尿素生产装置废水处理系统的改造

1、尿素生产装置废水处理系统的改造赵正升 武京红 胡满荣(中国石油兰州石化公司化肥厂 730060摘要 介绍了尿素废水处理装置概况 , 阐述了废水处理系统的改造措施及所取得的效果 。 关键词 尿素 废水处理 改造 兰州石化公司化肥厂 52万 t/a 尿素装置采 用了意大利斯纳姆氨气提工艺 , 废水处理采用了 高温解吸水解法 。该装置投产以来 , 由于废水处 理系统存在缺陷 , 造成排放废水中氨氮含量一直 较高 , 影响了该厂废水的达标排放 。 为此 , 该厂采 取了一系列有效的措施 , 对废水处理系统进行了 改造 , 取得了较好的效果 。1 废水处理系统1. 1 废水排放情况尿素装置废水排放情况见

2、表 1。从表 1所列 数据可以看出 , 尿素装置排放的废水不但氨含量 很高 , 而且尿素含量也很高 , 如果不加以处理直接 排入水体 , 就会造成严重的污染 。 为此 , 在建造尿 素装置的同时 , 配套建造了解吸水解处理装置 , 较 好地解决了该装置废水污染问题 。表 1 尿素装置废水排放情况废水来源 氨含量 (% 尿素含量 (% 工艺冷凝液 5712放空冷凝液 20250清洗水 20301030泄漏物料 10302101. 2 解吸水解处理装置尿素在高温高压下被分解成 NH 3和 C O 2(水 解 , 再经蒸汽精馏 (解吸 , 从液相中分离出的 NH 3和 C O 2回收再用 , 处理合

3、格的水作锅炉用水 。 解吸水解工艺流程如图 1示 。 各设备放空产 生的冷凝液经回收泵打入工艺冷凝液槽 , 与生产 系统产生的工艺冷凝液一并经解吸塔给料泵 (P114 加压后送入解吸塔上塔 , 经下塔解吸出的 高温气体精馏 , 废水中的 NH 3部分解吸出来 , 并 进回收系统回用 , 液相再经水解塔给料泵 (P115 加压 、 换热后送入水解塔 , 同时加入 4. 0MPa 的蒸 汽 , 使废水中的 C O (NH 2 2分解成 NH 3和 C O 2, 气 相进回收系统回用 , 液相再进入解吸塔的下塔 , 同 时加入 0. 5MPa 的蒸汽精馏 ,NH 3和 C O 2从液相 中被分离出来

4、进入上塔 , 处理后的水经换热送锅 炉使用 (目前尚未回用 。图 1 解吸水解处理装置工艺流程简图1. 放空冷凝液回收槽 2. 回收泵 3. 工艺冷凝液槽4. 解吸塔给料泵 5. 解吸塔 6. 水解塔给料泵7、 8. 换热器 9. 水解塔工艺冷凝液及各设备放空冷凝液经解吸水解 处理后 , 出水中的 C O (NH 2 2含量检不出 ,NH 3含 量降至 3×10-6以下 , 完全达到了设计要求 。2 废水处理系统存在的问题及改造措施2. 1 废水处理系统存在的问题(1 在冬季 ,4. 0MPa 蒸汽压力不稳定 。水解 塔操作压力为 3. 53MPa , 在蒸汽压力低于 3. 6 MP

5、a 时 (冬季蒸汽用量大 , 压力不足 , 会因加不进 蒸汽而使水解温度达不到 235 的工艺要求 , 废 水中的 C O (NH 2 2分解不完全而使处理效果变 差 。(2 解吸水解出水电导高 , 不能作锅炉给水 , 目前在冬季仅作采暖水用 , 夏季只能排入下水 。 而其它指标均达到了锅炉给水要求 , 并且锅炉用 水 (二级脱盐水 每吨为 3. 5元 , 比消防水要高出3元还多 , 如 1年的生产时间按 8000h 计 , 那么该 水 (40t/h 回用后 , 每年就可节约 110万元以上的水费 , 而且废水排放量也会减少 32万 t/a 。因此 , 降低电导以回收该水是很必要的 。(3 原

