尿素粒子冷卻項目總結

許亮明，劉 然

(河北正元化工工程設計有限公司， 石家莊 050061)

河北正元氫能科技有限公司(簡稱正元氫能)年產60萬t合成氨、80萬t尿素項目自2015年開車以來達產達標，達到了預期的產能，取得了良好的經濟效益;但是也存在著一些問題，如進尿素散料庫的粒子溫度偏高，2016年—2018年的7月、8月最高溫度超過70 ℃，而且由于廠區所處的地理位置夏季濕度大，散料庫粉化、結塊現象比較嚴重，對此，正元氫能委托河北正元化工工程設計有限公司對出造粒塔的尿素粒子進行冷卻設計。該冷卻項目自2019年夏季投運以來，達到了比較理想的運行效果。

1 工藝設計及流程

尿素產品市場主要用于工業用戶，尿素蒸發系統中沒有往尿素熔融液中增加甲醛，致使尿素粒子強度差，散料庫中尿素粒子溫度高達70 ℃以上，粉化吸濕現象嚴重，影響了產品質量[1-2]。尿素粒子冷卻工藝流程見圖1。

圖1 尿素粒子冷卻工藝流程

在該冷卻項目中,從尿素造粒塔底部出來的尿素粒子進入皮帶棧橋，在適當高度、位置設置電動卸料器，進入尿素粒子固體冷卻器，經循環水間接冷卻后，落入底部的斗提機，斗提機將降溫后的尿素粒子再次提升到原設計皮帶機上，再經過皮帶輸送至包裝車間。為了防止粒子堵塞，底部裝有氣動振動器；為了防止粒子結塊，冷卻器底部通入空氣；冷卻器頂部、底部裝有布袋除塵器[3-4]。

該冷卻工藝不改變原皮帶輸送系統，在春、秋、冬季節仍按原皮帶系統流程，在夏季增加犁式卸料器走冷卻流程即可，改造流程短、費用低。

該冷卻工藝主要設備及參數見表1。

表1 主要設備參數

2 自動控制系統

該尿素粒子冷卻系統的控制系統主要分為料位控制、氣動振動器控制、出水溫度控制及周邊邏輯控制。通過進料倉料位與下料器開度聯鎖實現尿素冷卻器料位的自動控制；氣動振動器則通過電磁閥控制；出水溫度通過脫鹽水上水調節閥控制。斗提機與犁式卸料器、尿素冷卻器料位與犁式卸料器之間也應通過聯鎖使斗提機和冷卻器的料位保持在一個合理的范圍內。

3 改造效果

該尿素粒子冷卻系統自2019年5月投運以來，運行良好，沒有出現過問題。造粒塔底部尿素冷卻器進口溫度最高達到75 ℃，經過冷卻后尿素溫度可低至45 ℃；脫鹽水上水溫度為25 ℃，回水溫度為45 ℃，達到了設計要求。產品質量滿足了國標要求。

4 項目投資

該項目總投資約470萬元，其中設備購置費350萬元，土建費50萬元，安裝費50萬元，其他費用20萬元。

5 注意事項

(1) 由于尿素冷卻器的材質特點，建議冷卻水采用脫鹽水，如確需使用循環水冷卻時，循環水中氯離子質量分數應控制在300×10-6以內。

(2) 尿素粉塵本身濕度較大，當除塵管道角度較小時，易發生堵塞現象。

(3) 在該項目改造過程中，原尿素輸送不需要停車，不改變原皮帶輸送系統，改造流程短，施工方便；尿素粒子冷卻系統切換過程中也不需要停車，不影響正常生產。

6 結語

該項目實施后達到了預期效果，為正元氫能尿素裝置夏季高溫時的穩定運行和提高產品品質提供了保證。同時,該項目工藝流程短、設備設計合理、布局緊湊、充分利用棧橋下部空間，占地小、投資少，非常適合華北及以南地區的尿素冷卻系統改造。