粉塵回收在大顆粒尿素裝置中的應(yīng)用與優(yōu)化

楊 雪，劉婷婷

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

0 引言

在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備支持下，粉塵回收在大顆粒尿素裝置中的應(yīng)用十分普遍，并且起到了很好的回收效果，在一定程度上緩解了大顆粒尿素生產(chǎn)粉塵量大的問(wèn)題。但是，粉塵回收系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)受到系統(tǒng)設(shè)備和工藝流程等方面的影響，影響到粉塵回收效率，使得大顆粒尿素裝置的運(yùn)行處在不良狀態(tài)下，并且造成了比較嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)操作人員和生產(chǎn)環(huán)境造成巨大危害。

1 大顆粒尿素裝置粉塵回收系統(tǒng)

大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的粉塵回收系統(tǒng)主要由填料床和噴霧嘴等部分組成，其作用是將大顆粒尿素裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的大量粉塵進(jìn)行充分吸收，并通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行粉塵除霧，最終得到符合國(guó)家工業(yè)氣體排放標(biāo)準(zhǔn)的廢氣，具有環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的雙重功效[1]。大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的粉塵回收系統(tǒng)，可以將來(lái)自大顆粒尿素造粒機(jī)、冷卻器和粉塵收集風(fēng)機(jī)的粉塵，與噴灑尿素溶液在填料床上進(jìn)行逆向接觸，以此實(shí)現(xiàn)除塵目的?？梢詫⒋箢w粒尿素裝置生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量粉塵控制在30 mg/m3或者更小含量以下，除塵效果顯著。

2 粉塵回收在大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的工作原理

粉塵回收系統(tǒng)在實(shí)際工作中是一個(gè)比較復(fù)雜的除塵過(guò)程，該系統(tǒng)中擁有粉塵洗滌器、粉塵洗滌器引風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、溶解槽泵和返回蒸發(fā)系統(tǒng)等。其工作原理為：粉塵回收系統(tǒng)將來(lái)自大顆粒尿素造粒機(jī)、尿素成品冷卻器和超大顆粒冷卻器中含有大量粉塵的空氣，與粉塵收集風(fēng)機(jī)收集到的粉塵空氣一同送入到粉塵回收系統(tǒng)中的洗滌器填料層下方，含有粉塵的空氣在與系統(tǒng)中自上而下的液體充分混合以后，超過(guò)99%的粉塵都可以在洗滌塔中被去除，實(shí)現(xiàn)凈化氣體的目的[2]。第一次除塵后的空氣會(huì)進(jìn)入除沫器，將洗滌器中排出的空氣進(jìn)行再次凈化，將粉塵含量降到30 mg/m3以下。如果粉塵回收系統(tǒng)中的液體濃度超過(guò)40%以上時(shí)，部分液體可以經(jīng)過(guò)粉塵洗滌塔的循環(huán)泵，被重新輸送到粉塵洗滌器中進(jìn)行除塵，溶解槽泵可以將稀釋后的液體送回到蒸發(fā)系統(tǒng)，形成循環(huán)除塵。

3 粉塵回收系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題

粉塵回收系統(tǒng)在大顆粒尿素裝置中的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)常會(huì)發(fā)生以下問(wèn)題，直接影響到粉塵回收系統(tǒng)的應(yīng)用效果，導(dǎo)致大量粉塵排入到空氣環(huán)境中，造成環(huán)境污染，對(duì)生產(chǎn)人員的健康造成直接威脅。

3.1 濾網(wǎng)堵塞

大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的粉塵回收系統(tǒng)，通常使用自然通風(fēng)方式，粉塵回收系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口處若沒(méi)有安裝專(zhuān)用過(guò)濾裝置，遇到風(fēng)沙大的天氣或者大風(fēng)天氣，空氣中的沙塵或者樹(shù)葉等雜質(zhì)就容易進(jìn)入到系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口，隨風(fēng)被送入到大顆粒尿素裝置中，在收集槽底部形成沉積，堵塞液體收集槽的過(guò)濾網(wǎng)；一些細(xì)小的雜質(zhì)還會(huì)進(jìn)入到系統(tǒng)的循環(huán)槽中，導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞。實(shí)際情況下，生產(chǎn)人員為了保證粉塵回收系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通常需要5～6 d 就對(duì)進(jìn)風(fēng)口、濾網(wǎng)進(jìn)行一次清理[3]。

