尿素装置氨水与解吸废液综合利用措施及其效益
王付生，李秀琴
（安徽六国化工股份有限公司，安徽 铜陵244021）
［摘 要］介绍尿素装置氨水与解吸废液的产生及常规处理情况，结合六国化工的生产实际，探讨将氨水与解吸废液用于锅炉烟气脱硫、气化磨煤、循环水池、氨水生产系统等综合利用措施及其效益。
［关键词］ 尿素装置；氨水；解吸废液；锅炉烟气脱硫；气化磨煤；循环水池；氨水生产系统；综合利用效益
［中图分类号］TQ 441.41 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）03-0043-02
1 尿素装置氨水的产生
安徽六国化工股份有限公司CO2汽提尿素装置设计产能为1 000 t/d。在尿素生产中，NH3和CO2在尿素合成塔中生成以NH3、CO2、NH2COONH4、CO(NH2)2、H2O组成的五元系气液混合物，在后段的分离系统中NH3、CO2绝大部分被分离回收，而水则在蒸发工序中采用加热减压的方法分离，冷凝后回收到氨水槽中，其中也夹带着微量NH3、CO2、Ur。六国化工尿素装置氨水槽中氨水的组分为：NH3 5.47%，CO2 7.89%，Ur 1.1%，氨水量包括以下几项。
（1）反应生成的水量
根据NH3、CO2合成尿素的反应方程式
2NH3+CO2高温高压CO(NH2)2+H2O+Q
每生成1 t尿素产生的水量为：
1×18÷60=0.3 t
装置设计日产尿素1 000 t，则每小时产生的水量为：
1000÷24×0.3=12.5 t
（2）蒸发系统蒸汽喷射泵带入的水量
蒸发系统以蒸汽为动力抽真空，设计每台蒸汽喷射泵每小时消耗蒸汽3.0 t，4台蒸汽喷射泵每小时共消耗蒸汽12 t，这些动力蒸汽最终汇同蒸发系统分离器出气一道进入蒸发表冷器冷凝成氨水。
（3）机泵热备带入的水量
由于尿素装置的特殊性，尿液泵、熔融泵和甲铵泵的备泵长期通热蒸汽冷凝液热备，这些蒸汽冷凝液全部回收到氨水槽中，流量为3 t/h。
（4）低压吸收塔和常压吸收塔消耗的水量
低压吸收塔和常压吸收塔尾气洗涤每小时需要1 t蒸汽冷凝液作吸收液。
以上几项合计，六国化工尿素装置100%负荷生产时每小时产生的氨水量为：
12.5+12+3+1=28.5 t
２ 氨水的常规处理——解吸水解
解吸水解系统的任务就是将蒸发系统产生的氨水中的NH3、CO2、Ur予以回收，解吸废液达标排放。
来自氨水槽的氨水，经解吸泵加压后进入解吸塔上段。在解吸塔上段，绝大部分游离态的NH3、CO2被自下而上的加热蒸汽汽提出来，解吸液（温度130～135 ℃）被水解泵加压送入水解塔。在水解塔中，解吸液被来自3.8 MPa管网的蒸汽加热到180～220 ℃，压力3.0 MPa，停留90 min，尿素水解为NH3和CO2。水解塔出液和出气分别进入解吸塔的下段和上段。
在解吸塔底部通入0.50 MPa的低压蒸汽，使解吸塔底部温度略高于该压力下水解液的沸点，使水解液中的NH3、CO2分离出来向上进入气相空间，最终回到冷凝回收系统。解吸塔底部排出的解吸废液经解吸换热器回收热量后排至地沟或再利用。
3 氨水及解吸废液综合利用措施
尿素装置100%负荷运行时，每小时排出解吸废液25 t，解吸废液温度50 ℃，NH3含量≤5×10-6，Ur含量≤5×10-6。
解吸废液在合格的情况下是很宝贵的特殊水资源。说它宝贵是因为它是脱盐水，说它特殊是因为它含有微量的NH3和Ur。如果将解吸废液排入地沟，一方面会造成脱盐水资源的浪费，另一方面增大了公司废水排放量，增加了废水处理压力和费用。利用好解吸废液，既能减轻环保压力又能节约水资源。
3.1 氨水用于锅炉烟气脱硫
六国化工合成氨系统有2台130 t/h锅炉，锅炉烟囱每小时排放烟气3×105 m3，锅炉烟气脱硫需要氨水。尿素装置产生的氨水（NH3含量5.47%）符合锅炉烟气脱硫用氨水的配比要求，因此可配管把部分氨水直接送往锅炉烟气脱硫，既为锅炉烟气脱硫提供了所需的氨水，又减轻了尿素解吸负荷，减少了低压蒸汽用量。锅炉烟气脱硫需要的氨水量为5 m3/h。
3.2 解吸废液用于气化磨煤
六国化工气化磨煤岗位满负荷生产情况下每小时需原水28 m3。气化磨煤水来自废锅排污水、变换岗位汽提塔出气冷凝水，不足部分改由尿素解吸废液补充。一般情况下气化磨煤岗位每天间断补充尿素解吸废液1～2 m3。
3.3 解吸废液回收到循环水池
合成氨装置循环水站因循环水降温损失，每小时需向循环水池补水200 m3。尿素解吸废液不含Ca2+、Mg2+，符合循环水水质要求，因而在满足气化磨煤补充水要求的情况下，剩下的解吸废液可全部送到循环水池。
3.4 解吸废液用于氨水生产系统
六国化工氨水生产系统采用液氨和脱盐水在超级吸氨器中充分混合吸收制取氨水。氨水生产装置满负荷生产时每小时消耗脱盐水36 m3。尿素解吸废液符合氨水制取的水质要求。六国化工氨水生产项目最初的立项设计就瞄准了尿素解吸废液这块免费“蛋糕”。当前尿素解吸废液全部用于氨水生产工序。
更多内容请见《中氮肥》2015年第3期