6、回收泵在回收槽 (T -104 的顶盖上 , 由于回收液温度较高 , 加之其密封不严 , 溢出的含 NH 3蒸汽造成了该泵电机被腐蚀而经常损坏 , 使 回收液无法回收而被迫排入下水 , 造成厂总排口 NH 3-N 严重超标 。(4 在装置停车 24h 后 , 为防尿素合成塔被腐蚀 , 就要求将系统中的物料清理干净 , 并用水清 洗 。 由于系统中的容器容量有限 (只有 10m 3 , 清 洗水 (氨氮含量较高 无法回收而排入下水 , 不但 造成了废水中 NH 3-N 严重超标 , 而且也造成了 很大的浪费 。 2. 2 改造措施(1 解吸水解蒸汽系统改造为了解决 4. 0MPa 的蒸汽压力不稳

7、定的现 状 , 该厂从 7. 0MPa 的蒸汽管网中引入蒸汽 , 中间 使用减压阀减压至 4. 0MPa 后供水解塔使用 。经 此改造 , 保证了水解蒸汽压力的稳定 , 使水解塔温 度达到了工艺要求 , 从而保证了水解塔的正常运 行 。 该蒸汽只在 4. 0MPa 蒸汽压力不稳定时才使 用 , 正常情况下只处于备用状态 。(2 解吸水解输水管线改造 由于输水管线 、 放空管线材质均为碳钢 , 在高 温高压或含 NH 3放空废气的作用下极易腐蚀 , 而 被腐蚀进入水相的铁离子会使出水电导变高 。 为 此 , 该厂将输水管线全部改换为不锈钢材质 , 使出水电导由原来的 400m/cm 左右降至 2

8、00m/cm 左右 。 由于受资金限制 , 放空管线未作更换 , 因此出水电导仍然较高 。(3 回收泵 (P116改造 图 2 回收槽改造示意图 为了防止回收泵电机受含 NH 3蒸气的腐蚀 , 该厂进行了如图 2所示的改造 。将电机提高 , 并加密封底座 。原回收槽放空管线接在泵氮气密封放空 总管上 。 由于氮气量大 , 放空管真空度低 , 造成回 收槽放空废气排放不畅 , 含 NH 3蒸汽部分外溢而 腐蚀电机 。 为此 , 将回收槽放空管改在各设备放 空总管上 (正常生产时放空很少 , 使回收槽放空 废气顺利排出 。经此改造后到目前为止 (约 2年 时间 , 回收泵电机再未发生腐蚀损坏情况

9、, 保证 了回收泵的正常运行 。购置了 1台备用回收泵 (未配电机 , 当回 收泵任何 1台出现问题时 , 可随即将此泵换上 , 以 赢得充分的时间进行检修 , 保证了回收泵的连续 运行 。(4 为了回收系统停车时清洗的含 NH 3、 尿 素废水 , 增加 1个 200m 3的回收槽和 1台回收泵 。 经此改造后 , 一旦发生停车 , 可将清洗排放的含 NH 3、 C O (NH 2 2废水先排入原回收槽 , 再经原回 收泵打入新建回收槽中贮存 , 待生产正常后 , 用新 回收泵打入工艺冷凝液槽 , 最后送解吸水解处理 , 可缓解回收槽容量不足的矛盾 。 3 改造效果经过以上的改造 , 取得了

10、很显著的效果 , 达到 了预期目的 , 改造效果如表 2示 。表 2 改造效果月份改造前改造后氨氮浓度(mg/L 合格率(% 氨氮浓度(mg/L 合格率(% 197. 159. 0948. 280. 762105. 355. 0049. 685. 71395. 861. 5454. 881. 48492. 261. 5432. 7100. 00580. 862. 5081. 579. 20656. 369. 2336. 296. 20770. 459. 6240. 388. 00835. 7100. 0032. 592. 60959. 884. 6240. 080. 801040. 491.

11、6761. 080. 921150. 084. 0052. 080. 771263. 459. 2653. 280. 773 改造前取厂总排口 1998年数据 , 考核指标为 80mg/L ; 改造后取厂总排口 2000年数据 , 考核指标为 60mg/L从表 2可看出 , 改造前在生产运行正常时 (如 8、 9、 10、 11月份 , 在 8月份进行了大停车检修 , 设 备 、 工艺比较平稳 , 厂总排口氨氮平均浓度和合 格率都比较好 , 而在设备和工艺处于不太正常时 , 其平均浓度随即升高 , 合格率也降低了 。自改造 后 , 即使在设备 、 工艺不稳定时 , 监测结果也比较 好 。 然而