3.2 粉塵回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量

粉塵回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量會(huì)直接影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，無(wú)論是哪一個(gè)零部件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題無(wú)法正常工作，都會(huì)對(duì)整個(gè)粉塵回收系統(tǒng)的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，影響到粉塵回收的效率。尤其是粉塵回收系統(tǒng)中的填料固定桿，必須要根據(jù)生產(chǎn)工藝合理選材，因?yàn)槠滟|(zhì)量與大顆粒尿素的溫度和運(yùn)輸情況具有直接關(guān)系。粉塵回收系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樘盍蠈庸潭U軟化變形而發(fā)生運(yùn)行故障，因?yàn)樘盍蟽A倒堵塞到尾氣通道，致使粉塵回收系統(tǒng)運(yùn)行不暢。

3.3 尿素含量低

一般在產(chǎn)量達(dá)標(biāo)的前提下，粉塵回收系統(tǒng)每天可以回收近7 t 的尿素粉塵，如果循環(huán)液中的尿素質(zhì)量占比為10%，那么每天就需要保證粉塵排放吸收液的量在70 m3以上。但是，粉塵回收系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生尿素吸收液含量不足的情況，導(dǎo)致系統(tǒng)蒸發(fā)的負(fù)荷加重，致使消耗量增加，影響大顆粒尿素裝置中氨水槽的液位、蒸發(fā)真空度等。造成尿素含量低的原因主要有水幕噴嘴堵塞、循環(huán)液排放過(guò)快和循環(huán)液溫度較低等[4]。

3.4 補(bǔ)液槽補(bǔ)液量不充足

粉塵回收在大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的過(guò)程中，如果尿素洗滌液的消耗量過(guò)大，而此時(shí)補(bǔ)液槽中的補(bǔ)液量不足，會(huì)對(duì)粉塵回收系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行造成一定影響，導(dǎo)致其無(wú)法滿(mǎn)足正常的生產(chǎn)需求。補(bǔ)液槽補(bǔ)液量不充足問(wèn)題的產(chǎn)生，主要是因?yàn)檠a(bǔ)液管線(xiàn)比較細(xì)，補(bǔ)液速度慢，低于洗滌液的消耗速度。

4 粉塵回收在大顆粒尿素裝置中應(yīng)用的優(yōu)化舉措

4.1 加強(qiáng)濾網(wǎng)堵塞監(jiān)測(cè)與處理

依據(jù)粉塵回收系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，濾網(wǎng)堵塞問(wèn)題會(huì)直接造成粉塵回收的應(yīng)用效率與質(zhì)量下降，同時(shí)加大系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，給生產(chǎn)人員帶去更大的工作負(fù)擔(dān)。所以，為了保證粉塵回收系統(tǒng)的應(yīng)用效果，需要加強(qiáng)對(duì)濾網(wǎng)堵塞的監(jiān)測(cè)和處理：在水幕噴嘴處的壓力降低時(shí)，馬上檢查循環(huán)液泵的出口壓力，如果壓力不變則說(shuō)明水幕噴嘴入口濾網(wǎng)發(fā)生了堵塞，需要及時(shí)將水幕噴嘴入口切斷閥開(kāi)大，提高閥后壓力，對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)清理；反之，如果循環(huán)液泵出口的壓力發(fā)生明顯下降，就說(shuō)明了液體收集槽下的濾網(wǎng)或者循環(huán)液泵的進(jìn)口濾網(wǎng)處發(fā)生堵塞，需要對(duì)堵塞濾網(wǎng)進(jìn)行及時(shí)清理[5]。

大顆粒尿素裝置操作人員還需要加強(qiáng)對(duì)裝置數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包括監(jiān)測(cè)循環(huán)液泵出口壓力、尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等，綜合判定系統(tǒng)濾網(wǎng)堵塞問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象，采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，及時(shí)清理或更換水幕噴嘴，以此保證粉塵回收系統(tǒng)在大顆粒尿素裝置中得到有效應(yīng)用。

