三聚氰胺氨洗滌塔排氣氨含量高原因分析及改進(jìn)

李金利

（河南能源化工集團(tuán)中原大化公司，河南 濮陽(yáng)457004）

某公司三聚氰胺生產(chǎn)裝置的廢氣，全部回收到氨洗滌塔，經(jīng)氨洗滌塔洗滌處理后排放，排放廢氣中的氨含量超標(biāo)，最高達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，污染環(huán)境，影響裝置的環(huán)保要求及三聚氰胺的氨耗，增加了三聚氰胺生產(chǎn)成本。

針對(duì)氨洗滌塔排放廢氣中氨含量高的原因進(jìn)行分析，采取優(yōu)化系統(tǒng)、技術(shù)改造等相應(yīng)措施，以降低氨洗滌塔排放廢氣的氨含量。

1 氨洗滌工藝流程

氨洗滌工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 氨洗滌工藝流程Fig 1 Process of ammonia stripping

氨洗滌塔內(nèi)裝2層鮑爾環(huán)填料，三聚氰胺生產(chǎn)裝置中的廢氣進(jìn)入氨洗滌塔底部，頂部加入精制水，再逆流接觸，用精制水或脫鹽水洗滌后的廢氣從塔頂部放空，液相作為儀表、泵機(jī)封沖洗水進(jìn)入系統(tǒng)。

2 廢氣氨含量高原因分析

1)隨著該公司3套三聚氰胺裝置和小尿素裝置陸續(xù)投產(chǎn)，各套裝置之間聯(lián)系愈來(lái)愈緊密，改變了一些工藝操作情況：

①在第2套三聚氰胺裝置投產(chǎn)時(shí)，為了節(jié)省資金，2套三聚氰胺裝置共用1個(gè)碳銨液緩沖槽，第1、第2套三聚氰胺裝置的尾氣都送到第1套三聚氰胺的碳銨液緩沖槽中，相應(yīng)地增加了碳銨液緩沖槽的氣相放空量。原設(shè)計(jì)為5.4 t/h，而實(shí)際達(dá)到了10.8 t/h。

②原設(shè)計(jì)用大尿素16～18 t/h的稀碳銨液吸收第1套三聚氰胺裝置尾氣，吸收尾氣后的碳銨液再送大尿素中壓系統(tǒng)。2005年小尿素投產(chǎn)后，第1、第2套三聚氰胺尾氣全部送小尿素裝置，不再用碳銨液吸收，改用200～400 kg/h的水吸收尾氣，尾氣不能被完全吸收，增大了碳銨液緩沖槽的氣相放空量。

③由于小尿素全部回收第1、第2套三聚氰胺尾氣后，不再用大尿素碳銨液吸收尾氣，使碳銨液緩沖槽內(nèi)物料的結(jié)晶點(diǎn)大幅提高，故碳銨液緩沖槽的操作溫度由原先設(shè)計(jì)的操作溫度55℃提至95℃以上，目前操作溫度保持在102℃（溫度低了易結(jié)晶堵塞管線），大大增加了碳銨液緩沖槽的氣相放空量。

以上這些改變，超出了氨洗滌塔和氨回收系統(tǒng)的回收能力，經(jīng)氨洗滌塔放空，造成三聚氰胺成本升高的同時(shí)，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。

2)裝置氣相排放標(biāo)準(zhǔn)提高。原設(shè)計(jì)尿液槽、熱水槽、料漿槽、循環(huán)液槽、機(jī)封水槽以及母液槽的氣相直接排放到大氣，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造全部回收到氨洗滌塔，通過(guò)氨洗滌塔將氨脫除后排放，從而增加了氨洗滌塔的負(fù)荷。

3)高壓廢水負(fù)荷高，設(shè)計(jì)為25 t/h，但目前基本維持在35 t/h左右，處理過(guò)的精制水，經(jīng)冷卻器后，溫度由設(shè)計(jì)的40℃提高到目前的60～65℃；較高溫度的精制水進(jìn)入洗滌塔，作為氨洗滌塔的噴淋水，降低氨洗滌塔的吸收效果。

4)三聚氰胺裝置負(fù)荷由100%提至120%，產(chǎn)生的含氨氣體相對(duì)增多；三聚氰胺裝置已運(yùn)行10多年，部分閥門老化出現(xiàn)內(nèi)漏等。

以上原因造成了廢氣經(jīng)氨洗滌塔洗滌后，排出的氣相氨含量超標(biāo)。

3 改進(jìn)措施

3.1 優(yōu)化操作

1)嚴(yán)格按指標(biāo)控制三聚氰胺、高壓廢水裝置各操作參數(shù)；

2)盡量在急冷、汽提出料含量合格的情況下保持低水循環(huán)量，減少送到高壓廢水裝置的廢水量；

3)穩(wěn)定高壓廢水的操作，避免精致水氨氮超標(biāo)，將精制水氨氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.15×10-3內(nèi)，確保洗滌塔源頭噴淋水的潔凈；

