阅读内容

云南解化尿素装置废液不达标的原因及处理

[日期:2011-11-14] 来源:  作者:李有严 [字体: ]

       云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司的尿素装置采用水溶液全循环法,原设计能力为11t/a,经过不断的技术改进,现生产能力已达20t/a。随着尿素产量的提高,废液处理量大幅度增加。废液处理原设计采用1台Φ1000 mm H=10168 mm、有20层浮阀塔板的浮阀塔进行蒸馏,回收其中的氨和尿素,回收效果差,不但使尿素生产成本上升,而且造成环境污染,满足不了环保要求。20023月,公司引进水解汽提专利技术对尿素装置进行技术改造,系统用蒸汽1.3 MPa,投运后一直正常运行,达到设计技术要求。2008年解吸水解显示出控制困难的状况,但还能保证废液达标排放。到2009年工艺控制逐渐恶化,系统开停车频繁,停车时系统进行了置换,但开车时系统仍不能正常排放,导致事故槽碳铵液中氨和尿素浓度高,废液排放时有超标现象,20099月氨氮排放浓度最高超过1000 mg/L 920大事故槽含氨9.48% 、尿素1.27%,小事故槽含氨9.35%、尿素1.22%(正常生产中,碳铵液含氨4% 、含尿素0.3%),给环保带来了极大的压力。

       分析废液排放超标的原因主要有以下方面。

       1.工艺原因

     1)解吸气带水多,低压吸收系统满液

       二循一冷、二循二冷时常满液,特别是在负荷低时,基本加不进吸收液,有时由于二循一冷带液至二循二冷,造成二循二冷的CO2含量高,不得不排放一部分溶液以维持生产正常。二循一冷、二循二冷所使用的吸收液是蒸发二段表冷器冷凝液,二表液由于洗涤了蒸发一段的分离器气体,含有较高的尿素和氨,加不进吸收液,便溢流到碳铵液槽,造成碳铵液的尿素和氨含量增加。解吸气带液严重时,解吸水解系统的温度、压力大幅波动,使工艺状况迅速恶化,并造成低压吸收和蒸发系统工艺波动,破坏了系统的水平衡,甚至影响到产品质量。

      2)处理能力下降

       装置的设计解吸量可达15 m3/h以上,而实际解吸量在9 m3/h都很难操作控制,系统提温困难、压力高。处理氨含量低于4%的氨水时比较正常,但当氨水浓度高时,这种状况进一步恶化,需要时常补入大量的水稀释,造成消耗上升。

      3)解吸塔压力高、阻力降大

       解吸塔压力(P2360 kPa,解吸气冷却器出口压力(P1)仅约290 kPa,阻力降大,而正常阻力降(P2-P1)在25 kPa左右,实际为70 kPa左右。表现为回流液管∪型水封被吹开,解吸气走回流液管,发生串气现象;还有回流液温度控制降低,原来回流液温度可达95 ℃左右,现只能控制在80 ℃以下,过高即发生串气现象,解吸气冷却器出口带水增加。发生串气后,为保证全系统的水平衡,只得采取降低解吸塔温度或解吸气冷却器加水等手段,使∪型管形成液封,但解吸水解系统的各种平衡也被打乱,需重新建立,并导致排放废液氨氮超高。

      4)汽提塔温度调节困难、压力高

       由于解吸塔压力高,易发生串气,使汽提塔出口含氨气体排放受限制,造成汽提塔压力升高,在1.11.2 MPa之间(正常指标﹤1.10 MPa)。操作表现为汽提塔气相出口阀开度减小,进汽提塔蒸汽阀全开,而温度提不起来,实际进汽提塔蒸汽量并没因此而增加。大量的尿素没得到有效水解、氨没得到有效汽提回收,即直接通过汽提塔底部排出,造成氨氮升高。另一种表现为汽提塔温度达到指标,而排放废液氨氮仍然不达标。当温度188 ℃,溶液不含氨时的总压应为1.08 MPa,显然在压力1.11.2 MPa、温度188 ℃下,溶液未达到不含氨时的饱和蒸汽温度,排放废液必然含有氨。

