云南祥丰石化尿素粉尘回收装置投运成功

造粒塔排放气体中粉尘含量<20mg/Nm³,氨含量<10mg/Nm³


中化新网讯3月5日,记者从合肥瑞鑫化工科技有限公司(以下简称瑞鑫化工)获悉,由该公司负责实施的,云南祥丰石化有限公司(以下简称祥丰石化)年产50万吨尿基有机复合肥装置(30万吨尿素) 装置工程,造粒塔粉尘回收装置项目,已于近日顺利建成投产,造粒塔排放气体中粉尘含量<20mg/Nm³,氨含量<10mg/Nm³,拖尾现象得到明显改观。各项指标全部达到设计要求,标志着我国尿素粉尘回收技术取得重大突破。

据瑞鑫化工总经理王献介绍,50万吨/年尿基有机复合肥(中间产品为30万吨/年尿素),是云南祥丰实业集团有限公司年产80万吨新型生态绿色有机肥项目一期工程。瑞鑫化工以自主知识产权技术一举中标了该工程尿素造粒塔粉尘回收改造项目,经双方协商一致,决定在现有的造粒塔顶部建设一套粉尘回收装置,以降低粉尘排放量,满足排放气中的尿素粉尘达到环保要求。该项目2019年10月8日破土动工,2020年6月14日开始安装,2020年10月31日安装完毕,进入水联动试车。2021年3月1日化工投料,一次性开车成功,产出合格尿素成品。

据了解,尿素造粒塔是尿素生产中的关键设备,它通过自然通风和机械通风使融熔尿素在下落过程中达到凝固成型和冷却。在此过程中尿素造粒塔所排出的气体中就会夹带有不可忽视的尿素粉尘,这些尿素粉尘大部分将降落在附近数公里内的地面,不仅腐蚀物体,而且危害作物的生长,造成附近树木枝叶枯萎,破坏厂区绿化和清洁文明生产,这种污染也损害附近人员的健康。同时这部分尿素白白的排掉了,增加了消耗,也削弱了企业在市场的竞争能力,限制了企业的生存和发展。因此对尿素造粒塔粉尘进行回收已势在必行,是有利于企业,有利于社会环境、节能环保的重要项目。

 

王献指出,不管机械通风或自然通风的造粒塔,每吨尿素所需要的冷却空气量非常大的,约6000m³~10000m³,如果用干式或湿式除尘设备,其外形尺寸十分庞大,投资昂贵。国内有很多尿素生产厂已经增加自然通风回收装置,但从运行效果上看不太理想,特别是在夏季生产时,由于增加了粉尘回收装置,使尿素出塔颗粒温度一般上升7~10℃,造成尿素结块严重,被迫将回收箱体内的填料扒出,降低尿素出塔温度,但排放的尿素粉尘在80~120mg/m³,直接影响了粉尘回收的效果。

王献告诉记者,尿素造粒塔塔顶粉尘排放对环境的污染是长期困扰氮肥企业的一个难题。目前,绝大部分尿素装置的造粒塔粉尘排放仍然采取直排形式,未加任何处理。原设计并没有考虑粉尘处理装置。环保监测数据表明,较高浓度的尿素粉尘在强制通风的高流速下直排大气,带来了诸多问题:一是造成周边环境污染。粉尘排放,对厂区周围的农作物和花草树木的生长影响严重,道路和建筑物被腐蚀,周边居民也受害到影响。尤其是每年春秋季气压较低时,风速慢,粉尘不会被风带走,容易沉降,降落积聚到厂房周围,造成周边环境污染。二是产量损失。造粒塔顶排放粉尘浓度高,尿素日产量损失也较大。

为确保造粒塔排放气体中尿素粉尘含量;≤30mg/m³ ,解决夏季尿素粒子温度高、结块的问题。瑞鑫化工研究开发了造粒塔强制通风水洗粉尘(即湿法除尘)装置,并申请了国家专利,从而保证了尿素粒子温度不升高,又更好的回收了尿素。可以确保造粒塔粉尘回收装置运行后造粒塔出口排放气中的尿素粉尘含量;≤20mg/m³,氨尘含量;≤10mg/m³ ,尿素粒子温度夏季<70℃。并在山西天泽化工、湖北三宁化工等多家尿素生产付诸实施,祥丰石化尿素粉尘回收装置投运成功,又收到了非常满意的效果。(姜小毛)

 

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目前国内粉尘回收装置主要有两种:一是干法除尘(造粒塔布袋式除尘),二是湿法除尘(强制通风水洗除尘)。

造粒塔布袋式除尘,现国内已经在新疆、山东等地运行了几套装置,从运行的效果来看,除尘效果很好,但粉尘中每立方米80~100毫克的氨无法去除,且布袋除尘装置安装在造粒塔顶检修很不方便,现在使用的几个生产厂家均出现在夏季必需将生产负荷减至70%以下方能正常生产;个别厂家布袋除尘装置使用6个月后,布袋的损坏率高达60%以上,且由于尿素粒子过高,成品中的游离氨出不去,造成尿素颗粒易碎,粉尘量比没有增加粉尘回收装置时高出一倍,给产品销售带来了困难。

使用布袋除尘装置,开车初期和生产不正常时,蒸发尿液经常打循环,且打循环时要用蒸汽吹除喷头及管线上的尿液,尿素粉尘遇水份时即粘连结晶,堵塞布袋,至使阻力增大,出塔尿素颗粒温度升高,严重时会造成尿素结晶堵塞塔底料斗,夏季每半月即要清理一次,否则生产无法正常进行。

项目投资大,运行费用高。直径22米造粒塔布袋除尘装置有~16台轴流风机,风量大约在每台6万m³/h,每台风机电机用电量约为45kw/h,另外,还有电磁阀、仪表、鼓风机用电,合计用电量约900~1100kw/h,每年的用电量大约在400~500万元,尿素粉尘基本上无法回收,无任何经济效益可言,只是用于环保,治理污染。况且运行中无法除去排放气体中的氨,产生的粉尘及气溶胶将布袋粘连,至使尿素出塔颗粒温度升高,被迫每年至少要更换一次布袋,更换一次布袋费用约100多万元。布袋式除尘以22米的造粒塔为例:装置投资约1200万元左右,每年消耗的电费约400万左右,维修费用约150万左右,还有夏季因出塔颗粒温度高导致的尿素减产,给生产企业造成了很大的损失。

湿法除尘,采用循环喷淋洗涤技术,即用工艺冷凝液或解吸水解废水洗涤粉尘,经过循环洗涤到一定浓度,稀尿液去尿素系统回用,同时喷淋洗涤也能除去塔顶尾气排出的NH₃。可以解决尿素造粒塔尾气排放粉尘含量高的问题。

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