荊恒鑄，劉 欣，王 攀，李紅明

(河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731)

在尿素造粒過程中，由于受造粒噴頭存在缺陷、熔融尿素水分含量高、得到的尿素顆粒強度差等多方面因素的影響，熔融尿素經(jīng)噴頭噴灑后在造粒塔內(nèi)下降冷卻的過程中會產(chǎn)生尿素粉塵，該粉塵夾帶在從造粒塔塔底進入的冷卻空氣中由造粒塔頂部排出。經(jīng)粗略統(tǒng)計，每生產(chǎn)1 t尿素所產(chǎn)生的粉塵質(zhì)量在1.2～2.0 kg。對于年產(chǎn)500 kt尿素的生產(chǎn)裝置，每年由造粒塔外排的尿素粉塵質(zhì)量最高可達600 t，會對周邊環(huán)境及人體健康產(chǎn)生負面影響。隨著國家環(huán)保要求的日益嚴格，尿素造粒塔尾氣治理成為急需解決的問題。

1 工程概況

河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司(以下簡稱心連心公司)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項目(450 kt/a合成氨、800 kt/a尿素)的尿素裝置設置2座造粒塔(801和803)，直徑均為Φ20 m，設計產(chǎn)能相同，塔頂均布置粉塵回收裝置，采用水洗工藝除塵。

圍繞造粒塔尾氣治理及拖尾現(xiàn)象這一行業(yè)難題，心連心公司在803造粒塔原水洗除塵裝置的基礎上進行了設置布袋除塵裝置的改造，于2018年1月31日完成設備安裝及調(diào)試工作。為克服系統(tǒng)阻力、增強造粒塔通風能力，布袋除塵裝置設置4臺150 000 m3/h的引風機，其中2臺采用變頻控制、2臺采用工頻控制，裝置分為4個清潔區(qū)域。布袋除塵裝置投運后，粉塵排放量和排放濃度均有很大改善，經(jīng)第三方檢測機構(gòu)檢測，粉塵排放質(zhì)量濃度在10 mg/m3(標態(tài))以內(nèi)。在布袋除塵裝置運行期間，實施了皮帶輪改造、增加風機、更換布袋等優(yōu)化措施，目前整體運行效果良好，達到了粉塵排放質(zhì)量濃度小于10 mg/m3(標態(tài))、無拖尾現(xiàn)象的預期目標。

2 布袋除塵裝置運行情況

2.1 布袋除塵裝置運行效果

2018年1月31日，造粒塔布袋除塵裝置投入運行后，從尾氣粉塵濃度檢測結(jié)果(表1)及外觀來看，布袋除塵裝置的排放尾氣粉塵濃度在10 mg/m3(標態(tài))以下且沒有拖尾現(xiàn)象。而原來水洗除塵裝置處理后的排放尾氣粉塵濃度在50 mg/m3(標態(tài))左右,拖尾現(xiàn)象較重，這表明布袋除塵裝置的除塵效果優(yōu)于水洗除塵裝置。

表1 尿素造粒塔排放尾氣粉塵濃度檢測結(jié)果

2.2 影響布袋除塵裝置運行的因素

2.2.1 環(huán)境濕度

布袋除塵裝置運行的最高壓差與環(huán)境濕度成正比，當環(huán)境濕度增大時，布袋除塵裝置的清灰效果變差，其壓差會隨之升高，對裝置的穩(wěn)定運行造成負面影響。

2.2.2 尾氣溫度

尾氣溫度在30 ℃以下時，風機電流容易過載跳車；當尾氣溫度在65 ℃以上時，風機電流隨之下降，但是塔底物料溫度較高且難以控制。因此，應總結(jié)運行經(jīng)驗，通過調(diào)節(jié)風機的運行負荷以選擇合適的尾氣溫度。

2.2.3 噴吹壓力

布袋除塵裝置試運行期間，對噴吹空氣壓力與清潔室噴吹前后壓差進行了試驗。由表2可見：噴吹空氣壓力越高，噴吹效果越好，但應充分考慮布袋的承受能力，噴吹空氣壓力一般控制在0.50 MPa左右為宜。通過了解其他企業(yè)的布袋除塵裝置的運行情況，噴吹空氣壓力在0.60 MPa下能運行1個周期(3年)。

表2 噴吹空氣壓力與清潔室噴吹前后壓差試驗結(jié)果

3 存在問題及優(yōu)化措施

3.1 存在問題

自布袋除塵裝置投運后，出現(xiàn)塔底物料溫度偏高的情況，最高溫度達到86 ℃，較往年同期同負荷的情況下偏高10 ℃左右。塔底物料溫度偏高易出現(xiàn)物料黏塔壁、塔底粉塵量大的問題，導致成品尿素質(zhì)量下降。

由于尿素粉塵本身具有較大的黏性，且所選用的布袋材質(zhì)不具有防水、抗黏性能，布袋除塵裝置投運半年后，布袋表層的粉餅層已經(jīng)變硬，造成布袋的透氣性下降，運行效果變差。

3.2 優(yōu)化措施

3.2.1 增大風量

首先，更換現(xiàn)有風機電動機的皮帶輪，通過增大風機的轉(zhuǎn)速以提高風機的流量。經(jīng)檢測，在相同的頻率下，2臺變頻風機更換皮帶輪前后的電流相差將近20 A，風速提高2 m/s左右，總風量約增加30 000 m3/h。其次，在清潔室上部新增8臺風量為20 000 m3/h的風機，從而緩解物料溫度偏高的問題。

3.2.2 更換布袋

針對布袋透氣性下降的問題，對布袋除塵裝置的布袋整體進行更換。同時考慮到尿素粉塵黏性較大、環(huán)境濕度等因素，對更換的布袋采取了針對性的處理措施。

3.2.3 離線清灰

在環(huán)境溫度較低或者造粒塔生產(chǎn)負荷較輕的情況下，對布袋除塵裝置的各個清潔室進行離線清灰，以降低布袋的阻力，這對布袋除塵裝置的長周期運行具有較好的效果。

4 結(jié)語

造粒塔是尿素產(chǎn)品成形的關鍵設備，但造粒塔排放尾氣中尿素粉塵含量高、拖尾現(xiàn)象嚴重一直是困擾尾氣環(huán)保達標排放的難題。布袋除塵裝置在心連心公司的成功投運，不僅實現(xiàn)了尿素造粒塔尾氣中粉塵的超低排放，徹底改善了尾氣拖尾現(xiàn)象，在行業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了造粒塔的無煙排放。心連心公司將結(jié)合已開展的工作繼續(xù)深入優(yōu)化，實現(xiàn)布袋除塵裝置的長周期穩(wěn)定運行。