4)在保證急冷塔、二氧化碳汽提塔、氨汽提塔的鈍化空氣量達(dá)標(biāo)的前提下，盡量減少鈍化空氣用量；

5)關(guān)閉精制水到氨洗滌塔的管線伴熱，關(guān)閉氨洗滌塔至循環(huán)泵的管線伴熱，降低洗滌水溫度；

6)在干燥器溫度穩(wěn)定的情況下，適當(dāng)減少熱空氣的量，從而降低洗滌塔熱負(fù)荷；

7)嚴(yán)格控制氣相到氨洗滌塔的各個(gè)槽罐的液位，發(fā)現(xiàn)液位指示不準(zhǔn)及時(shí)聯(lián)系處理，避免漫液到氨洗滌塔；

8)及時(shí)檢修內(nèi)漏的調(diào)節(jié)閥，研磨、更換內(nèi)漏的氨閥門，減少排放到氨洗滌塔的氨量；

9)大修時(shí)檢查、熱洗氨洗滌塔填料；

10)針對(duì)洗滌塔冷卻器設(shè)計(jì)能力小的情況，加大其循環(huán)量、現(xiàn)場(chǎng)全開(kāi)到上塔的循環(huán)閥，來(lái)提高洗滌塔的吸收效果。增加氨洗滌塔冷卻器板片，不定期清洗冷卻器冷卻水進(jìn)口濾網(wǎng)，把冷卻器冷卻水進(jìn)口管線的進(jìn)口由冷卻水總管的下部改在上部，避免泥沙堵塞管線，板片結(jié)垢，換熱效果不好，導(dǎo)致氨洗滌效果不好。

3.2 技術(shù)改造

1)碳銨液緩沖槽氣相管線技改后同時(shí)送第1套氨汽提塔和第2套氨汽提塔。見(jiàn)圖2。

當(dāng)碳銨液緩沖槽液相送小尿素裝置時(shí)，尾氣是靠加水（200～300 kg/h）吸收，尾氣冷卻器的溫度不能控制低，要在95℃以上，根據(jù)尾氣組分適當(dāng)調(diào)高。此時(shí)PV31291開(kāi)度很大，如送到氨洗滌塔，尾氣排放量大、氨耗高；如全部送到大修技改的碳銨液緩沖槽氣相到大尿素裝置，三聚氰胺氨耗高，且不易控制；如全部送到氨汽提塔，1套氨回收系統(tǒng)吸收2套的尾氣，系統(tǒng)很快會(huì)亂，CO2含量高，水解塔氨給料泵汽化；本次技改，把碳銨液緩沖槽氣相可同時(shí)送第1套氨汽提塔C3106和第2套氨汽提塔，可降低第1、第2套三聚氰胺裝置的氨耗，降低廢氣中的氨含量。

2)在精制水冷卻器后增加1臺(tái)板式換熱器。高壓廢水裝置設(shè)計(jì)能力是25 t/h，3套三聚氰胺裝置同時(shí)開(kāi)車時(shí)，精制水冷卻器換熱不能滿足要求，出口溫度高達(dá)60℃。在精制水冷卻器后又串聯(lián)1臺(tái)板式換熱器后，溫度降下來(lái)后的精制水送到氨洗滌塔，能更好的吸收廢氣中的氨。見(jiàn)圖3。

3)氨洗滌塔循環(huán)泵原設(shè)計(jì)沒(méi)有到氨洗滌塔上部的循環(huán)量，現(xiàn)增加到氨洗滌塔上部的管線，提高氨洗滌塔氨洗滌塔的吸收效果。

4 實(shí)施效果

圖3 精制水冷卻器后增冷卻水冷卻器Fig 3 Water cooler added behind purified water cooler

經(jīng)過(guò)一系列措施實(shí)施后，減少了排放到氨洗滌塔的含氨氣體，回收了三聚氰胺碳銨液緩沖槽氣相中的氨，降低了到氨洗滌塔的精制水溫度，提高了氨洗滌塔吸收效率，降低了氨洗滌塔排放氣相的氨含量。經(jīng)分析出氨洗滌塔氣相氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在0.1%以下，最低達(dá)到58×10-6；氨耗有了大幅度的降低，由2011年的0.10 t/t下降到每噸0.04 t/t，1 a按生產(chǎn)三聚氰胺55 kt、1 t氨按2 800元計(jì)，則1 a可節(jié)約924萬(wàn)元，有效的降低了三聚氰胺的生產(chǎn)成本，達(dá)到了預(yù)期的效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)綜合分析，從優(yōu)化系統(tǒng)操作和技術(shù)改進(jìn)2方面對(duì)三聚氰胺裝置進(jìn)行改進(jìn)，即減少了氣相排放中的氨含量，也做到了節(jié)能降耗，降低了三聚氰胺成本，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。