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計有限公司　河北石家莊　050061)

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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計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。對于采用水溶液全循環工藝的尿素生產裝置，水解汽提工藝具有更好的投資和運行的經濟性，具有更大的推廣價值。

尿素工藝廢液水解解吸水解汽提

在尿素生產過程中，無論是采用氨汽提工藝、CO2汽提工藝還是傳統的水溶液全循環工藝，每生產1 t尿素產生約300 kg的工藝廢液，其中含有4%～5%(質量分數，下同)的NH3和1%～3%的尿素。為了有效回收NH3和尿素并達到排放標準要求，石家莊正元化肥有限公司水溶液全循環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無法得到有效分解，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，然后解吸液進入水解器，尿素發生水解反應，水解液再返回解吸塔下部進行解吸分離。

水解器為臥式結構，由隔板分成9個小室，蒸汽分別進入每個小室，水解操作壓力為2.0 MPa，解吸液停留時間約為1 h。解吸塔為兩段板式塔，中部設有升氣帽，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，水解塔內設有一定數量的篩板塔盤，板上設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，并使水解反應能深入進行。采用高效塔盤內件，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 目水解解吸工藝水解汽提工藝處理量/(m3·h-1)3525主要設備/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設備總投資/萬元615390

由表1可知：經過水解解吸工藝或水解汽提工藝處理后的廢水質量都能達到工藝指標要求；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，但水解解吸工藝占地面積相對較大，設備數量較多，投資相對較高；一般小氮肥企業2.5 MPa蒸汽匱乏，水解汽提工藝只需1.3 MPa蒸汽，適當延長水解器中解吸液的停留時間，即能滿足水解工藝要求。因此，建議采用水溶液全循環工藝的尿素生產企業采用水解汽提工藝，而采用汽提工藝的尿素生產企業2種水解工藝均可采用。

3　結語

2種水解工藝都可使尿素生產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系統，可有效降低氨耗和尿素生產成本，并使尿素裝置排放廢液達到國家環保要求。水解汽提工藝對水溶液全循環尿素生產裝置具有更好的投資和運行的經濟性，結合蒸汽供給條件，具有更大的推廣價值。

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，從事化工工藝設計；373950426@qq.com。

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2016- 01- 22)