尿素造粒塔粉尘回收装置运行总结

姜 磊

(兖矿新疆煤化工有限公司 新疆乌鲁木齐 830011)

1 装置概况

兖矿新疆煤化工有限公司尿素装置采用造粒塔生产颗粒尿素，设计产能为520 kt/a，造粒塔总高为+93.35 m，造粒间标高为+79.80 m，出风口设置在+84.80 m与+93.35 m之间，造粒塔塔径为Φ22 000 mm，出风口直径为Φ16 000 mm，风量约720 000 m3/h。

在生产过程中，造粒塔塔顶排放气中夹带有一定量的尿素粉尘，一般造粒喷头喷洒1 t物料产生的粉尘量在1.5～4.5 kg。随着生产规模的扩大，粉尘排放造成的损失越来越严重，排放的粉尘很大一部分掉落在造粒塔周围和厂区附近，不仅引起严重的环境污染，而且造成金属设施被腐蚀、混凝土地面开裂，因此，增设粉尘回收装置回收造粒塔粉尘具有明显的经济效益和社会效益。

粉尘回收装置布置在造粒塔上部，为钢结构框架，采用自然通风，未配置强制通风设施。粉尘回收装置主要由主箱体、收集槽、循环储液槽、循环泵(1开1备)、填料和喷头组成，其中主箱体包裹造粒塔出风口，内设2层填料，填料中间布置3层喷头。解吸废液经喷头喷洒吸收粉尘后进入收集槽，依靠重力流入布置在造粒间的循环储液槽，再经循环泵加压后返回至主箱体进行粉尘吸收，待循环储液槽内溶液的尿素含量达到一定值后，通过尿液循环管线送至尿液槽。

2 运行情况

造粒塔粉尘回收装置于2017年10月开工建设，12月建成，2017年12月21日至28日进行了168 h连续运行考核，考核结果如表1所示。

造粒塔粉尘回收装置自2018年1月1日运行至今，累计运行约2 200 h，回收尿素约270 t，造粒塔出风口处粉尘质量浓度低于30mg/m3，氨质量浓度低于5 mg/m3，装置运行稳定。

3 注意事项

造粒塔粉尘回收装置采用湿式喷淋吸收的原理，设备、流程和操作比较简单。为确保粉尘回收装置的安全稳定运行，在实际操作中应注意以下事项。

表1 168 h连续运行考核结果

日期循环泵出口压力/MPa电动机温度/℃电动机电流/A循环水箱液位/mm温度/℃循环液中w(尿素)/%尿素颗粒温度/℃粉尘质量浓度/(mg·m-3)系统负荷/%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)循环储液槽液位的控制

循环储液槽液位需根据设备容积和运行摸索确定，不宜控制得过高或过低。在出现异常情况或循环泵不打量时，收集槽内液体须全部回流至循环储液槽，若液位控制得过高，将导致溢流；而液位控制得过低时，循环泵容易发生气蚀。本装置循环储液槽液位控制在15%～20%。

(2)吸收液中尿素浓度的控制

吸收液中尿素质量分数控制在10%为宜，尿素浓度过高易导致喷头甚至填料层出现堵塞、造粒塔内负压转变为正压、塔底尿素颗粒温度升高；尿素浓度控制得过低时，会影响一段蒸发的操作，蒸汽消耗增大。

(3)第3层喷头的冲洗

该粉尘回收装置由下而上设置3层喷头，其中第1层和第2层向上喷淋的喷头保持常开状态，用于吸收粉尘。由于填料层不可避免地会出现尿素黏连、堵塞现象，故设置的第3层喷头用作冲洗。当发现造粒间内粉尘量大、塔底尿素颗粒温度升高现象时，应及时开启第3层喷头进行冲洗，冲洗频次可根据系统负荷和实际运行情况确定。第3层喷头不宜常开，否则会出现造粒塔顶气相带水而引发二次污染。

(4)防冻措施

粉尘回收装置安装于造粒塔顶部，距离蒸汽系统较远，冬季环境温度低，采用伴热等措施施工难度大、成本高。为此，增设了工厂空气吹扫管线，在系统停车时利用工厂空气和位差将管线内积水吹扫干净。此外，循环储液槽内设置蒸汽盘管，以保证正常运行时的循环液温度。

4 结语

由于造粒塔粉尘回收装置设置在造粒塔出风口处，不可避免地会增加通风阻力，进而影响尿素的冷却。由于该装置于冬季投入运行，环境温度较低，塔底尿素颗粒温升不明显。夏季如出现因该装置运行导致尿素颗粒温度升高现象时，可采取更换高效造粒喷头、实施强制通风、增设板式冷却器等措施。

以520 kt/a尿素装置为例，粉尘回收装置年回收尿素粉尘约840 t，尿素价格按1 600元/t计，年可增加效益134.4万元。