大顆粒回收尿液對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)的影響及優(yōu)化操作

王淑霞，粟 升，鄢俊強(qiáng)

(中國(guó)石油塔里木石化分公司，新疆 庫爾勒 841000)

中國(guó)石油塔里木石化分公司尿素生產(chǎn)采用TEC流化床大顆粒造粒生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，為了達(dá)到氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生的粉塵必須經(jīng)過洗滌回收，大顆粒尿素粉塵回收系統(tǒng)主要是將來自造粒機(jī)、產(chǎn)品冷卻器和超大顆粒冷卻器以及小部分來自粉塵收集風(fēng)機(jī)的粉塵，在粉塵洗滌器填料層中與噴灑的尿素溶液逆向接觸實(shí)現(xiàn)除塵，經(jīng)處理后，粉塵洗滌器尾氣中尿素粉塵含量為30mg/Nm3或更少，粉塵洗滌器底部的尿液濃度達(dá)45%時(shí)返回蒸發(fā)系統(tǒng)回收[1，2]。

1 大顆?；厥漳蛞簩?duì)前系統(tǒng)的影響

裝置將L103(低壓分解器液位槽)的尿液經(jīng)LIC-1022(低壓分解器出液調(diào)節(jié)閥)、LV-1022減壓后，在0.032MPa(a)壓力下進(jìn)入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)，大顆粒裝置粉塵洗滌器回收的尿液通過GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)預(yù)熱預(yù)濃縮或者加入E114(真空濃縮器換熱器)直接蒸發(fā)濃縮。大顆?；厥漳蛞悍祷卣舭l(fā)系流程見圖1。

圖1 大顆?；厥漳蛞悍祷卣舭l(fā)系統(tǒng)流程

1.1 粉塵洗滌器回收尿液加入V104

當(dāng)粉塵洗滌器回收尿液加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)在于粉塵洗滌器回收尿液未加入之前，L104(真空預(yù)濃縮器液位槽)底部溫度大約為102℃，尿素濃度約為85%；當(dāng)粉塵洗滌器回收尿液加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)時(shí)，粉塵洗滌器回收尿液的溫度約為42℃，濃度約為45%，與L103(低壓分解器液位槽)過來的濃度約為70%、溫度為144℃的尿液充分混合，并且在E-104(真空預(yù)濃縮器換熱器)中進(jìn)行初步提濃后，減輕了真空濃縮器的蒸發(fā)負(fù)荷。其缺點(diǎn)是受真空預(yù)濃縮器換熱器E104換熱能力的限制，在生產(chǎn)過程中L104(液位槽)底部溫度TI-1047(真空預(yù)濃縮器出液溫度)會(huì)降低至90℃以下，在此條件下，尿素很容易結(jié)晶，影響P106(尿素溶液泵)的打量。

1.2 粉塵洗滌器回收尿液加入V114

當(dāng)粉塵洗滌器回收尿液加入E114(真空濃縮器換熱器)時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)前系統(tǒng)無影響，不會(huì)造成尿素溶液泵P106的打量波動(dòng)；但其缺點(diǎn)是低溫稀濃度的粉塵洗滌器回收尿液加入到102℃的、大約85%的尿液中時(shí)，沒有充分的混合，尿液可能發(fā)生少量結(jié)晶，出現(xiàn)E114(真空濃縮器換熱器)管內(nèi)尿液溫度、濃度分布不均的現(xiàn)象，影響E114(真空濃縮器換熱器)的換熱效率[3]。