       2.设备原因

     1)解吸塔

       解吸塔长期未做过彻底检查,塔内浮阀塔板结垢严重,部分浮阀损坏或卡死,造成解吸塔出口气体带水多,主力降增大,影响气液的传质、传热效率,这是操作弹性降低的另一主要原因。气相得不到充分精馏,大量的水汽被带出解吸塔,从而造成压力升高;液相得不到充分的提馏,较多的氨进入塔底,被汽提泵抽送至汽提塔,加大了汽提塔的负荷,是造成汽提塔压力升高、温度调节困难的原因之一,使排放废液氨含量升高。由于大量的水分带至解吸气冷却器,增加了解吸气冷却器负荷,很多水分得不到冷凝就带入低压吸收系统,造成二循一冷、二循二冷满液,二表液无法补进二循一冷和二循二冷,形成恶性循环。尤其是在解吸量加大,氨水浓度升高后,增大了解吸水解系统的生产负荷。装置停车清洗置换时,由于冷凝液及软水补充不足,为加快清洗置换进度,补入的循环水导致置换形成的氨水中的Ca2+Mg2+升高,造成解吸塔塔板结垢。一甲泵填料和各设备异物带入碳铵液槽,带到解吸塔内,在塔板上积累也会影响塔板效率。解吸塔的出口除沫网被一甲泵填料等杂质堵死、变形,气体很难从中通过,气液偏流,这是解吸塔与解吸气冷却器间阻力降增大的主要原因,也致使解吸塔与解吸气冷却器压差增大,回流液管的∪型水封被吹开,解吸气走回流液管,发生串气现象。

     2)解吸气冷却器

    解吸气冷却器运行中,温度控制过低,析出铵盐结晶,堵塞通道;或是折流板脱落,堵塞通道。以上原因导致解吸塔压力升高,解吸气冷却器冷凝效率下降,解吸气带水量增加。针对结晶问题,按时用冷凝液冲洗解吸气冷却器,不能解决上述问题,所以解吸气冷却器存在结晶的可能性大。折流板脱落导致通道堵塞的可能性也不大。

     3)螺旋板式换热器

       导致水解废液超标的另一种可能是螺旋板式换热器内部泄漏,解吸塔废液或是解吸液(碳铵液)漏入汽提塔废液中,造成排放废液超标。从分析数据看,螺旋板式换热器A入口到螺旋板式换热器B出口,水解废液中的氨含量已是成倍升高,特别是20091019的取样结果,很大程度上表明螺旋板式换热器A/B存在碳铵液或解吸塔废液漏进汽提塔废液中。将解吸塔出口液相氨含量与正常数据对比,明显高出约2倍,说明解吸塔的解吸蒸馏效果下降了很多。

       公司针对解吸系统废液不达标问题,对系统停车彻底检查并进行了检修。

       1.首先检查解吸塔内部状况,对120层(由上往下数)塔板及浮阀进行了检查,发现解吸塔第15层塔板(即进液板以上)结垢约3 mm,第1层结垢最严重,每层塔板有13个浮阀损坏或脱落,其余的浮阀几乎全部卡死。而第620层塔板相对比较干净,由上往下逐层干净,浮阀也几乎全部完好,只有68层有结垢,有12个浮阀损坏或脱落。对塔板进行清洗,将损坏的浮阀检修更换,对除沫网进行了更换。

       2.对解吸气冷却器管板进行补焊处理。

       3.螺旋板式换热器A/B拆开单独试漏,发现换热器A完好,换热器B有泄漏,更换螺旋板式换热器B

       经过以上检修后,装置的解吸水解系统于1023投入生产,各项控制指标达到了要求,系统的操作弹性也提高了,碳铵液中氨含量可达10%,解吸量达1415 m3/h,系统能稳定运行,达标排放。

 
阅读:
录入:zdf

推荐 】 【 打印
相关新闻      
本文评论       全部评论
发表评论
  • 尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
  • 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
  • 本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
  • 本站有权在网站内转载或引用您的评论
  • 参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款


点评: 字数
姓名:
内容查询