（陕西陕化化工集团有限公司，陕西 华县714100）
［摘 要］利用水溶液循环法尿素装置产生的尿素残液，替代液氨或氨水作为氨法烟气脱硫系统的脱硫剂，降低尿素装置深度水解系统负荷，使尿素外排废水达标排放的同时，提高氨法烟气脱硫系统的经济性。此技术在尿素生产企业具有较为普遍的推广性。
［关键词］尿素残液；氨；烟气脱硫
［中图分类号］ X 781［文献标识码］B［文章编号］ 1004-9932（2013）
陕西陕化化工集团有限公司现有化肥厂、煤化工2个合成氨、尿素生产单位，其中化肥厂有2套尿素生产装置，煤化工有2套烟气氨法脱硫系统。化肥厂尿素生产装置在2012年改扩建后规模得到扩大，在运行过程中产生大量的尿素残液，进入深度水解解吸系统，利用高温蒸汽将残液分解为氨和二氧化碳气体返回尿素生产系统回用。主装置改扩建后，水解解吸系统能力与之不匹配，处理能力满足不了生产需要，水解后外排废水氨氮含量不能达到≤12×10-6的地方排放标准，造成消耗高和环保排放不达标。煤化工烟气脱硫系统用液氨稀释后的氨水处理锅炉系统产生的烟气，回收二氧化硫并生成硫酸铵副产品。由于所用的原料为成品液氨，成本较高，导致烟气脱硫系统运行成本较高。为此，将尿素残液代替液氨作为烟气脱硫系统的原料，同时烟气脱硫系统的高温烟气又对尿素残液进行分解，有效回收残液中的氨，使得尿素残液和锅炉烟气得到同时处理，不仅可以满足环保设施运行的要求，同时可以使2个系统得到优化，运行成本一并降低，达到循环利用的目的。
1 理论探讨思路
1.1 烟气氨法脱硫工艺流程
在氨法脱硫系统中，以水溶液中的NH3和SO2的反应为基础，采用氨水在脱硫塔的上部吸收段将锅炉烟气中的 SO2吸收，得到脱硫中间产品亚硫酸铵或亚硫酸氢铵的水溶液。在脱硫塔的下部氧化段，鼓入压缩空气进行亚硫酸铵的氧化反应，将亚硫酸铵直接氧化成硫酸铵溶液，并利用高温烟气的热量将硫酸铵溶液浓缩，得到浓度30%～40%的硫酸铵浆液，硫酸铵浆液经旋流浓缩、稠厚结晶、离心分离、干燥、包装，最终得到硫酸铵产品。
由电除尘来的含SO2的烟气经进口挡板门进入预洗涤塔，在塔内降温、除尘、增湿后，温度降为50～60 ℃，进入脱硫塔，在脱硫塔内逆流而上，经过3层浆液喷淋层，烟气与浆液充分接触，烟气中的SO2被吸收。脱除SO2的烟气再连续流经2个除雾器除去烟气中所夹带的浆液雾滴，经净化和洗涤后通过原来的烟囱排入大气。
在脱硫塔内补入氨水，控制循环浆液的pH，以达到稳定循环浆液pH和脱硫效果的目的。
预洗涤塔与脱硫塔内的循环浆液保持着不同的浓度，低浓度的循环浆液在脱硫塔内达到一定的密度后，通过脱硫输送泵送至预洗涤塔，浆液通过吸收烟气热焓而得到浓缩，最终形成浓度30%～40%的硫酸铵浆液，通过取出液泵送至硫酸铵后处理工序。
根据装置设计要求，脱硫系统采用液氨配制成浓度15%～20%的氨水作为脱硫剂。
1.2 尿素装置深度水解解吸工艺流程
经低压分解后的尿液由预精馏塔进行气液分离，气相经冷凝器被蒸发冷凝液吸收后生成稀碳铵液(尿素残液)，经解吸泵加压后分冷、热两路进入解吸塔。热流进入解吸塔换热器内被加热至约110 ℃，经流量指示后进入解吸塔中部；冷流不经解吸换热器直接进入解吸塔上部用来控制解吸塔气相温度。在解吸塔的上部，液料中的大部分NH3和CO2被汽提出去，解吸塔顶排出的气体经解吸气相冷却器冷凝后，气相直接去二段吸收系统，液相返回解吸塔顶部。
解吸塔底液相经水解汽提给料泵加压，经换热器B换热后送到水解汽提塔中部将尿素水解，水解所需的热量由1.2 MPa、190 ℃的低压蒸汽提供，尿素在水解汽提塔和卧式水解槽中进行深度水解，几乎全部分解成NH3和CO2。离开水解塔的溶液经换热器B换热后再减压进入0.3 MPa的后解吸塔顶部，将残留的NH3和CO2解吸出来，解吸所需的热量由后解吸塔底部通入的1.2 MPa饱和蒸汽提供。
经公司质检部门分析，进入水解解吸系统的尿素残液成分为：NH3 3.5%，(NH2)2CO 1.0%，甲铵微量，甲酸微量，缩二脲微量。
1.3 工艺计算及利用方案
根据氨法烟气脱硫系统的流程设计，进入烟气脱硫系统的满负荷总烟气量为 1 050 000 m3/h （131 ℃、96.92 kPa），烟气中SO2质量浓度按