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尿素大颗粒系统存在的问题及原因

[日期:2008-04-30] 来源:山西兰花  作者:邬来栓 张勇 [字体: ]

    山西兰花煤化工有限责任公司于2004年投产了118t/a合成氨、30t/a大颗粒尿素装置,尿素装置采用改进型CO2汽提法,大颗粒系统引进挪威海德鲁造粒技术。大颗粒系统自投产以来,长期存在以下问题:蒸发真空度提不起来,尿液浓度不达标;造粒机真空度难以控制在指标范围,尿素产品易结块;流化风机、流化风扇风量加不上来,尿素产品温度高;造粒系统粉尘量大。为解决以上问题,公司首先进行了如下分析。

       1.蒸发真空度提不起来,使尿液的沸点不能有效地降低,尿液中的水分不能大量蒸发出去(分析数据:熔融泵进口尿液浓度88%90%),导致了将真空蒸发的部分任务挤入下一工序——造粒机。排查一切可能后,怀疑是蒸发冷凝器冷却效果差,未冷凝的气体增多,蒸汽喷射器的负荷加重以至于不能全部抽吸。

       2.洗涤风机风量不足,造粒机真空度难以维持。大颗粒洗涤器气相管径2020 mm,内加不锈钢除沫丝网,当雾化风机风、流化风机风、流化风扇风、尿液中蒸出的水蒸气等大量混合气通过时,阻力增大,不能瞬时通过,可能在除沫丝网前产生憋气现象,造成气体流量瞬时跟不上。相对风机来说,洗涤风机的排风量减少,当气体流量减少至风机临界流量时,则在流道内出现逆流(叶片压力面上发生逆流)。气体流量的相对减少或跟不上排风量,易造成逆流气体与主流气体强烈混杂,促使叶轮进口前产生预旋。流量越小,逆流越大,预旋越大,叶轮的能耗越大,整体效率越低。

       洗涤器筒体Φ6000 mm×10 mm,由不锈钢焊制而成,气相管Φ2020 mm×10 mm,除沫丝网Φ2020 mm×150 mm。当气体通过气相管时,由于除沫丝网的阻力,气体不能瞬时全部通过,造成通过除沫丝网的气量远远小于排风机的抽吸量,使除沫丝网后至排风机进口管间形成很大的真空。除沫丝网前后压差增大,加上气体通过除沫丝网时的节流效应,气体形成很大的流速 ,进入叶轮的轴向面积缩小,降低了风机叶轮的工作面,从而降低了风机的效率。另外气体的流速大,带液严重,风机的腐蚀加重。

       3.排风机风量小、流化风量和小流化风量加不上来、造粒机的真空度下降、尿液中的水分不能在瞬时蒸发出去,使尿液的结晶温度上升,在尿素颗粒上的附着力下降,加上冷却效果差,很容易在流化风的冲击下被击碎形成粉尘,从而增加了粉尘量。粉尘量的增加使最终产品冷却换热片壁易挂尘(因粉尘水分大,黏度大,易粘结),降低了换热效果,使产品温度上升并易堵塞最终冷却器,影响最终冷却器的运行时间和增加清洗频率。粉尘量的增加促使洗涤液增加,造成返回尿液槽的尿液量增加,同时稀释了尿液槽的尿液,从而增加了蒸发器、蒸发冷凝器的负荷。蒸发汽量的增加,冷却效果的下降会导致被抽吸气量增加,真空度下降,尿液浓度不达标,形成恶性循环。

       4.由于造粒机的真空度降低,使进造粒机的尿液不达标(约88%90%),造粒机要蒸发的水量增加到占尿液总量的10%(正常时担负着蒸发尿液中水量的5%左右),可以看出造粒机的负荷足足增加了1倍,使尿素水分含量增加,产品易结块。

公司针对大颗粒系统存在的问题及原因分析,作了如下改造。

       1.将洗涤器气相出口管中的丝网除沫器下移至洗涤器上部,即最上一层规整填料之上,锥形体之下,丝网规格为Φ6000 mm×150 mm,材质为304L。这样就可增大流通截面积,降低气阻,增加分离效果。

       2.对蒸汽冷凝器封头隔板进行校正,提高冷凝器的冷却效果。

       20077月对尿素大颗粒系统进行了检修。开车投料后,工艺明显好转,造粒机真空度提高;洗涤风机进口导叶开度由100%降至50%左右;流化风扇的风量增至最大;产品温度由54 ℃左右下降至42 ℃左右;粉尘量明显减少;最终冷却器的投用时间明显增长;蒸发真空度提高,尿液浓度由88%90%上升至91%93%。尿素成品水分由0.48%降至0.35%。经过3个月的运行,产品优等率大幅度提高,最终产品冷却器的清洗由原来半个月延长到1个月,大大减轻了工人的劳动强度。
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