第28卷 化肥工业 第4期
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
汽,使废水中的CO(NH2)2分解成NH3和CO2,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,NH3和CO2从液相中被分离出来进入上塔,处理后的水经换热送锅炉使用(目前尚未回用)。
尿素装置废水排放情况见表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
废水来源工艺冷凝液放空冷凝液清洗水泄漏物料
氨含量(%)
5～720～2520～3010～30
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
尿素含量(%)
1～2010～302～10
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CO(NH2)2含量检不出,NH3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
1.2 解吸水解处理装置
尿素在高温高压下被分解成NH3和CO2(水
解),再经蒸汽精馏(解吸),从液相中分离出的NH3和CO2回收再用,处理合格的水作锅炉用水。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NH3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
塔操作压力为3.53MPa,在蒸汽压力低于3.6
MPa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CO(NH2)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
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第28卷 化肥工业 第4期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NH3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NH3-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10m3),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NH3-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NH3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
m/cm左右降至200μm/cm水电导由原来的400μ
左右。由于受资金,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
为了防止回收泵电机受含NH3蒸气的腐蚀,该厂进行了如图2所示的改造。
①将电机提高,并加密封底座。
②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NH3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,保证了回收泵的正常运行。
③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NH3、尿素废水,增加1个200m3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NH3、CO(NH2)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
改造前
月份
1234567101112
改造后
氨氮浓度
(mg/L)48.249.654.832.781.536.240.332.540.061.052.053.2
氨氮浓度
(mg/L)97.1105.395.2.280.856.370.435.759.840.450.063.4
合格率
(%)59.0955.0061.5461.5462.5069.2359.62100.0084.6291.6784.0059.26
合格率
(%)80.7685.7181.48100.0079.2096.2088.0092.6080.8080.9280.7780.77
3 改造前取厂总排口1998年数据,考核指标为80mg/L;改造
图2 回收槽改造示意图
后取厂总排口2000年数据,考核指标为60mg/L
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第28卷 化肥工业 第4期从表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,由于受资金等因素的,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
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CO(NH2)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
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,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Al2O3球吸水剂结块近200mm,系Al2O3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
表1 改进前后分子筛、吸水剂装填情况
项目干燥器底部钢网
Al2O3球高度(mm)
改进前有
540
改进后有
710
中间钢网分子筛高度(mm)上钢网上钢网压Al2O3球高度(mm)装填总高(mm)
无
1200
有
900
有
1层1740
有
1101720
方式加以改进,详见图1和表1。
其次制定了严格的操作法,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Al2O3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)
图1 干燥器装填示意图
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JOURNALOFTHECHEMICALFERTILIZERINDUSTRY
Vol.28 No.4 2001(SerialNo.166)
mediumdomesticammoniaplants.
Keywords NHD desulfurization CO2removal
chemicalfertilizerplantandtheirsolution.Theeffectisdis2cussedofgearback2lashonthesafeoperationofthegearbox,andamethodispresentedofhowtochangethegearback2lashbyad2justmentofeccentricityofthebush.
Keywords reductiongearbox gear gearback2lash
TreatmentofSlagfromCoalGasification
inCirculatingFluid2BedBoiler
ZhouShouzuandChenJianli
Abstract Abriefaccountisgivenofthemechanismandcharacteristicsofcirculatingfluid2bedcombustiontechnology.Theuseofthecirculatingfluid2bedintheboilerofthechemicalfertilizerplantisdescribedwithrespecttoeconomicbenefit,andthenecessityofchangingtothecirculatingfluid2bedboilerispointedout.
Keywords circulatingfluid2bedboiler slag energysaving
RetrofitofWastewaterTreatmentSystem
ofUreaProductionUnit
ZhaoZhengsheng,WuJinghongandHuManrong
Abstract Thegeneralsituationispresentedofthewastew2atertreatmentsystemofaureaunit,andadescriptionisgivenoftheretrofitmeasuresforthesystemandtheresultsobtained.
Keywords urea wastewatertreatment retrofit
BriefSum2UpofWaterTreatmentTechnologybyPreliminaryDesalination
UseofVibrationSieveswithElastic
RodsinScreeninginDepth
ofCoalFeed
GaoShanjun
MaQunsheng
Abstract Adescriptionisgivenofthenecessityforadop2tionoftheprocessofpreliminarydesalinationinthewatertreat2mentsystem,theretrofitprocess,theoperationconditionande2conomicbenefit.
Keywords preliminarydesalination technicalrenovation
Abstract AdescriptionisgivenoftheuseofvibrationsieveswithelasticrodsinthescreeningofcoalfeedinAnyangChemicalIndustryGroupCO.,andananalysisismadeoftheproblemsemerginginoperation.
Keywords elasticrods vibrationsieves coalfeed screening
economicbenefit
GuardforMethanolSynthesis
CatalystanditsUse
ZhouHongjun,ZhouGuanglinandWangDongmei
Abstract Thecauseisanalyzedforthedeactivationofthemethanolsynthesiscatalyst,thenecessityisputforwardofusingaguardforthecatalyst,andacomparisonismadeamongguardsathomeandabroadwithrespecttoproperties.
Keywords methanol catalyst guard
UseofStructuredCeramicPackingsinNitricAcidUnitbyMagnesium
NitrateProcess
SunLihui
Abstract Adescriptionisgivenofthecharacteristicsofstructuredceramicpackingsandtheliquiddistributor,theretrofitcontentsoftheconcentratingtower,therequirementsforerec2tion,andtheprocessoperationandresultsaftertheretrofit.
Keywords structuredpackings distributor concentrat2ednitricacid
ImprovementonHydraulicOilUnit
ControlSystem
LiuPintao
Abstract Adescriptionisgivenofthehydraulicoilunitandthehydraulicsluicevalvesunderitscontrol:thesolutionout2letvalveXV-05001oftheabsorberforCO2removalandthein2letvalveXV-06001ofthemethanator,anassessmentismadeofitsoperation,andaschemeisproposedforimprovementonthelogicalprogram.
Keywords hydraulicoilunit hydraulicsluicevalves logiccontrol assessment
TheEffectofGearBack2lashonServiceLifeofGearSystemandMethodofAdjustment
LiZhuobin
Abstract AdescriptionisgivenofthecausesforfailureofgearsintheJZ1406reductiongearboxoftheammoniaunitinthe
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