粟 升,王建慶,王懷占,張春艷
(塔里木石化分公司,新疆庫(kù)爾勒 841000)
越南金甌化肥廠采用TEC大顆粒尿素造粒系統(tǒng),設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)800kt尿素,是越南單套生產(chǎn)能力最大的化肥裝置,2012年1月29日14:30全流程打通投噴頭造粒,低負(fù)荷30t/h試車(chē)并一次試車(chē)成功;1月30日至2月5日系統(tǒng)逐漸提負(fù)荷至100%,在計(jì)劃運(yùn)行周期內(nèi)生產(chǎn)裝置運(yùn)行正常。
越南金甌化肥廠位于越南金甌市西北,地處越南最南端北緯8°的海洋性氣候地區(qū),高溫潮濕多雨,是TEC大顆粒尿素造粒裝置應(yīng)用的一次實(shí)驗(yàn);在中國(guó),使用TEC大顆粒尿素造粒裝置的化肥廠基本上地處北方干燥地區(qū)。越南金甌化肥廠TEC大顆粒尿素造粒裝置試車(chē)的難點(diǎn)有以下幾個(gè)。
國(guó)內(nèi)大顆粒尿素裝置加甲醛的位置有四處:尿液泵進(jìn)口;一段蒸發(fā)器進(jìn)口;熔融泵進(jìn)口;熔融泵出口。在尿液泵進(jìn)口加的優(yōu)點(diǎn),方便加入,且混合充分;缺點(diǎn),因?yàn)榧兹┮讚]發(fā),容易在一段蒸發(fā)器內(nèi)大量揮發(fā),使得用量增加并且污染環(huán)境,且易堵蒸發(fā)換熱器。在熔融泵進(jìn)口加的優(yōu)點(diǎn),混合充分,并且節(jié)省成本;缺點(diǎn),由于熔融尿素易結(jié)晶易堵甲醛管,操作上要注意。越南金甌化肥廠甲醛加入的位置為熔融泵P108入口,其優(yōu)點(diǎn)是:
(1)甲醛與尿液混合充分;
(2)甲醛對(duì)熔融尿素裝置沒(méi)有負(fù)面影響;
(3)P108入口壓力低,不損害GA351設(shè)備。
圖1 造粒機(jī)多孔板示意
但也有以下缺點(diǎn):
(1)甲醛濃度為37%,造粒時(shí)尿液濃度降低;
(2)低負(fù)荷時(shí)粉塵量不明顯,高負(fù)荷時(shí)粉塵量加?。?/p>
(3)甲醛與尿液的反應(yīng)時(shí)間太短,在造粒機(jī)內(nèi)還存在大量的反應(yīng),使造粒機(jī)壁粘結(jié)一層堅(jiān)硬的尿素結(jié)塊。
越南金甌化肥廠大顆粒造粒機(jī)使用的多孔板孔徑為2.2mm,我公司裝置為2.0mm,如圖1所示。在流化床中,顆粒同時(shí)受到自身重力、氣體對(duì)顆粒的曳力以及水平方向的推動(dòng)力;其中,流化氣體對(duì)顆粒的曳力,是由流化空氣在多孔板錐形斜孔產(chǎn)生的向上的推力提供,也是整個(gè)流化床中顆粒產(chǎn)生流態(tài)化的原始動(dòng)力,氣體曳力一般是顆粒自身重力的1~2倍。
多孔板的開(kāi)孔率、孔徑大小以及開(kāi)孔方向,直接影響造粒機(jī)內(nèi)顆粒的流化狀態(tài),金甌化肥廠造粒機(jī)的多孔板與我裝置的多孔板相比較,開(kāi)孔率和開(kāi)孔方向均沒(méi)有改變,只改變了孔徑(變大);在同樣流化風(fēng)量下,金甌造粒機(jī)內(nèi)流化風(fēng)向上的曳力比我裝置的大,水平推力減小。其現(xiàn)象是,金甌造粒機(jī)內(nèi)床層高度比較一致,顆粒在造粒機(jī)內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易產(chǎn)生包裹式結(jié)塊。
金甌地處越南最南端北緯8°的海洋性氣候地區(qū),相對(duì)濕度平均為82%,這對(duì)大顆粒造粒非常不利;而我裝置位于相對(duì)濕度低的大陸性干旱少雨地區(qū)。金甌化肥廠試車(chē)期間,尿素產(chǎn)品水含量較高,需要提高流化風(fēng)的溫度,使造粒機(jī)床層溫度達(dá)到110~120℃。日本專(zhuān)利商為了使第一室床層溫度達(dá)115℃,提高第一室流化風(fēng)溫度到110~128℃,但此舉容易造成第一室多孔板溫度過(guò)高,處于流化態(tài)的顆粒易粘結(jié)而堵塞多孔板。
