尿素粒子冷卻項目總結(jié)

許亮明，劉 然

(河北正元化工工程設(shè)計有限公司， 石家莊 050061)

河北正元氫能科技有限公司(簡稱正元氫能)年產(chǎn)60萬t合成氨、80萬t尿素項目自2015年開車以來達產(chǎn)達標，達到了預期的產(chǎn)能，取得了良好的經(jīng)濟效益;但是也存在著一些問題，如進尿素散料庫的粒子溫度偏高，2016年—2018年的7月、8月最高溫度超過70 ℃，而且由于廠區(qū)所處的地理位置夏季濕度大，散料庫粉化、結(jié)塊現(xiàn)象比較嚴重，對此，正元氫能委托河北正元化工工程設(shè)計有限公司對出造粒塔的尿素粒子進行冷卻設(shè)計。該冷卻項目自2019年夏季投運以來，達到了比較理想的運行效果。

1 工藝設(shè)計及流程

尿素產(chǎn)品市場主要用于工業(yè)用戶，尿素蒸發(fā)系統(tǒng)中沒有往尿素熔融液中增加甲醛，致使尿素粒子強度差，散料庫中尿素粒子溫度高達70 ℃以上，粉化吸濕現(xiàn)象嚴重，影響了產(chǎn)品質(zhì)量[1-2]。尿素粒子冷卻工藝流程見圖1。

圖1 尿素粒子冷卻工藝流程

在該冷卻項目中,從尿素造粒塔底部出來的尿素粒子進入皮帶棧橋，在適當高度、位置設(shè)置電動卸料器，進入尿素粒子固體冷卻器，經(jīng)循環(huán)水間接冷卻后，落入底部的斗提機，斗提機將降溫后的尿素粒子再次提升到原設(shè)計皮帶機上，再經(jīng)過皮帶輸送至包裝車間。為了防止粒子堵塞，底部裝有氣動振動器；為了防止粒子結(jié)塊，冷卻器底部通入空氣；冷卻器頂部、底部裝有布袋除塵器[3-4]。

該冷卻工藝不改變原皮帶輸送系統(tǒng)，在春、秋、冬季節(jié)仍按原皮帶系統(tǒng)流程，在夏季增加犁式卸料器走冷卻流程即可，改造流程短、費用低。

該冷卻工藝主要設(shè)備及參數(shù)見表1。

表1 主要設(shè)備參數(shù)

2 自動控制系統(tǒng)

該尿素粒子冷卻系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要分為料位控制、氣動振動器控制、出水溫度控制及周邊邏輯控制。通過進料倉料位與下料器開度聯(lián)鎖實現(xiàn)尿素冷卻器料位的自動控制；氣動振動器則通過電磁閥控制；出水溫度通過脫鹽水上水調(diào)節(jié)閥控制。斗提機與犁式卸料器、尿素冷卻器料位與犁式卸料器之間也應(yīng)通過聯(lián)鎖使斗提機和冷卻器的料位保持在一個合理的范圍內(nèi)。

3 改造效果

該尿素粒子冷卻系統(tǒng)自2019年5月投運以來，運行良好，沒有出現(xiàn)過問題。造粒塔底部尿素冷卻器進口溫度最高達到75 ℃，經(jīng)過冷卻后尿素溫度可低至45 ℃；脫鹽水上水溫度為25 ℃，回水溫度為45 ℃，達到了設(shè)計要求。產(chǎn)品質(zhì)量滿足了國標要求。

4 項目投資

該項目總投資約470萬元，其中設(shè)備購置費350萬元，土建費50萬元，安裝費50萬元，其他費用20萬元。

5 注意事項

(1) 由于尿素冷卻器的材質(zhì)特點，建議冷卻水采用脫鹽水，如確需使用循環(huán)水冷卻時，循環(huán)水中氯離子質(zhì)量分數(shù)應(yīng)控制在300×10-6以內(nèi)。

(2) 尿素粉塵本身濕度較大，當除塵管道角度較小時，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

(3) 在該項目改造過程中，原尿素輸送不需要停車，不改變原皮帶輸送系統(tǒng)，改造流程短，施工方便；尿素粒子冷卻系統(tǒng)切換過程中也不需要停車，不影響正常生產(chǎn)。

6 結(jié)語

該項目實施后達到了預期效果，為正元氫能尿素裝置夏季高溫時的穩(wěn)定運行和提高產(chǎn)品品質(zhì)提供了保證。同時,該項目工藝流程短、設(shè)備設(shè)計合理、布局緊湊、充分利用棧橋下部空間，占地小、投資少，非常適合華北及以南地區(qū)的尿素冷卻系統(tǒng)改造。