尿素大颗粒系统存在的问题及原因

    山西兰花煤化工有限责任公司于2004年投产了1套18万t/a合成氨、30万t/a大颗粒尿素装置，尿素装置采用改进型CO2汽提法，大颗粒系统引进挪威海德鲁造粒技术。大颗粒系统自投产以来，长期存在以下问题：蒸发真空度提不起来，尿液浓度不达标；造粒机真空度难以控制在指标范围，尿素产品易结块；流化风机、流化风扇风量加不上来，尿素产品温度高；造粒系统粉尘量大。为解决以上问题，公司首先进行了如下分析。

       1.蒸发真空度提不起来，使尿液的沸点不能有效地降低，尿液中的水分不能大量蒸发出去（分析数据：熔融泵进口尿液浓度88%～90％），导致了将真空蒸发的部分任务挤入下一工序——造粒机。排查一切可能后，怀疑是蒸发冷凝器冷却效果差，未冷凝的气体增多，蒸汽喷射器的负荷加重以至于不能全部抽吸。

       2.洗涤风机风量不足，造粒机真空度难以维持。大颗粒洗涤器气相管径2020 mm，内加不锈钢除沫丝网，当雾化风机风、流化风机风、流化风扇风、尿液中蒸出的水蒸气等大量混合气通过时，阻力增大，不能瞬时通过，可能在除沫丝网前产生憋气现象，造成气体流量瞬时跟不上。相对风机来说，洗涤风机的排风量减少，当气体流量减少至风机临界流量时，则在流道内出现逆流（叶片压力面上发生逆流）。气体流量的相对减少或跟不上排风量，易造成逆流气体与主流气体强烈混杂，促使叶轮进口前产生预旋。流量越小，逆流越大，预旋越大，叶轮的能耗越大，整体效率越低。

       洗涤器筒体Φ6000 mm×10 mm，由不锈钢焊制而成，气相管Φ2020 mm×10 mm，除沫丝网Φ2020 mm×150 mm。当气体通过气相管时，由于除沫丝网的阻力，气体不能瞬时全部通过，造成通过除沫丝网的气量远远小于排风机的抽吸量，使除沫丝网后至排风机进口管间形成很大的真空。除沫丝网前后压差增大，加上气体通过除沫丝网时的节流效应，气体形成很大的流速 ，进入叶轮的轴向面积缩小，降低了风机叶轮的工作面，从而降低了风机的效率。另外气体的流速大，带液严重，风机的腐蚀加重。

       3.排风机风量小、流化风量和小流化风量加不上来、造粒机的真空度下降、尿液中的水分不能在瞬时蒸发出去，使尿液的结晶温度上升，在尿素颗粒上的附着力下降，加上冷却效果差，很容易在流化风的冲击下被击碎形成粉尘，从而增加了粉尘量。粉尘量的增加使最终产品冷却换热片壁易挂尘（因粉尘水分大，黏度大，易粘结），降低了换热效果，使产品温度上升并易堵塞最终冷却器，影响最终冷却器的运行时间和增加清洗频率。粉尘量的增加促使洗涤液增加，造成返回尿液槽的尿液量增加，同时稀释了尿液槽的尿液，从而增加了蒸发器、蒸发冷凝器的负荷。蒸发汽量的增加，冷却效果的下降会导致被抽吸气量增加，真空度下降，尿液浓度不达标，形成恶性循环。

       4.由于造粒机的真空度降低，使进造粒机的尿液不达标（约88%～90％），造粒机要蒸发的水量增加到占尿液总量的10％（正常时担负着蒸发尿液中水量的5％左右），可以看出造粒机的负荷足足增加了1倍，使尿素水分含量增加，产品易结块。

公司针对大颗粒系统存在的问题及原因分析，作了如下改造。

       1.将洗涤器气相出口管中的丝网除沫器下移至洗涤器上部，即最上一层规整填料之上，锥形体之下，丝网规格为Φ6000 mm×150 mm，材质为304L。这样就可增大流通截面积，降低气阻，增加分离效果。

       2.对蒸汽冷凝器封头隔板进行校正，提高冷凝器的冷却效果。