針對(duì)越南金甌化肥廠試車(chē)中出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題,投產(chǎn)后的操作改進(jìn)如下。
其優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)甲醛與尿液混合充分,防止甲醛進(jìn)入蒸發(fā)加熱器與尿液混合不均而堵塞換熱管;
(2)P106入口壓力低,不損害GA351設(shè)備,操作方便;
(3)甲醛與尿液的反應(yīng)時(shí)間充足。
其操作重點(diǎn)及注意事項(xiàng)如下:
(1)停蒸發(fā)時(shí),必須優(yōu)先排空蒸發(fā)換熱器內(nèi)的尿液;
(2)停造粒時(shí),必須優(yōu)先停止甲醛加入蒸發(fā)換熱器內(nèi),及時(shí)沖洗置換甲醛管線。
越南金甌化肥廠大顆粒造粒機(jī)多孔板孔徑為2.2mm,造粒機(jī)內(nèi)流化風(fēng)向上的曳力偏大,水平推力減小,雖然造粒機(jī)內(nèi)床層高度比較一致,但顆粒在造粒機(jī)內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。我公司的造粒機(jī)多孔板孔徑為2.0mm,流化風(fēng)壓力設(shè)計(jì)為3.0~3.8kPa;日本專(zhuān)利商為了測(cè)試其(向金甌化肥廠)提供的流化風(fēng)壓力(設(shè)計(jì)指標(biāo)同樣為3.0~3.8kPa),關(guān)小造粒機(jī)出口振動(dòng)器,使造粒機(jī)內(nèi)床層高度增加,流化風(fēng)壓力達(dá)到3.0kPa以上,造成造粒機(jī)內(nèi)床層過(guò)高、流化效果差而出現(xiàn)包裹式結(jié)塊。隨后開(kāi)大造粒機(jī)出口振動(dòng)器,加快造粒機(jī)出口放料,流化風(fēng)壓力控制在2.5~3.0kPa,造粒機(jī)運(yùn)行正常,有效地防止了顆粒在造粒機(jī)內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生包裹式結(jié)塊。
降低第一室流化風(fēng)溫度到90℃以下。生產(chǎn)實(shí)踐表明,造粒機(jī)第一室床層溫度對(duì)產(chǎn)品水含量影響不大。所有第一室的顆粒都要經(jīng)過(guò)第二室、第三室,保證造粒機(jī)第二室及第三室床層溫度達(dá)到115~120℃,即可避免第一室多孔板堵塞,同時(shí)也使尿素產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)級(jí)品。
越南金甌化肥廠TEC大顆粒尿素造粒裝置從試車(chē)到平穩(wěn)運(yùn)行的三個(gè)月的實(shí)際操作中,得出了以下經(jīng)驗(yàn):
(1)甲醛加入點(diǎn)為熔融泵P108入口是不科學(xué)的,加入點(diǎn)為尿液泵P106入口是比較理想的位置;
(2)造粒機(jī)多孔板孔徑增大后,需要加快顆粒在造粒機(jī)內(nèi)的水平運(yùn)動(dòng),應(yīng)開(kāi)大造粒機(jī)出口振動(dòng)器,防止造粒機(jī)內(nèi)流化床層過(guò)高而出現(xiàn)結(jié)塊;
(3)TEC大顆粒尿素造粒裝置應(yīng)用在空氣濕度較大的地區(qū),需要適當(dāng)提高流化風(fēng)溫度,但是第一室流化風(fēng)溫度不宜超過(guò)90℃。