氨氣提法尿素工廠降低氨耗的途徑

樊國帥(東華工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024)

氨氣提法尿素工廠降低氨耗的途徑

樊國帥(東華工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024)

我國的尿素生產，主要采用水溶液全循環法尿素裝置，但由于科學技術有限，在改進和提升方面并沒有太大起色，生產過程中氨耗情況并不理想，尿素的生產效率大大受限。因而，國內的生產商轉換思路，通過與專利商的協調，并考察了實際生產裝置后，開始重視氨氣提法和二氧化碳提法的學習和引進。本文主要就氨氣提法的具體裝置構成、生產流程及其降低氨耗的方式進行分析。

氨氣提法，生產裝置，生產流程，降低氨耗

1 氨氣提法的生產裝置及生產流程

我國傳統生產氨氣時使用的水溶液全循環法，由于對設備的壓力系統要求嚴格，在生產上難以推廣普及。第一代氨氣提法尿素的裝置，設備多采用框架式結構，氨氣由汽提塔底部進入，對于資源的浪費情況較為嚴重。約四十年前，技術人員對于裝置進行了改進，將設備由原先的立體架構改為平面架構，輔以壓力裝置的推進，雖然在施加壓力的成本方面有所提高，但勝在不需要像第一代設備向汽提塔直接加入氨氣，大大降低了生產過程中的氨耗。平面結構的低框架布置，不僅保留了原有裝置熱效率高的優點，還提高了操作的彈性，在生產裝置的成本方面也有所降低。

氨氣的生產流程主要由各成分的壓縮加壓，在中低壓下分別進行的氣體的合成分解與回收等部分構成。

2 降低氨氣提法尿素生產過程中氨耗的途徑

(1）提升含氨尾氣的吸收率 在使用氨氣提法生產尿素時，氨氣作為生產過程的中間媒介，需要在生產過程中循環使用。但由于受生產過程中的各種因素的影響，氨氣在生產過程中的使用效率大大低于預估水平。因而，提升含氨尾氣的使用率，降低生產過程中的氣相損失，對于降低氨耗有著不可忽視的作用。而含氨尾氣的損耗的發生，大多是由于生產負荷過高，蒸吸冷卻系統無法得到有效地控制，使得蒸餾塔的出氣溫度高于生產指標，導致了溶劑溫度過高，氨氣大量揮發。因而，在生產過程中，為了避免由于此類問題而導致的吸收洗滌塔的氨耗，應該注意加強對蒸吸冷卻系統的管控，采用雙控制的方式互相配合協調，在提升生產量的同時，保證質量。

此外，在具體裝置中，還需要加入新的冷卻系統，氨氣作為極易溶于水的一種易揮發氣體，受熱時容易分解。蒸餾塔的溫度過高，不僅降低了氨氣在水中的溶解率，還會導致氨氣的分解，從而造成氨耗的不可逆，這在生產過程中是必須加以防范的一個重點問題。在生產裝置中加裝氣相冷卻機及加壓泵，從溫度和壓強兩方面著手，控制蒸餾塔的出氣溫度，在保證含氨尾氣的溶解情況的同時，也規避了氨氣分解的不可逆情況。此外，換用面積更大的氨鹽水板式換熱器，也可以為溶劑溫度的降低提供保障，不失為一種經濟高效的有效途徑。

(2）降低液相氨耗 液相損失是氨氣提法生產過程中產生氨耗的主要原因之一。導致這一損失出現的原因是多樣化的，如洗滌吸收塔中廢液的排放，生產管道的跑冒滴漏問題，各設備維修時的含氨母液的排放等，都會造成氨氣的液相損失。生產過程中，由于生產效率的提高，生產負荷增大，部分冷凝液泵出現輸出量不穩定的問題，導致了含氮廢液的流失。因而，需要加裝控制設備和調節系統，加強對于冷凝液泵的管理效果。

脫鹽水中的氨的損耗也是液相損失的原因之一。由于生產流程復雜，作為溶液的精鹽水的分布難以精確掌控，氨鹽水指標波動較大。但是受到生產周期的限制，在未采取有效回收氨氣的措施的情況下，大量脫鹽水被直接排出。在工業改進上，可以加裝一條回收線路，對于真空泵和真空機中的脫鹽水進行回收，通過洗滌提純，重新送至洗水高位槽參與氨水的過濾。

(3）延長蒸餾塔和洗滌吸收塔的工作周期 由于氨氣極易且極快溶于水的特征，在生產過程中，極難被完全的蒸餾利用。因而，生產人員應以盡量高的提升使用率作為生產目標。為了達到這一目標，一個有效的途徑便是延長作為循環吸收氨氣主體的蒸餾塔和洗滌吸收塔的運行周期。蒸餾塔和洗滌吸收塔在生產過程中難免會出現一定程度的污染，因而為了提升蒸餾吸收的質量，許多企業會定期對這兩個部分進行清理和維修。然而蒸餾塔和洗滌吸收塔在退出生產流程時，需要排出塔內的母液，并且需要一段時間的預熱，才能重新投入生產。由于氨氣的大量溶解，排出母液必然會導致嚴重的氨耗。同時，預熱時的生產空窗期也會對生產的過程造成一定的波動與影響。然而，清理和維護作為保證氨氣生產過程中的安全保障和質量保障，又是絕對不允許減免的。因而，就要求在選購建造設備的時候，注意選取更耐介質腐蝕的材料。此外，在生產過程中，注意使用高質量的石灰乳，在石灰乳精制時采用高規格的分砂篩，降低石灰乳中的含砂量和雜質含量，提高石灰乳的活性，就可以有效的降低石灰乳在生產過程中沉積結垢的現象，減少清理和維修的次數，從而達到延長蒸餾塔和洗滌吸收塔的工作周期。

(4）加大氨氣的密度與濃度 為了保護生產裝置，除了上文中提到的使用耐介質腐蝕的材料外，還應該加大氨氣的密度與濃度，保證在整個氣提塔和尿素高壓系統中，有大量過量氨的存在，降低腐蝕發生的可能性。同時，氨氣濃度的提升，也提高了生產過程中原料的轉化率和生產效率，雖然對前期投入要求較大，但是在整個生產流程中還是具有積極的促進作用，氨氣的大量存在也避免了因為過量氧氣存在從而導致爆炸型混合氣體的可能性，降低了出現工業事故的風險，提高了生產過程的安全系數。

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