4.2 強(qiáng)化設(shè)備保養(yǎng)及檢修

粉塵回收在大顆粒尿素裝置中的應(yīng)用效果，受到填料層固定桿質(zhì)量的影響很大。如果填料層固定桿選材不當(dāng)或者質(zhì)量不合格，在正常使用的過(guò)程中就會(huì)發(fā)生材料變形，失去固定作用，導(dǎo)致填料層傾倒，并造成系統(tǒng)尾氣通道的堵塞，影響粉塵回收系統(tǒng)和大顆粒尿素裝置的正常使用。此時(shí)的大顆粒尿素溫度會(huì)達(dá)到100 ℃，經(jīng)過(guò)沖洗后也沒(méi)有得到太好的效果。在遇到這種情況時(shí)，設(shè)備保養(yǎng)和檢修人員需要第一時(shí)間對(duì)傾倒的填料進(jìn)行清理，保證尾氣流通順暢，系統(tǒng)運(yùn)行故障即可馬上解除，大顆粒尿素的溫度也會(huì)恢復(fù)到正常數(shù)值[6]。為了避免同類(lèi)型問(wèn)題再次發(fā)生，提高粉塵回收系統(tǒng)在大顆粒尿素裝置中的應(yīng)用效果，可以對(duì)填料層的固定桿進(jìn)行更換，使用不銹鋼等抗形變能力比較強(qiáng)的材料，提高固定桿的自身強(qiáng)度，以此有效規(guī)避固定桿使用中變形所導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行故障。

4.3 提高尿素含量

在提高尿素含量的過(guò)程中，操作人員首先要確保大顆粒尿素裝置粉塵回收系統(tǒng)的設(shè)備清潔，對(duì)系統(tǒng)的濾網(wǎng)、噴嘴等零部件進(jìn)行全面且徹底的清理，從而提高循環(huán)液尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？梢愿淖冄h(huán)槽的加熱方式，將傳統(tǒng)的原通蒸汽加熱改為內(nèi)部盤(pán)管加熱，進(jìn)而提高系統(tǒng)整體的加熱效率，保證循環(huán)液的溫度在40 ℃左右。生產(chǎn)人員需要在值班中對(duì)循環(huán)液進(jìn)行取樣分析，得到相應(yīng)的尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)以后，根據(jù)分析結(jié)果制定下一個(gè)階段的操作內(nèi)容，如尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞10%時(shí)，需要進(jìn)行排放操作，如果＜10%就可以繼續(xù)循環(huán)。

4.4 優(yōu)化大顆粒尿素裝置工藝流程

粉塵回收系統(tǒng)的有效應(yīng)用除了跟自身的設(shè)備質(zhì)量和運(yùn)行參數(shù)有關(guān)，還與大顆粒尿素裝置的造粒系統(tǒng)運(yùn)行效果有關(guān)，因此需要優(yōu)化其工藝流程，降低造粒系統(tǒng)粉塵的產(chǎn)生量[7]。從現(xiàn)有的大顆粒尿素裝置應(yīng)用情況來(lái)看，有效降低粉塵產(chǎn)生量的方式主要有以下4 點(diǎn)：①調(diào)節(jié)流化床風(fēng)量和引風(fēng)機(jī)，將造粒機(jī)的內(nèi)負(fù)壓控制在-0.25～-0.3 kPa；②有效控制流化床的高度，一般為現(xiàn)場(chǎng)視窗的3/4，以此避免其出現(xiàn)空床；③降低造粒機(jī)的工作溫度，可以有效改善大顆粒尿素晶體的結(jié)構(gòu)，減少粉塵；④合理調(diào)整破碎機(jī)的輥間間距和負(fù)荷，其返料比應(yīng)該控制在0.4～0.5，避免尿毒顆粒偏小而被吸入到粉塵回收系統(tǒng)中。

5 結(jié)論

粉塵回收在大顆粒尿素裝置中的應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用，在很大程度上緩解了粉塵量大的問(wèn)題，起到了節(jié)能、環(huán)保的作用，應(yīng)用價(jià)值較高。為此，相關(guān)生產(chǎn)人員需要充分了解粉塵回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并結(jié)合工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)應(yīng)用問(wèn)題，制定針對(duì)性的優(yōu)化措施，進(jìn)而提高粉塵回收系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效率與質(zhì)量，獲得更好的應(yīng)用效果。