尿素造粒塔粉塵回收裝置運行總結

姜 磊

(兗礦新疆煤化工有限公司 新疆烏魯木齊 830011)

1 裝置概況

兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置采用造粒塔生產顆粒尿素，設計產能為520 kt/a，造粒塔總高為+93.35 m，造粒間標高為+79.80 m，出風口設置在+84.80 m與+93.35 m之間，造粒塔塔徑為Φ22 000 mm，出風口直徑為Φ16 000 mm，風量約720 000 m3/h。

在生產過程中，造粒塔塔頂排放氣中夾帶有一定量的尿素粉塵，一般造粒噴頭噴灑1 t物料產生的粉塵量在1.5～4.5 kg。隨著生產規模的擴大，粉塵排放造成的損失越來越嚴重，排放的粉塵很大一部分掉落在造粒塔周圍和廠區附近，不僅引起嚴重的環境污染，而且造成金屬設施被腐蝕、混凝土地面開裂，因此，增設粉塵回收裝置回收造粒塔粉塵具有明顯的經濟效益和社會效益。

粉塵回收裝置布置在造粒塔上部，為鋼結構框架，采用自然通風，未配置強制通風設施。粉塵回收裝置主要由主箱體、收集槽、循環儲液槽、循環泵(1開1備)、填料和噴頭組成，其中主箱體包裹造粒塔出風口，內設2層填料，填料中間布置3層噴頭。解吸廢液經噴頭噴灑吸收粉塵后進入收集槽，依靠重力流入布置在造粒間的循環儲液槽，再經循環泵加壓后返回至主箱體進行粉塵吸收，待循環儲液槽內溶液的尿素含量達到一定值后，通過尿液循環管線送至尿液槽。

2 運行情況

造粒塔粉塵回收裝置于2017年10月開工建設，12月建成，2017年12月21日至28日進行了168 h連續運行考核，考核結果如表1所示。

造粒塔粉塵回收裝置自2018年1月1日運行至今，累計運行約2 200 h，回收尿素約270 t，造粒塔出風口處粉塵質量濃度低于30mg/m3，氨質量濃度低于5 mg/m3，裝置運行穩定。

3 注意事項

造粒塔粉塵回收裝置采用濕式噴淋吸收的原理，設備、流程和操作比較簡單。為確保粉塵回收裝置的安全穩定運行，在實際操作中應注意以下事項。

表1 168 h連續運行考核結果

日期循環泵出口壓力/MPa電動機溫度/℃電動機電流/A循環水箱液位/mm溫度/℃循環液中w(尿素)/%尿素顆粒溫度/℃粉塵質量濃度/(mg·m-3)系統負荷/%12-210.4127495601011.0421.316.37012-220.4127494701012.8821.916.97012-230.412749560118.4621.513.17012-240.412749530109.1326.121.49512-250.42274956069.2923.120.19512-260.422749540117.9424.021.49512-270.4227495601410.1028.423.695

(1)循環儲液槽液位的控制

循環儲液槽液位需根據設備容積和運行摸索確定，不宜控制得過高或過低。在出現異常情況或循環泵不打量時，收集槽內液體須全部回流至循環儲液槽，若液位控制得過高，將導致溢流；而液位控制得過低時，循環泵容易發生氣蝕。本裝置循環儲液槽液位控制在15%～20%。

(2)吸收液中尿素濃度的控制

吸收液中尿素質量分數控制在10%為宜，尿素濃度過高易導致噴頭甚至填料層出現堵塞、造粒塔內負壓轉變為正壓、塔底尿素顆粒溫度升高；尿素濃度控制得過低時，會影響一段蒸發的操作，蒸汽消耗增大。

(3)第3層噴頭的沖洗

該粉塵回收裝置由下而上設置3層噴頭，其中第1層和第2層向上噴淋的噴頭保持常開狀態，用于吸收粉塵。由于填料層不可避免地會出現尿素黏連、堵塞現象，故設置的第3層噴頭用作沖洗。當發現造粒間內粉塵量大、塔底尿素顆粒溫度升高現象時，應及時開啟第3層噴頭進行沖洗，沖洗頻次可根據系統負荷和實際運行情況確定。第3層噴頭不宜常開，否則會出現造粒塔頂氣相帶水而引發二次污染。

(4)防凍措施

粉塵回收裝置安裝于造粒塔頂部，距離蒸汽系統較遠，冬季環境溫度低，采用伴熱等措施施工難度大、成本高。為此，增設了工廠空氣吹掃管線，在系統停車時利用工廠空氣和位差將管線內積水吹掃干凈。此外，循環儲液槽內設置蒸汽盤管，以保證正常運行時的循環液溫度。

4 結語

由于造粒塔粉塵回收裝置設置在造粒塔出風口處，不可避免地會增加通風阻力，進而影響尿素的冷卻。由于該裝置于冬季投入運行，環境溫度較低，塔底尿素顆粒溫升不明顯。夏季如出現因該裝置運行導致尿素顆粒溫度升高現象時，可采取更換高效造粒噴頭、實施強制通風、增設板式冷卻器等措施。

以520 kt/a尿素裝置為例，粉塵回收裝置年回收尿素粉塵約840 t，尿素價格按1 600元/t計，年可增加效益134.4萬元。