φ19 m尿素造粒塔粉尘回收装置技改总结
李红明1，王
献2
（1.河南心连心化肥有限公司，河南 新乡453731；2.合肥瑞鑫化工科技有限公司，安徽 合肥230061）
［摘 要］从尿素粉尘产生的原因及危害、治理措施谈起，针对河南心连心化肥有限公司三厂φ19 m尿素造粒塔粉尘回收装置运行状况不佳的问题，通过计算确定了尿素造粒塔所用冷却空气量后，提出了粉尘回收装置的改造方案及实施步骤。改造后装置运行情况良好，取得了良好的环保效益和经济效益。
［关键词］ 尿素造粒塔；粉尘回收装置；冷却空气量；改造；效果
［中图分类号］ TQ 441.41 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）03-0046-04
1 概 述
尿素造粒塔是尿素生产中的关键设备，它通过自然通风或机械通风使融熔尿素在下落过程中凝固成型和冷却。而在尿素造粒塔顶排放气中会夹带尿素粉尘，这些尿素粉尘大部分将降落在附近数公里内的区域，造成环境污染的同时，还腐蚀物体，危害作物的生长，并损害附近人员的身体健康；同时，这部分尿素白白地排放掉，增加了消耗，影响了企业的效益。为此，许多公司对尿素造粒塔粉尘回收的社会和经济效益非常重视，积极组织上马。
河南心连心化肥有限公司现有5套尿素装置，年生产尿素200多万吨，已有4套装置增设了造粒塔粉尘回收装置，但运行情况不尽人意，未达到预期的回收效果。为此，公司决定在现有化肥三厂φ19 m造粒塔粉尘回收装置的基础上，采用合肥瑞鑫化工科技有限公司的专利技术（专利号ZL 201220523238.9）对粉尘回收装置进行技术改造。现就改造的思路、技改情况及改造效果介绍如下。
2 粉尘产生的原因及危害
2.1 造粒塔粉尘产生的原因
（1）化学反应过程中形成的粉尘。① 尿液从造粒喷头喷出以后，和来自塔底的冷空气在造粒塔中相遇，由于尿液本身的向下运动及冷空气的向上运动，使尿素液柱断裂，形成长度不等的液柱短节，短节的长度取决于尿液的内在黏性，加之尿液表面张力的存在，液柱短节最终会形成近似于球形的尿素颗粒，而由于尿素液柱断裂的随机性，必然会形成一部分细小的尿素颗粒和粉尘，当上升空气的速度大于这些粒子的悬浮速度时，这些细小的尿素颗粒和粉尘就会随上升空气一同排出塔外；② 当尿液中的水分超标时，尿素颗粒中的水分从内部向外部蒸发，会造成颗粒的二次破裂，产生不规则的尿素粉尘；③ 当尿液中的游离氨超标时，在造粒过程中，由于游离氨的分离，也会造成尿素颗粒的碎裂。
（2）造粒喷头方面的原因。造粒喷头上开有许多规则的圆形小孔，如果系统中有杂质，如金属碎片、毛剌、密封盘根碎片等，就会堵塞喷头小孔，造成小孔通道的不规则，这样极易产生粉尘，严重时还会造成喷头的生产能力下降，产生溢料。
（3）造粒机工作不稳定。如果造粒机的轴有弯曲或有摆动、振动等现象，会造成尿液出现不规则运动，使尿素颗粒发生碰撞，这也是产生粉尘的重要原因。
（4）造粒塔的通风情况不良。如果通风发生偏流或者风量过大，会造成尿素颗粒的运行轨迹变化，不仅会导致颗粒粘连形成不规则的尿素粒子，尿素粒子相互碰撞后还会产生粉尘。
（5）熔融尿素温度过高。若熔融尿素温度过高，容易产生粉尘和空心现象。
2.2 尿素粉尘对环境的危害
尿素造粒塔塔顶粉尘排放对环境的污染是长期困扰氮肥企业的一个难题。目前，绝大部分尿素装置的造粒塔粉尘排放仍然采取直排形式，未加任何处理。尿素装置原设计并没有考虑粉尘处理的问题，环保监测数据表明，较高浓度的尿素粉尘在强制通风下直排大气带来了诸多问题。
（1）造成周边环境污染。粉尘排放对厂区周围的农作物和花草树木的生长影响严重，道路和建筑物被腐蚀，周边居民生活也受到影响，尤其是每年春秋季气压较低时，风速慢，粉尘不会被风带走，容易沉降，降落积聚到厂房周围，造成周边环境污染。
（2）粉尘排放浓度接近超标边缘。虽然目前造粒塔粉尘排放浓度低于现行国家环保排放标准（50 mg/m3），但已经超过了40 m标高造粒塔限制排放绝对量为40 kg/h的指标。
3 粉尘的治理
不管是机械通风或自然通风的造粒塔，吨尿所需的冷却空气量都非常大，在6 000～10 000 m3，如果用干式或湿式除尘设备，其外形尺寸十分庞大，投资较大，因而通常利用尿素粉尘易溶于水的特性将其用溶液洗涤下来，装置一般有2种，一是机械式强制除尘，二是喷淋式除尘。
更多内容详见《中氮肥》2016年第3期