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(chǎn)顆粒尿素，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為520 kt/a，造粒塔總高為+93.35 m，造粒間標(biāo)高為+79.80 m，出風(fēng)口設(shè)置在+84.80 m與+93.35 m之間，造粒塔塔徑為Φ22 000 mm，出風(fēng)口直徑為Φ16 000 mm，風(fēng)量約720 000 m3/h。

在生產(chǎn)過(guò)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(chǎn)生的粉塵量在1.5～4.5 kg。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，粉塵排放造成的損失越來(lái)越嚴(yán)重，排放的粉塵很大一部分掉落在造粒塔周?chē)蛷S(chǎng)區(qū)附近，不僅引起嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且造成金屬設(shè)施被腐蝕、混凝土地面開(kāi)裂，因此，增設(shè)粉塵回收裝置回收造粒塔粉塵具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

粉塵回收裝置布置在造粒塔上部，為鋼結(jié)構(gòu)框架，采用自然通風(fēng)，未配置強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施。粉塵回收裝置主要由主箱體、收集槽、循環(huán)儲(chǔ)液槽、循環(huán)泵(1開(kāi)1備)、填料和噴頭組成，其中主箱體包裹造粒塔出風(fēng)口，內(nèi)設(shè)2層填料，填料中間布置3層噴頭。解吸廢液經(jīng)噴頭噴灑吸收粉塵后進(jìn)入收集槽，依靠重力流入布置在造粒間的循環(huán)儲(chǔ)液槽，再經(jīng)循環(huán)泵加壓后返回至主箱體進(jìn)行粉塵吸收，待循環(huán)儲(chǔ)液槽內(nèi)溶液的尿素含量達(dá)到一定值后，通過(guò)尿液循環(huán)管線(xiàn)送至尿液槽。

2 運(yùn)行情況

造粒塔粉塵回收裝置于2017年10月開(kāi)工建設(shè)，12月建成，2017年12月21日至28日進(jìn)行了168 h連續(xù)運(yùn)行考核，考核結(jié)果如表1所示。

造粒塔粉塵回收裝置自2018年1月1日運(yùn)行至今，累計(jì)運(yùn)行約2 200 h，回收尿素約270 t，造粒塔出風(fēng)口處粉塵質(zhì)量濃度低于30mg/m3，氨質(zhì)量濃度低于5 mg/m3，裝置運(yùn)行穩(wěn)定。

3 注意事項(xiàng)

造粒塔粉塵回收裝置采用濕式噴淋吸收的原理，設(shè)備、流程和操作比較簡(jiǎn)單。為確保粉塵回收裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在實(shí)際操作中應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

表1 168 h連續(xù)運(yùn)行考核結(jié)果

日期循環(huán)泵出口壓力/MPa電動(dòng)機(jī)溫度/℃電動(dòng)機(jī)電流/A循環(huán)水箱液位/mm溫度/℃循環(huán)液中w(尿素)/%尿素顆粒溫度/℃粉塵質(zhì)量濃度/(mg·m-3)系統(tǒng)負(fù)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(huán)儲(chǔ)液槽液位的控制

循環(huán)儲(chǔ)液槽液位需根據(jù)設(shè)備容積和運(yùn)行摸索確定，不宜控制得過(guò)高或過(guò)低。在出現(xiàn)異常情況或循環(huán)泵不打量時(shí)，收集槽內(nèi)液體須全部回流至循環(huán)儲(chǔ)液槽，若液位控制得過(guò)高，將導(dǎo)致溢流；而液位控制得過(guò)低時(shí)，循環(huán)泵容易發(fā)生氣蝕。本裝置循環(huán)儲(chǔ)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(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在10%為宜，尿素濃度過(guò)高易導(dǎo)致噴頭甚至填料層出現(xiàn)堵塞、造粒塔內(nèi)負(fù)壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎骸⑺啄蛩仡w粒溫度升高；尿素濃度控制得過(guò)低時(shí)，會(huì)影響一段蒸發(fā)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(shè)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(kāi)狀態(tài)，用于吸收粉塵。由于填料層不可避免地會(huì)出現(xiàn)尿素黏連、堵塞現(xiàn)象，故設(shè)置的第3層噴頭用作沖洗。當(dāng)發(fā)現(xiàn)造粒間內(nèi)粉塵量大、塔底尿素顆粒溫度升高現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)開(kāi)啟第3層噴頭進(jìn)行沖洗，沖洗頻次可根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷和實(shí)際運(yùn)行情況確定。第3層噴頭不宜常開(kāi)，否則會(huì)出現(xiàn)造粒塔頂氣相帶水而引發(fā)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(tǒng)較遠(yuǎn)，冬季環(huán)境溫度低，采用伴熱等措施施工難度大、成本高。為此，增設(shè)了工廠(chǎng)空氣吹掃管線(xiàn)，在系統(tǒng)停車(chē)時(shí)利用工廠(chǎng)空氣和位差將管線(xiàn)內(nèi)積水吹掃干凈。此外，循環(huán)儲(chǔ)液槽內(nèi)設(shè)置蒸汽盤(pán)管，以保證正常運(yùn)行時(shí)的循環(huán)液溫度。

4 結(jié)語(yǔ)

由于造粒塔粉塵回收裝置設(shè)置在造粒塔出風(fēng)口處，不可避免地會(huì)增加通風(fēng)阻力，進(jìn)而影響尿素的冷卻。由于該裝置于冬季投入運(yùn)行，環(huán)境溫度較低，塔底尿素顆粒溫升不明顯。夏季如出現(xiàn)因該裝置運(yùn)行導(dǎo)致尿素顆粒溫度升高現(xiàn)象時(shí)，可采取更換高效造粒噴頭、實(shí)施強(qiáng)制通風(fēng)、增設(shè)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(jià)格按1 600元/t計(jì)，年可增加效益134.4萬(wàn)元。