成品尿素出現(xiàn)的問題及改造措施

張 帥，霍 睿，郭靈博

（河南晉開化工投資控股集團有限責(zé)任公司，河南開封 475000）

成品尿素出現(xiàn)的問題及改造措施

張 帥，霍 睿，郭靈博

（河南晉開化工投資控股集團有限責(zé)任公司，河南開封 475000）

成品尿素有著相當(dāng)廣泛的用途，如果成品尿素出現(xiàn)問題不僅僅會給使用者帶來影響，還會影響到生產(chǎn)企業(yè)的品牌形象。在文中就成品尿素所存在的質(zhì)量問題進行了分析，并提出了改造措施，以期為尿素生產(chǎn)提供借鑒。

成品尿素；問題；改造措施

我公司現(xiàn)有三套400kt/a尿素，其中一套大顆粒尿素、兩套中顆粒尿素，均采用CO2氣提工藝。兩套中顆粒公用一個直徑為25m造粒塔。自開車以來，尿素產(chǎn)品質(zhì)量與同行業(yè)相比較差，銷售壓力大，在激烈的市場競爭中，效益難以發(fā)揮，針對尿素質(zhì)量出現(xiàn)的問題，公司通過專項技改，質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，達到了預(yù)期效果。

1 尿素存在的質(zhì)量問題

1.1 尿素成品出塔溫度高

兩套400kt/a尿素裝置共用一個造粒塔，日產(chǎn)最高3100t，在運行期間，冬季成品溫度可達到指標(biāo)50～55℃，但夏季由于空氣溫度較高，出塔成品溫度高達80℃，溫度高顆粒強度低，易粉化，入包冷卻后，袋內(nèi)尿素易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。為擺脫這一狀況，公司在2012年安裝一套流化床冷卻裝置，夏季尿素溫度可以控制在60℃以內(nèi)，雖然暫時解決了溫度問題，但裝置運行不穩(wěn)定，粉塵管道經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，且裝置能耗較高，裝置運行一天耗電2×104kW·h，隨著電漲價，每年運行6個月費用較大。

1.2 尿素粉化嚴(yán)重，入包粉多

我廠中顆粒尿素粒度要求1.18～2.88mm≥92％，0.88mm ＜0.5％，出造粒塔后尿素離包裝樓較遠(yuǎn)，需要經(jīng)過四條皮帶，3個裝運站輸送才能進入包裝料倉，滿負(fù)荷生產(chǎn)時，篩粉樓每天出粉肥110t左右，占日產(chǎn)量的3％左右，曬粉量如此之大，入包尿素粉塵含量仍然超過0.5％的指標(biāo)，粉塵含量大，尿素在儲存時易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，客戶多次到公司投訴尿素成品粉塵大，影響了公司形象。

2 原因分析

2.1 出塔溫度高的原因

（1）造粒塔頂部出風(fēng)形式不是自下而上直接出風(fēng)，而是在上部出氣時，氣體折返向下出風(fēng)，造粒噴頭與出風(fēng)口處于同一平面，這樣風(fēng)道沒有恒溫?zé)釟馔ǖ?，減少了熱壓頭，形成滯留層，熱空氣排出阻力增加，頂部阻力增大，底部進風(fēng)量偏少，影響尿素顆粒冷卻效果，造成尿素出塔溫度高。出造粒塔成品溫度高也是尿素粉化的一個重要原因。

（2）從底部看造粒噴頭位于塔直徑中心，但四周有造粒塔的承重梁將其環(huán)繞，噴頭剛好位于四道梁形成的正方形中心。裝置長時間運行，四周梁上粉塵不斷增多，聚集到一定程度會阻礙噴頭噴出的尿液向四周運動的方向，塔頂出現(xiàn)粘塔現(xiàn)象。尿素顆粒出現(xiàn)粘連情況，這樣會使尿素粒度大小不一，大粒子冷卻效果差，造成成品溫度高。

2.2 粉塵含量高的原因

出造粒塔后成品輸送流程為：

在1#皮帶上取樣分尿素粉肥含量為0.3％左右，粒子強度約在6N。查尿素的物理性質(zhì)可知尿素的堆積密度為0.7～0.75t/ m3，由此可推算出8.5m產(chǎn)生的重力為6N，即當(dāng)尿素粒子落差為8.5m，粒子落下所承受的力為6N，落差高過8.5m，下落產(chǎn)生的壓力將高于6N，粒子將出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。當(dāng)尿素堆積高度超過8.5m，底部粒子承受壓力將超過6N，同樣出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。篩粉樓內(nèi)4#和5#皮帶落差查過12m，5#皮帶與料倉落差查過10m，所以尿素顆粒經(jīng)過一次次的轉(zhuǎn)運之后，雖然經(jīng)過了篩粉，但入包粉塵含量仍然高。

3 改造措施

3.1 針對成品溫度高主要從以下改造

（1）造粒塔頂出風(fēng)形式改造

2015年5月對造粒塔頂部出氣形式進行了改造，由折下側(cè)出風(fēng)改為頂部直接出風(fēng)。

將原來的出風(fēng)口用不銹鋼板封住，頂部增加與原來風(fēng)口一樣寬度的環(huán)形出風(fēng)口。經(jīng)過改造后，造粒塔的通風(fēng)高度相當(dāng)于增加了6m，用來彌補無恒溫?zé)釟獾赖娜毕荩黾恿藷釅侯^，也加大了通風(fēng)量。

