高塔复合肥装置环境通风技术简介
夏秀茂，曾晓丽
（四川美丰化工科技有限责任公司，四川 绵阳621000）
［摘 要］针对高塔复合肥装置生产现场环境恶劣、智能化程度低及存在诸多隐患的问题，四川美丰化工科技有限责任公司在与众多设计单位进行技术交流及对多地复合肥厂开展实地调研的基础上，开发出一种集监测、控制、执行于一体的高塔复合肥生产环境通风技术。2×225 kt/a高塔硝基复合肥装置的应用实践表明，此项通风技术社会效益良好，具有较强的市场推广价值。
［关键词］ 高塔复合肥装置；环境通风技术；研发；工艺流程；设备选型；应用情况；研究成果
［中图分类号］ TQ 444.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2016）05-0075-03
0 引 言
现阶段我国化工行业内安全生产事故时有发生，主要有火灾、中毒、爆炸3大类，据统计，中毒事故占47%，电器电路短路造成的火灾事故占39%，其他事故占14%，而事故发生的原因主要是生产过程中的人为疏忽、设备老化、生产环境中空气质量不达标等。为解决化工生产给社会安全、环境带来的负面影响，国家有关部门作了不少努力，制定和实施了相关安全标准、排放标准和空气质量标准等。
目前，国内高塔复合肥造粒工序生产现场环境恶劣，智能化程度低，全靠操作人员现场控制，操作环境中存在氨气、二氧化氮、二氧化碳及粉尘等有毒有害物质，容易引起操作人员中毒或患上职业病，对作业人员人身安全、职业健康等构成潜在危害。
现阶段，国内高塔复合肥生产现场降低环境中氨和二氧化氮气体的浓度、使空间内空气质量达到安全标准的唯一渠道是让高塔层中的有害空气排到室外，让新鲜空气流入室内，促进塔层内空气流通。而高塔复合肥企业对塔层内空气净化普遍采用人工现场启停排风设备的方式，而复合肥生产过程中的化学反应使得现场空气成分很复杂，还会产生浓烟，只靠人工很难判断空气质量，且这种环境下人工也很不容易控制现场的设备，而若排风设备长开，又会造成能源浪费。
1 高塔复合肥装置环境通风技术的研发
四川美丰化工股份有限公司下辖的四川美丰化工科技有限责任公司是以天然气为原料制氨最终生产三聚氰胺和硝基复合肥的化肥企业。其2×225 kt/a高塔硝基复合肥装置于2010开始建设，2014年初投产。装置采用塔式熔体造粒技术，以熔融硝铵为原料，加入粉状磷酸一铵、硫酸钾等后形成低共熔点化合物，经过充分混合、反应，生成流动性良好的含氮磷钾的熔体料浆，该料浆通过专用喷头喷入复混肥造粒塔后，在下落过程中与上升的空气进行热交换后冷却固化成颗粒，从而获得养分分布均匀、颗粒性状良好的复混肥料。
就高塔复合肥工艺、设备的选择，我公司在与众多复合肥专业设计院多次进行技术交流后，并结合分赴四川、青海、重庆、贵州等地复合肥厂开展复合肥工艺技术实地调查、研究的结果，针对现有高塔复合肥装置造粒工序安全隐患多、操作环境差、空气质量不达标等问题，成立了工业园项目管理部，管理部下设高塔硝基复合肥项目工作组，由经验丰富的工艺、设备、电仪技术人员组成，在对国内外高塔硝基复合肥造粒工艺、设备应用情况开展广泛调研的基础上，实施了高塔造粒工序生产环境通风系统的开发，最终研究开发出一种集监测、控制、执行于一体的高塔复合肥生产环境通风技术。
高塔复合肥生产环境通风技术能够有效解决高塔复合肥生产环境中有害有毒气体的监测和排放，使高塔各层内空气迅速自动置换，提高生产环境内的空气质量，消除安全隐患。系统由以下3部分组成。
1.1 监测系统
每一种物质都有其独特的理化性质，要实现同一种设备监测2种以上物质并将数据实时传输到控制系统，即需研究一种将氨气浓度测量装置和二氧化氮浓度测量装置组合在一起的监测系统，以提高监测设备的可靠性。这是通风系统研发的难点之一。
安装在高塔内不同楼层的空气监测设备实时监测有害气体的浓度，其信号输出端连接控制系统的信号输入端，生产中，各塔层中的空气监测设备随时对空气质量进行监测，实时数据以60 s刷新1次的速度传输给控制系统进行联合处理。
1.2 控制系统
高塔复合肥造粒工序各楼层区域相对独立，各楼层监测到的数据相差甚大，为保证准确地对有毒、有害气体区域进行空气置换，需设置分布式控制系统，将各楼层监测数据分区域处理后，再由分布式控制系统发出执行信号到对应楼层执行系统，即需研究一种分布式控制系统，该系统能够有效通过通讯单元连接监测系统和执行系统。这是通风系统研发的难点之二。
分布式控制系统的控制站设置在高塔外，通过通讯单元连接监测系统和执行系统，控制站的中央处理器接收到监测系统的信号后，通过内部计算单位计算执行单元的控制信号，将控制信号传送给执行系统执行操作。当监测到某一楼层的空气质量数据超出一定范围时，控制系统自动打开换气风机和母管控制阀，同时也打开这一楼层的平行支管控制阀，这样，执行系统开始对空气质量超标的楼层进行换气，同时本楼层的监测设备继续进行监测，当空气质量达标之后，控制系统自动关闭各阀门和换气风机。
1.3 执行系统
更多内容详见《中氮肥》2016年第5期