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尿素装置停车排放时气相污染的综合控制

[日期:2013-06-14] 来源:《中氮肥》  作者:刘宇翔 张玉德 邱堂海 [字体: ]

 

(川化股份有限公司,四川 成都610301

 

[中图分类号] X781.4[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2013)03-0031-02

 

川化股份有限公司化肥厂二尿装置始建于20世纪70年代,2004年通过增产节能技术改造,装置的生产能力、消耗及正常生产时的环保排放等均达到了世界先进水平,但在系统停车排放期间,装置的环保排放较难控制,容易引起厂区周围短时间气体污染,给公司的安全、环保生产带来了较大的压力。

1  问题

装置停车排放过程中,碳铵液槽水封极易被气体冲破,冲破水封的废气随风飘散到生产现场和厂外居民居住区,对附近居民及厂区内职工的身体健康带来危害,也对公司的良好形象造成负面影响。为将每次停车排放所造成的影响降至最低,装置在停车排放时,只能通过控制排放速度、延长工艺处理时间等办法尽量确保冲出碳铵液槽水封的废气量降至最低,虽然如此,对环境仍有轻微的污染。

20092011年装置停车排放过程中碳铵液槽气体冲破水封的有关情况统计见表1

从表1可以看出,装置停车排放时虽然加强了相关方面的管理,但仍有少量废气冲出,或多或少地对环境和公司形象造成了影响。排放时由于废气飘散在空气中,氨味较大,会接到有关公司环保的内部投诉和外部投诉,区环保局也会加强对空气质量的监控,每次排放都要向环保部门申报,因此公司环保压力较大,且整个排放过程时间较长,在17 h以上。面对装置停车排放时严重的环保压力,公司上下决定花大力气进行废气污染治理。

2  问题原因分析

2.1  甲铵液温度高、压力高、浓度高

甲铵在加热和减压的情况下会分解为NH3CO2。装置排放甲铵液浓度高(甲铵的质量分数在35%以上),温度在100110 ℃,压力1.0 MPa以上,而碳铵液槽为常压设备,甲铵液排放后迅速降至常压,大量甲铵迅速闪蒸,且有大量水蒸气溢出,导致碳铵液槽内部压力上升,超过水封承受压力后就会冲破水封。

2.2  闪蒸气量大,设备水封承受压力低

碳铵液槽内甲铵液出现大量气相闪蒸后,碳铵液槽内部压力上升,因其气体回收管管道阻力较大而不能完全进行回收,加之设备水封高度过低,从而造成水封冲破。查看设备的设计资料,设备及水封设计压力都较低,因此不能单方面提高水封压力,强行提压将造成设备损坏,发生较大的安全环保事故。

2.3  操作人员经验不足,责任心不强

装置每年进行23次排放工作,因此班组操作人员参与排放工作的机会极少,操作经验不足。另外,部分班组操作人员环保意识较差,责任心不强。在排放过程中操作人员对排放速度没有及时进行合理的调整,对环境的监控也不及时,造成了环境污染和排放时间较长。

3  实施对策

3.1  降低甲铵液温度、浓度、压力

装置排放时,将排放甲铵液的压力从1.0 MPa以上降至0.81.0 MPa

在排放切断阀后增加一工艺冷凝液管道,在排放过程中,通过加入含氨3%5%、温度40 ℃的工艺冷凝液对排放甲铵液进行稀释和降温。

2011年底实施以上方案后,排放时的闪蒸气量得到了有效控制,闪蒸出来的气体量大幅下降,基本达到预期目标,但要根治空气污染,需要加入大量的工艺冷凝液,不仅碳铵液槽无法全部盛装,而且回收处理时由于要全部返回系统,将增加尿素装置的水碳比及消耗,对生产产生负面影响,因此还需从其他方面想办法。

3.2  闪蒸气相分流吸收

对碳铵液槽气体管道进行技改,将原闪蒸气由常压管道吸收改至负压表冷器EA552冷却吸收,使大量闪蒸气在表冷器吸收冷凝。同时,增加水力喷射装置,将碳铵液槽闪蒸气抽至吸收冷凝。

该方案于20123月实施,完工后进行测试,在负压表冷器和水力喷射泵作用下,碳铵液槽的闪蒸气全部被吸收,水封不再有气体冒出,闪蒸气量大的问题得到根治。吸收过程中产生的稀氨水在装置恢复正常生产后返回水解系统,用蒸汽将氨汽提出来后回收进系统,对生产影响较小。

3.3  丰富操作人员的经验,强化员工的责任心

在装置排放时,由技术组工艺负责人和环保负责人专人负责排放控制,并带领班组人员开展排放工作,丰富操作人员的经验。

加强班组装置停车排放的技术培训,抽调班组技术骨干全程参与排放工作,加强班组环保相关法律法规培训,强化员工的责任心。

4  实施效果

上述措施实施后,装置

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