（2）造粒噴頭改造

造粒塔改造后，排出了天氣對噴頭的干擾，在滿足中顆粒要求的情況下，將原來1.65mm孔徑的噴頭更換為1.45mm孔徑的噴頭，通過多次調(diào)試噴頭轉(zhuǎn)速結(jié)合粒度分析結(jié)果，將噴頭轉(zhuǎn)速由原來的900r/min調(diào)整至1000r/min達到了粒度、粉塵、溫度的最佳。通過調(diào)整噴頭和轉(zhuǎn)速，成品溫度較之前下降10℃左右。

（3）定期清理塔頂粉塵

清理塔頂風(fēng)塵是一項比較危險的作業(yè)，首先要把噴頭吊出，然后人從噴頭孔下去清理塔頂粘塔尿素，這是一項長期管理工作。一有機會就清理，這一年來沒有出現(xiàn)過塔頂粘連尿素影響成品溫度的情況發(fā)生。

3.2 針對粉塵量大的應(yīng)對方法

（1）降低落差

在2#裝運站內(nèi)2#和4#皮帶之間的落料管線首先進行改造，在距離4#皮帶1m位置增加可調(diào)節(jié)的插板閥，在距離2#皮帶下料口3m處增加一個液位計，首先用插板閥控制落料管內(nèi)尿素，截留一部分尿素，尿素在落料管內(nèi)越積越多，當(dāng)料位上漲到液位計處時，緩慢打開插板閥，保持落料管內(nèi)尿素液位不出現(xiàn)大波動，這樣2#皮帶經(jīng)過3m落差落到下料管內(nèi)的尿素上，下料管內(nèi)尿素經(jīng)過1m落差落到4#皮帶上。此方法運用到2#轉(zhuǎn)運站和篩粉樓，有效降低了尿素的落差，篩粉量從原來的110t降至30t。

（2）在2#轉(zhuǎn)運站增加包裝線

1#皮帶上尿素經(jīng)取樣分析，粉塵含量只有0.3％左右，因為1#線與2#線落差摯友米，所以在2#皮帶上取樣粉塵含量變化不大，均符合公司所要求指標(biāo)，為了減少后續(xù)粉化的量，在2#轉(zhuǎn)運站四樓增加兩條包裝線，距離2#皮帶下料口4m處分流一部分尿素，直接用于包裝，大大緩解了后工序的壓力。

（3）改進散料庫成品尿素管理方法

散料庫是為了后工序有問題，不影響生產(chǎn)裝置而設(shè)計的。整個散料庫可存中顆粒尿素1萬t，尿素一旦進入散料庫，再耙出來時，往往由于堆放時間長，長期裸露與空氣接觸而出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，且因為堆積過高，底部尿素和表面的尿素幾乎成為粉肥，因此車間出規(guī)定要求進入散料庫的尿素堆積高度不超過10米，并且皮帶要來回伸縮移動，這樣能夠防止粒子被擠壓和結(jié)塊，一旦結(jié)塊，耙料機耙料時易出現(xiàn)粉大現(xiàn)象，進入散料庫的尿素與生產(chǎn)的新尿素要按比例摻混。

（4）設(shè)備定期清理粉塵

篩粉樓安裝有三臺回旋篩，兩開一備，長時間運行網(wǎng)孔易堵塞，起不到篩粉作用。車間安排專人定期倒換清理篩網(wǎng)，一有停車機會，成品輸送皮帶，電機定期進行清理，保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。產(chǎn)生的粉塵及時清理，減少其進入正品尿素的機會。

4 改造后效益

1）經(jīng)過對造粒塔、噴頭等的改造，尿素的出塔溫度較往年明顯下降了18℃左右，2016年之前，公司4月份就已經(jīng)把流化床冷卻裝置投入運行，10月份才能停車，今年只開了7、8、9三個月，中顆粒流化床一天用電量為2×104kw·h，折合電費為1.15萬元，一個月僅電費為34.5萬元，再加上5個臨時工及設(shè)備維護費用，一個流化床運行費用為50萬，少開三個月，每年可節(jié)省150萬元。

2）尿素成品輸送經(jīng)過一系列改造和改進后，粉含量明顯降低，入包粉塵含量基本可以控制在公司要求的0.5％以下，改造后尿素包裝每天可減少粉肥80t左右，占日產(chǎn)量的2.5％，粉肥較正品尿素1t便宜20元左右，如果按照300d計算，一年可減少粉塵量2.4萬t，一年可增加收入48萬元。

5 結(jié)束語

目前，全國尿素產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，市場價格低迷，競爭異常激烈。企業(yè)只有千方百計挖潛降耗，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量才是生存之道，只有通過不斷改革增效，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。

Problems in the Finished Urea and Reformation Measures

Zhang Shuai，Huo Rui，Guo Ling-bo

Urea has a very wide range of uses，if the finished urea problems not only affect the user，but also affect the brand image of the manufacturer.In this paper，the quality problems of finished urea were analyzed，and some measures were put forward to provide reference for urea production.

Finished urea；Problem；Reform measures

TQ441.41

A

1003-6490（2016）08-0006-02

2016-08-10

張帥（1983—），男，河北邯鄲人，助理工程師，主要從事合成氨和尿素的生產(chǎn)工作。