2 V104氣相管線上添加PV1032

裝置采用將粉塵洗滌器回收尿液加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)中，為了避免P106(尿素溶液泵)打量波動(dòng)，在V104(真空預(yù)濃縮器分離器)氣相管線上添加一個(gè)PV1032(控制閥)，用來調(diào)節(jié)V104(真空預(yù)濃縮器分離器)內(nèi)部真空，控制L104(真空預(yù)濃縮器液位槽)的下液溫度，TI1047(真空預(yù)濃縮器)出液溫度不低于90℃。在V104(真空預(yù)濃縮器分離器)氣相管線上添加PV1032(真空預(yù)濃縮器分離器調(diào)節(jié)閥)之前，PI1032(真空預(yù)濃縮器)壓力為32kPa，蒸發(fā)系統(tǒng)E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量18.2t/h；當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入E114(真空濃縮器換熱器)中時(shí)，蒸發(fā)系統(tǒng)E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量22.5t/h。在V104(真空預(yù)濃縮器分離器)氣相管線上添加一個(gè)控制閥之后，當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)中時(shí)，在PI1032(真空預(yù)濃縮器)壓力不同的情況下，E114(真空濃縮器換熱器)需要的蒸發(fā)水量見表1。

表1 大顆粒返回尿液加入不同點(diǎn)及操作壓力下的蒸發(fā)水量統(tǒng)計(jì)

3 在生產(chǎn)中的優(yōu)化操作應(yīng)用

由表1數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過分析后可知，當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)中時(shí)，蒸發(fā)系統(tǒng)E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)的水量趨勢(shì)見圖2。

圖2 不同加入點(diǎn)及操作壓力下E114的蒸發(fā)水量趨勢(shì)

由圖2可以看出，當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)中時(shí)，在V104(真空預(yù)濃縮器分離器)氣相管線上添加一個(gè)控制閥后，隨著PI1032(真空預(yù)濃縮器)壓力的升高，E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)的水量也隨之升高。當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入V104(真空預(yù)濃縮器分離器)時(shí),隨V104(真空預(yù)濃縮器分離器)壓力P1032的不同,E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量見圖2 B點(diǎn)C點(diǎn)。由圖中可以看出,當(dāng)GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入不同的地方時(shí),E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量的曲線相交于C點(diǎn)處,在C點(diǎn)之后，隨著真空預(yù)濃縮器壓力PI1032的升高,E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量比大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵GA-605加入E114(真空濃縮器換熱器)中時(shí)的還多,加重了E114(真空濃縮器換熱器)的蒸發(fā)負(fù)荷。在B點(diǎn)與C點(diǎn)之間E114(真空濃縮器換熱器)需要蒸發(fā)水量比GA-605(大顆粒粉塵回收溶解槽尿液泵)加入E114(真空濃縮器換熱器)中時(shí)的要少,減輕了E114(真空濃縮器換熱器)的蒸發(fā)負(fù)荷。

通過圖2可知，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)真空預(yù)濃縮器壓力PI1032在43kPa，實(shí)際生產(chǎn)中真空預(yù)濃縮器壓力PI1032應(yīng)低于43kPa，如果蒸發(fā)系統(tǒng)E114蒸汽用量在最大時(shí)，蒸發(fā)真空度抽不起來或者蒸汽系統(tǒng)蒸汽不足，實(shí)際操作中可以將蒸發(fā)負(fù)荷前移，開大真空預(yù)濃縮器分離器調(diào)節(jié)閥PV1032開度，使真空預(yù)濃縮分離器多蒸發(fā)一些水，提高預(yù)濃縮尿液的濃度。

4 結(jié)語

V104(真空預(yù)濃縮器分離器)與V114(真空濃縮器分離器)都使用同一個(gè)抽真空系統(tǒng)，為了避免L104(真空預(yù)濃縮器液位槽)中的尿液結(jié)晶，在V104(真空預(yù)濃縮器分離器)氣相管線上加裝一個(gè)控制閥，用來控制V104中的真空度，通過調(diào)節(jié)閥位的大小，防止L104(真空預(yù)濃縮器液位槽)尿液進(jìn)入結(jié)晶區(qū)，影響P106(尿素溶液泵)的運(yùn)行，控制好V104(真空預(yù)濃縮器分離器)的真空度，最大程度減輕E114(真空濃縮器換熱器)的負(fù)荷，在生產(chǎn)中節(jié)約蒸汽耗量，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。