山西晋丰煤化工有限责任公司为110万t/a尿素的化肥生产企业,尿素装置采用CO2汽提工艺。第一套尿素装置2005年10月建成投产。解吸塔为填料塔(V=45 m3,7层填料,材质304L),分为上、下两部分(即第一、二解吸塔,第一解吸塔Φ1400 mm×15170 mm,第二解吸塔Φ1400 mm×14520 mm),第一、二解吸塔为一个整体,由升气管板将塔分为2段。
随着公司尿素产能的提高,解吸水解装置能力偏小,出现了一些问题。
1.水解塔为筛板塔(Φ1800 mm×27908 mm,V=65.8 m3,28块塔盘,材质16MNR+316L),解吸废液中氨含量>30×10-6,尿素含量>30×10-6(原设计氨含量<15×10-6,尿素含量≤10×10-6),超标严重,达不到回用标准,只能排到尿素循环水中作为循环水补充水,造成尿素循环水中氨、氮严重超标,水质差,尿素装置设备腐蚀,循环水置换频率增加,环保压力大。
2.水解塔塔盘每块开孔数为280个(Φ6 mm),开孔率低,只有0.31%,造成蒸汽通透面积小,换热效果差。
3.水解塔塔盘降液管为2根Φ159 mm的圆管且塔盘未设计溢流堰,降液管流通面积小,水解塔下液不畅,容易造成塔盘积液和液泛,且上下压差大,不利于操作。
为此,对水解解吸装置进行了一些改造。
1.为提高解吸塔的传热效率,将第一解吸塔填料层高度由8 m改为9 m;第二解吸塔填料高度由3层9 m改为2层10.8 m。
2.水解塔塔盘开孔数增加到390个,开孔率提高到0.43%。
3.水解塔塔盘降液管改为长350 mm、宽200 mm的方管,且增加了高度为10 mm的溢流堰。
经过上述改造,尿素解吸水解能力由原来的25 m3/h增加到28 m3/h,解吸废液中氨含量降到10×10-6以下,尿素含量降到10×10-6以下,达到了回用标准。系统于2011年9月开始运行,运行后各项指标达到了预期效果。