12、 , 由于受资金等因素的限制 , 此次改造还 不太彻底 , 厂总排口氨氮合格率还不是很高 (没有 全部达到 90%以上 , 因此还需进一步改造 。 4 遗留问题及整改计划 4. 1 遗留问题根据实际运行情况 , 废水处理系统还存在以 下几个问题 :(1 由于各设备放空管线及总放空管线材质 还是碳钢 , 腐蚀问题没有得到彻底解决 , 解吸水解出水电导仍然较高 。(2 回收槽增容不够 , 清洗水还不能全部回 收 。(3 几台尿液泵泄漏的 C O (NH 2 2被吹扫蒸汽直接带入了下水 , 没有得到回收 。 4. 2 整改计划对照以上存在的问题 , 拟定了如下整改计划 :(1 对各设备放空管线及总放

13、空管线进行更 换 , 或建 1套深度处理设施 , 从而达到回收的目 的 。(2 再建 1个回收槽 , 以便全部回收停车时排放的清洗废水 。(3 将尿液吹扫蒸汽改排回收槽进行回收 。(收稿日期 2001-03-19分子筛干燥器压差高的原因分析及改进中原大化集团有限责任公司的氢回收设备是 从法国液空公司引进的 。 由于氢回收采用深冷法 将合成弛放气液化 、 分离 , 工艺条件非常苛刻 , 因 此采用了较大的分子筛干燥器 。从投产至今 , 干 燥器的分子筛已更换了数次 , 效果均不错 , 唯独 2000年 3月更换的 2#分子筛干燥器运行不到半 年压差就慢慢上升 , 到 8月高达 0. 6MPa ,

14、 远远超 过了设计值 0. 3MPa 。在 9月初利用氢回收单元停车的机会打开 2#干燥器 , 发现干燥器的底部 Al 2O 3球吸水剂结 块近 200mm , 系 Al 2O 3球的质量问题所致 。针对 这一问题 , 首先对干燥器的分子筛 、 吸水剂的装填图 1 干燥器装填示意图表 1 改进前后分子筛 、 吸水剂装填情况 项目 改进前 改进后 干燥器底部钢网有有Al 2O 3球高度 (mm 540710中间钢网 无有分子筛高度 (mm 1200900上钢网 有有上钢网压 Al 2O 3球高度 (mm 1层 110装填总高 (mm 17401720方式加以改进 , 详见图 1和表 1。其次制定

15、了严格的操作法 , 定期分析进入干 燥器的弛放气的水含量 , 严禁发生进水事故 。改进结果 :(1 进一步降低了干燥器自身的 运行压差 (0. 22MPa ; (2 在确保处理弛放气的 前提下 , 减少了分子筛的装填量 , 增加了吸水剂的 装填量 , 提高了吸收水份的能力 ; (3 增加了中间 隔网 , 减少了分子筛和 Al 2O 3球粉尘的混合 , 降低 了粉尘粘结的可能性 。经过几个月的运行 ,2#干燥器工况良好 , 说 明改造是成功的 。(中原大化集团有限责任公司 濮阳 457004杨 杰 medium domestic amm onia plants.K eyw ords NH D d

16、esulfurization CO 2rem ovalT reatment of Slag from Coal G asification in Circulating Fluid 2B ed Boiler Zhou Shouzu and Chen JianliAbstract A brief account is given of the mechanism and characteristics of circulating fluid 2bed combustion technology. The use of the circulating fluid 2bed in the boil

17、er of the chemical fertilizer plant is described with respect to economic benefit , and the necessity of changing to the circulating fluid 2bed boiler is pointed out.K eyw ords circulating fluid 2bed boiler slag energy savingU se of Vibration Sieves with E lastic R ods in Screening in Depthof Coal F

18、eedGao ShanjunAbstract A description is given of the use of vibration sieves with elastic rods in the screening of coal feed in Anyang Chemical Industry G roup CO. , and an analysis is made of the problems emerging in operation.K eyw ords elastic rods vibration sieves coal feed screeningU se of Stru

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21、on gearbox of the amm onia unit in the chemical fertilizer plant and their s olution. The effect is dis 2 cussed of gear back 2lash on the safe operation of the gearbox , and a method is presented of how to change the gear back 2lash by ad 2 justment of eccentricity of the bush.K eyw ords reduction

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