尿素造粒塔粉塵回收裝置運行總結

程艷輝

（河北遷安化肥股份有限公司，河北遷安 064412）

河北遷安化肥股份有限公司尿素裝置原設計年生產尿素110kt，經過多年的設備改造、工藝升級，裝置生產能力不斷提高，現年生產能力已達200kt。

由于尿素造粒塔是鋼筋混凝土結構，很難進行擴能改造，我公司尿素造粒塔仍是建廠時設計的造粒塔，直徑9m，塔頂雙向排風，造粒塔通過造粒噴頭噴灑尿素熔融物料，經自然通風降溫而形成尿素顆粒產品。由于化學反應過程、尿液濃縮凝結、噴頭噴射及不正常操作等，造粒塔頂排放氣中帶有不可忽視的粉塵。隨著生產規模擴大，尿素造粒塔超負荷運行，其損失的價值越來越大，對環境的污染越來越嚴重。這些尿素粉塵大部分降落在附近數公里內的地面，造成農作物枯黃和廠區綠化破壞，而且腐蝕路面、銹蝕金屬設施、損害建筑物。對于造粒塔本身，其受損程度更為嚴重，尿素溶液可向混凝土塔體內部滲透，從而腐蝕塔體。同時，這部分尿素白白地排掉了，增加了消耗，企業也失去了在市場的競爭能力，影響了企業的生存和發展。因此，造粒塔塔頂的粉塵回收問題變得日益緊迫。

1 回收方案的選擇

粉塵回收要充分考慮多方面的因素，除技術因素外，還要考慮配套設施。目前除塵技術主要有以下幾種方法：

（1）機械式除塵（重力除塵、擋板式除塵、旋風除塵）；

（2）濕式除塵（噴淋除塵）；

（3）電除塵；

（4）過濾式除塵（振動篩網法，布袋法）；

（5）聲波式除塵。

根據我公司的具體情況，在造粒塔塔頂回收尿素粉塵采用機械式除塵、電除塵、過濾式除塵、聲波式除塵都不現實。針對造粒塔頂的特殊環境要求，經過多次考察論證，采用濕法洗滌除塵是最切實可行的方法。公司決定采用山東德州百斯特化工科技有限公司尿素造粒塔粉塵回收專利技術。

2 回收裝置的設置

粉塵洗滌回收裝置設在尿素造粒塔頂部平臺上，造粒塔頂部平臺上回收箱體及側面風道均為碳鋼鋼結構復合304不銹鋼箱體。內部應用了三段吸收、三段分離工藝，采用先進霧化器和多噴嘴順觸霧化吸收器，有效保證除塵效果和氣水分離，避免霧化洗滌液帶出造粒塔外，造成二次污染。

具體布置情況 在造粒塔出風口上方設置回收箱，橫截面積與出風口相同。在回收箱內設置三層噴頭、兩層液體捕集器。第一、二層噴頭設置向上和向下兩個方向噴射的噴嘴，形成錯流噴射兩級吸收，第三層噴頭的作用是沖洗第二層液體捕集器，防止結晶堵塞，增大阻力。在造粒塔頂粉塵沉降室內鋪設不銹鋼板，改造成為液體收集槽，從噴頭噴淋下的循環吸收液進入收集槽，通過溢流管流入設在四樓操作間的循環槽內。循環槽上部設有溢流管，防止突然停車時循環液溢流。

3 尿素粉塵回收裝置工藝流程

循環吸收液采用尿素解吸廢液，粉塵回收裝置開始使用時，先通過上部的洗滌噴頭向系統加解吸廢液，當加到循環槽一半液位時，開啟循環泵充液至霧化噴頭，噴液進行吸收。

尿素造粒塔內上升的含尿素粉塵氣體經過造粒間側面通道，熱壓頭增加后進入造粒間頂部噴淋吸收區，經過吸收后進入一級分離器（擋水板裝置），然后經水幕噴頭層進入二級分離器（錯流捕水器），除去霧滴后的飽和氣體進入三級分離器空間，與通風窗進來的外圍冷空氣混合，進一步冷凝含尿素微粒的液滴，再經三級分離后，符合排放標準要求的氣體排出塔外放空。

在霧化區上升熱空氣中夾帶的微粒尿素與下降的循環吸收液充分接觸后，進入分離段，經二次分離除去夾帶的液滴，經最后一級分離除去飽和氣體中冷凝的液滴，完全解決了吸收液滴帶出塔外的問題。

吸收后的液體進入液體收集箱，經循環降液管道進入循環槽，出循環槽的循環液體，經過濾裝置進入循環吸收泵，經循環吸收泵加壓后進入塔頂循環吸收。待循環液中尿素含量達到一定濃度時，定期排入尿素蒸發系統予以回收。工藝流程如圖1。

4 運行情況

粉塵回收裝置項目于2010年8月1日開始施工，自2010年10月8日投入運行以來，總體運行穩定，運行中開第一層噴頭為吸收噴頭，壓力控制在0.10MPa左右，布液較均勻。第二、三層為沖洗噴頭，沖洗全面，填料無結晶。整個裝置運行過程中，造粒塔內無進水現象，造粒塔外無帶液現象，塔頂及附屬物無散落粉塵，運轉設備運行正常，均達到有關設計要求。由于循環液中有一些雜質會造成循環吸收泵進口過濾器和吸收噴頭堵塞。尿素車間于2010年10月24日、25日對吸收噴頭進行檢查，發現部分噴頭有堵塞現象，清理完噴頭后，吸收效果比較明顯。

圖1 工藝流程示意

操作要點

粉塵回收裝置開始使用時，先通過上部的洗滌噴頭向系統加解吸廢液，當加到循環槽一半液位時，開啟循環泵充液至霧化噴頭，噴液進行吸收。在吸收過程中，溶解尿素吸熱，吸收液溫度不斷下降，由于沒有循環液調溫加熱器，為避免溶液結晶，須控制循環液濃度，當循環吸收液濃度升到一定值，就應排入尿素生產蒸發系統給予回收。

5 經濟效益分析

粉塵回收裝置采用尿素解吸廢液作為吸收液的置換補充液，沒有裝設調溫裝置。溶液濃度基本控制在10%左右。

（1）回收尿素價值

根據生產負荷的不同，每天回收1～1.5t尿素（按1.2t計），每年按330d，1t尿素按2 000元計算，價值79.2萬元。

（2）消耗費用

10%稀尿液加工消耗蒸汽噸尿按600kg計算（參考尿素生產蒸發系統噸尿用蒸汽150kg），蒸汽按120元／t，電按0.35元／（kW·h），蒸汽費用1.9萬元；循環泵電機功率37kW，電費為10.2萬元；年直接經濟效益為79.2－1.9－10.2＝67.1萬元。固定投資150萬元，兩年半可收回投資。

6 結 語

尿素造粒塔應用粉塵回收裝置后，對正常生產無任何影響，不僅操作簡便，容易回收，而且有利于安全文明生產，在環保治理的同時創造了可觀的經濟效益，減少了對周圍環境的危害，符合國家環保產業政策及構建和諧社會的要求，對實現節能減排，增加經濟效益，減少環境污染，提高社會效益具有重要作用。在尿素生產成本不斷增加和環保要求不斷提高的現實情況下，這無疑是一種既降低成本又減少污染的有效措施。