸收，與上部下來的三級(jí)噴射錯(cuò)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(cuò)流噴射霧化吸收裝置循環(huán)吸收。

4 存在問題及應(yīng)對(duì)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(cè)對(duì)3#尿素造粒塔頂排放氣進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)對(duì)4#尿素造粒塔頂排放氣進(jìn)行檢測(cè)，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。