尿素解吸廢液回收運(yùn)行情況

賀小偉

尿素解吸廢液回收運(yùn)行情況

賀小偉

(江蘇華昌化工股份有限公司江蘇張家港215600)

0 前言

江蘇華昌化工股份有限公司分別于2004年和2005年投資興建了2套二氧化碳汽提法尿素生產(chǎn)裝置，均由五環(huán)科技股份有限公司設(shè)計(jì)，單套生產(chǎn)能力為150 kt/a。2005年7月，第1套尿素裝置投產(chǎn)；2006年12月，第2套尿素裝置投產(chǎn)。隨著2套尿素裝置的投產(chǎn)，日產(chǎn)尿素達(dá)1 000 t以上，每天有約500 t解吸廢液需要進(jìn)行外排。由于廢液中含有部分尿素、氨、二氧化碳及縮二脲等物質(zhì)，如果直接外排，廢液中的氨氮將會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染，而且造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。經(jīng)認(rèn)真調(diào)研，決定增加1套廢水處理裝置，將一部分解吸廢液進(jìn)行技術(shù)性處理，然后送往造氣鍋爐水夾套作為補(bǔ)充水；另一部分解吸廢液送本公司污水處理廠進(jìn)行處理，然后作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水?，F(xiàn)就廢水回收運(yùn)行情況進(jìn)行總結(jié)。

1 解吸廢液經(jīng)污水處理廠后作為循環(huán)水補(bǔ)水回用

由于尿素裝置產(chǎn)生的廢液量遠(yuǎn)大于造氣爐夾套的用水量，將多余的這部分廢液送至本公司污水處理廠，再進(jìn)行進(jìn)一步處理。污水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 污水處理工藝流程

解吸廢液經(jīng)格柵后進(jìn)入集水池，集水池廢液由潛污泵送入調(diào)節(jié)池，特殊情況下的高濃度廢液則進(jìn)入事故池。調(diào)節(jié)池中設(shè)置水下攪拌機(jī)，以防止水在流動(dòng)過(guò)程中懸浮物沉積。調(diào)節(jié)池的出水通過(guò)溢流堰溢流進(jìn)入A/O池的配水區(qū)，溢流堰內(nèi)的水通過(guò)管道接入沉淀池的配水區(qū)；沉淀池采用溢流出水，進(jìn)入污泥井，并檢測(cè)在污泥井中出水水質(zhì)，如出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)則作為循環(huán)水的補(bǔ)水，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)則返回至集水池繼續(xù)處理。

2 解吸廢液處理后送造氣系統(tǒng)回用

2.1 解吸水解原理

解吸就是將尿素生產(chǎn)的工藝?yán)淠褐械陌焙投趸挤蛛x出來(lái)，得到氨和二氧化碳的混合氣體，然后送回系統(tǒng)循環(huán)利用，同時(shí)得到不含氨和二氧化碳的液體。解吸是吸收的逆過(guò)程，吸收時(shí)需要提高壓力并降低溫度，而解吸則需要降低壓力和提高溫度。

目前常用的提高解吸溫度的方法是將水蒸氣直接通入解吸塔內(nèi)。此種方法一方面可以加熱溶液，提高溫度；另一方面，由于水蒸氣中不含氨和二氧化碳，氣相中氨和二氧化碳的分壓很低，其值小于溶液表面的平衡分壓，所以溶液中的氨和二氧化碳能進(jìn)入氣相中，以達(dá)到解吸的目的。

水解原理：水解就是用直接蒸汽加熱的方法，使溶液中的尿素分解為氨和二氧化碳，然后去解吸塔中進(jìn)行解吸，以回收分解得到氨和二氧化碳。

2.2 解吸后的廢液處理

現(xiàn)有2套尿素裝置中，老系統(tǒng)的解吸水解裝置是由五環(huán)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用先解吸、后水解、再解吸流程，設(shè)計(jì)能力12.5 m3/h。新系統(tǒng)的解吸裝置由上海金煉化工科技有限公司設(shè)計(jì)，采用高效液體分布器和規(guī)整填料，設(shè)計(jì)能力30 m3/h。2套裝置解吸廢液中含氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為20×10-6、含尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為100×10-6，不能直接回收或外排。為了充分利用這些廢水，使其變廢為寶，增加了1套廢水處理裝置，將處理后的廢水送往造氣鍋爐水夾套作為補(bǔ)水。

處理前對(duì)廢液進(jìn)行化驗(yàn)分析，其結(jié)果為：pH為9.2，硬度0.07 mmol/L，堿度5.4 mg/L，總鐵質(zhì)量濃度0.1 mg/L，氧質(zhì)量濃度0.2 mg/L。從以上數(shù)據(jù)可以看出，此水質(zhì)具有腐蝕性和結(jié)垢傾向，且氧含量、鐵含量均超標(biāo)。按照低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如不進(jìn)行必要的處理，不能作為造氣爐水夾套和余熱鍋爐水源使用?，F(xiàn)采用徐州水處理研究所的尿素解吸廢液處理技術(shù)，有針對(duì)性地對(duì)廢液進(jìn)行除鐵、催化、降氧及降硬緩蝕等綜合處理，調(diào)整夾套和余熱鍋爐水的水質(zhì)成分，防止在夾套內(nèi)生成難以清除的縮脲類(lèi)結(jié)晶，使夾套不因受熱而結(jié)垢，腐蝕也在允許范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生危害。其處理過(guò)程有以下幾個(gè)方面。

2.2.1 降硬

2.2.2 去鐵垢

由于氧的存在，廢水中的鐵離子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化鐵，如不及時(shí)處理，氧化鐵被帶入鍋爐，會(huì)在熱負(fù)荷高的部位生成堅(jiān)硬的氧化鐵垢，附著在鍋爐內(nèi)壁，進(jìn)而影響鍋爐的傳熱效果。如果大量聚集氧化鐵垢還會(huì)使鍋爐因受熱不均而發(fā)生危險(xiǎn)，因此，必須將水中的鐵離子質(zhì)量濃度降至0.1 mg/L以下。其處理方法是用錳砂過(guò)濾，使氧化鐵不進(jìn)入夾套鍋爐，可防止產(chǎn)生鐵垢和氧化鐵引起的垢下腐蝕。

2.2.3 防止二氧化碳腐蝕

2.2.4 除氧

氧是一種強(qiáng)氧化劑，很容易使金屬離子發(fā)生氧化而產(chǎn)生腐蝕。氧腐蝕是一種最常見(jiàn)又危害很大的腐蝕，在常溫下就會(huì)發(fā)生。其解決方法是加除氧劑，使水中氧質(zhì)量濃度降至0.1 mg/L，再向廢水中加入一定量的緩蝕劑，防止氧的腐蝕。

對(duì)經(jīng)過(guò)處理后的廢液成分進(jìn)行了跟蹤分析，從分析結(jié)果可以看出，處理后的廢水完全符合造氣爐夾套水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)，可以作為造氣爐的夾套用水。2005年12月，將處理后的廢水補(bǔ)入了造氣爐夾套，從使用效果來(lái)看，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)造氣爐夾套腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象，效果很好。

3 結(jié)語(yǔ)

江蘇華昌化工股份有限公司尿素裝置的廢液處理問(wèn)題得到了徹底解決，真正實(shí)現(xiàn)了尿素裝置的污水零排放，不僅給公司帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)保效益。

2016- 08- 29)