白雪峰，吴杰
（山西丰喜华瑞煤化工有限公司，山西 新绛043100）
［摘 要］山西丰喜华瑞煤化工有限公司1 000 t/d CO2汽提法尿素装置于2006年7月建成投产，其解吸水解系统解吸废液量约35 m3/h，长期以来，解吸废液中氨含量20～30 mg/L、尿素含量70～80 mg/L，远达不到环保排放要求；将此高氨氮含量的废液补入尿素循环水系统，不利于循环水系统的优质运行。经调研考察与对标分析等，找到了症结所在，2022年8—9月尿素装置停车大修期间实施了加高解吸塔塔体、更换解吸塔与水解塔塔盘、增设卧式水解器及板式换热器等优化改造。改造后，解吸水解系统运行正常，解吸废液氨含量、尿素含量均小于5 mg/L，水解塔（含新增的卧式水解器）中压蒸汽用量大幅减少，助力了尿素装置的优质运行。
［关键词］CO2汽提法尿素装置；解吸水解系统；解吸废液不达标；解吸塔改造；水解塔改造；问题解决；运行情况
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）01-0026-04
0 引 言
山西丰喜华瑞煤化工有限公司（简称丰喜华瑞）1 000 t/d CO2汽提法尿素装置于2006年7月建成投产，其解吸废液量约35 m3/h，长期以来解吸废液氨含量20～30 mg/L、尿素含量70～80 mg/L，无法达到山西省环保厅《关于印发合成氨（甲醇）行业生产工艺废水超低排放达标验收实施方案》（晋环发〔2011〕181号）和国家环境部《合成氨企业环境守法导则》（环办函〔2014〕979号）中尿素冷凝液中氨含量＜5 mg/L、尿素含量＜5 mg/L的要求，尤其是近年来环保形势日益严峻，企业环保压力极大；另外，解吸废液用作尿素循环水系统补水，不仅造成原料（氨、尿素）的浪费，而且增加了污水处理厂的负荷。为实现解吸废液的达标排放，丰喜华瑞对解吸水解系统实施了一系列优化改造，收到了良好的效果。以下对有关情况作一介绍。
1 改造前解吸水解系统概况
1.1 主要设备
丰喜华瑞解吸水解系统主要由第一/第二解吸塔、水解塔、回流冷凝器、回流冷凝器液位槽、解吸塔给料泵、水解塔给料泵、解吸塔换热器、水解塔换热器、废水冷却器等组成，其作用是对尿素工艺冷凝液进行解吸和水解：水解塔内，在高温蒸汽的作用下将溶液中的尿素水解为CO2和氨，水解后的气体与液体返回到解吸塔中，经过降压、升温，将溶液中的CO2和氨解吸出来，解吸气进入回流冷凝器，利用循环水进行冷凝，得到含有更多CO2和氨的溶液，返回尿素低压吸收系统。
主要设备参数：① 第一/第二解吸塔，规格Φ1 400 mm×10 mm×24 783 mm，第一解吸塔（上塔）15层筛板塔盘、第二解吸塔（下塔）21层筛板塔盘，材质316L，设计压力0.75 MPa；② 水解塔，规格Φ1 800 mm×（14 mm+4 mm）×23 712 mm，21层条形筛帽塔盘，材质316L/16MnR，设计压力2.1 MPa；③ 回流冷凝器，规格Φ900 mm×8 mm×6 855 mm，换热面积192 m2，材质316L；④ 回流冷凝器液位槽，规格Φ1 300 mm×8 mm×2 612 mm，容积2.7 m3，材质316L；⑤ 解吸塔换热器（板式换热器），换热面积240 m2，材质316L；⑥ 水解塔换热器（2台并联），规格Φ700 mm×12 mm×7 265 mm（长），单台换热面积190 m2，材质316L；⑦ 废水冷却器（板式换热器），换热面积9.2 m2，材质316L；⑧ 解吸塔给料泵（一开一备），型号XCA80-50-250，单台流量45 m3/h、扬程76 m，材质316L；⑨ 水解塔给料泵（一开一备），型号DT46-50×4，单台流量46 m3/h、扬程200 m，材质316L；⑩ 回流泵（一开一备），型号XCA50-32-200，单台流量12 m3/h、扬程51 m，材质316L。
1.2 工艺流程
尿素蒸发系统各段冷凝液，均含有一定量的氨、CO2和少量尿素，经管线进入氨水槽，氨水槽内用隔板分为三个间隔（两小一大），各间隔之间在其下部有孔连通，其液位相同但不完全相混：大间隔用来贮存事故排放液和冲洗的工艺液体；常压吸收塔来的冷凝液入第一小间隔，由于其氨含量和CO2含量较高，用泵送至低压甲铵冷凝系统；一段、二段蒸发冷凝液入第二小间隔，一路用低压吸收塔给料泵送往低压吸收塔，另一路由解吸给料泵送入解吸换热器与第二解吸塔底部出液换热，被加热至90～100 ℃后送至第一解吸塔上部。第一解吸塔的操作压力为0.15～0.30 MPa，蒸发冷凝液（碳铵液）在其中解吸出氨和CO2；出第一解吸塔的液体，经水解塔给料泵加压至1.7～1.9 MPa经水解塔换热器换热后进入水解塔上部，水解塔下部通入2.5 MPa中压饱和蒸汽，使液体中所含的少量尿素水解成氨和CO2，水解塔气相进入第一解吸塔的上部，水解塔液相经水解塔换热器预热进料后温度降至150～160 ℃，进入第二解吸塔上部，第二解吸塔操作压力为0.15～0.30 MPa，塔下部通入0.35 MPa低压饱和蒸汽，塔底温度约130 ℃，从液相中解吸出来的氨和CO2及水蒸气，直接导入第一解吸塔的下部，与第一解吸塔底部液相进行质热交换。出第一解吸塔的气相，含水量＜40%，在回流冷凝器中冷凝，冷凝液一部分作为回流液经回流泵送至第一解吸塔顶部，与塔内上升的气相进行质热交换，以减少出塔气相的水含量，另一部分冷凝液送至低压甲铵冷凝器作为吸收液，未被冷凝的气体则进入常压吸收塔，进一步吸收氨和CO2后放空。经第二解吸塔解吸后的液相氨含量＜30×10-6、尿素含量＜50×10-6，经解吸塔换热器、废水冷却器冷却后送至尿素循环水系统作为补水。
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