降低成品溫度減少尿素結(jié)塊的措施

卞興軍

(安徽省晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱晉煤中能)是集化肥、化工、熱電聯(lián)產(chǎn)于一體的綜合性煤化工企業(yè)，其裝置年產(chǎn)能力為氨醇150萬(wàn)t、尿素180萬(wàn)t、甲醇40萬(wàn)t、雙氧水60萬(wàn)t、復(fù)合肥25萬(wàn)t。目前，晉煤中能已具備生產(chǎn)多肽尿素、海藻尿素、鋅腐酸、禾谷素尿素等多種增值肥的能力，但尿素結(jié)塊現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。尿素結(jié)塊不但增加使用部門(mén)的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且影響公司聲譽(yù)。為此，晉煤中能成立了防止尿素結(jié)塊的攻關(guān)小組找出防止尿素結(jié)塊的有效措施。

1 原因分析

1.1 尿素成品溫度

尿素成品在包裝袋內(nèi)結(jié)塊的主要原因是成品溫度較高。特別在炎熱夏季，室外溫度很高，皮帶輸送機(jī)上尿素成品溫度最高達(dá)到70 ℃左右。高溫導(dǎo)致內(nèi)膜袋被燙爛，成品在包裝袋中結(jié)塊，造成成品浪費(fèi)[1]。

1.2 尿素成品設(shè)備設(shè)計(jì)

原流化床運(yùn)行不穩(wěn)定，由于設(shè)計(jì)不合理，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量不夠，造成進(jìn)料口經(jīng)常堵塞[2]。為了維持生產(chǎn)，進(jìn)料口只能過(guò)稍許料，達(dá)不到降低成品溫度的要求，滿足不了客戶的需求。

1.3 尿素儲(chǔ)存

對(duì)于可溶于水的固體，在接觸濕空氣的表面時(shí)都不是絕對(duì)干燥的，而是覆蓋一層極薄的液膜，液膜上溶液的濃度相當(dāng)于該溫度下的飽和溶液濃度。當(dāng)固體尿素周圍空氣中的水蒸氣分壓大于該溫度下飽和溶液的水蒸氣壓力時(shí)，空氣中的水就被吸收到固體表面的液膜上，液膜不斷增厚，使尿素中水分含量增加。如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，就能使尿素全部潮解成溶液;相反，如果空氣中的水蒸氣分壓小于該溫度下尿素表面上液膜的水蒸氣壓力，則液膜中的水分蒸發(fā)部分溶液重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，液膜變薄，尿素中水分含量降低[3]。

在尿素儲(chǔ)存、運(yùn)輸和堆放的過(guò)程中，顆粒表面緊密接觸；隨著尿素顆粒溫度和周圍空氣濕度的變化，顆粒表面發(fā)生吸濕或蒸發(fā)的過(guò)程，導(dǎo)致顆粒破碎，并在外界的擠壓下在顆粒表面液膜中出現(xiàn)再結(jié)晶，即結(jié)塊[4]。

2 技術(shù)改造具體方案

針對(duì)裝置存在的問(wèn)題，分析其原因后，筆者提出相應(yīng)對(duì)策，具體見(jiàn)表1。

表1 裝置存在的問(wèn)題及整改措施

針對(duì)尿素成品容易結(jié)塊的問(wèn)題，為了進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)需求，滿足客戶要求，新增1套尿素冷卻裝置，大大降低了成品溫度，防止了結(jié)塊，但是在運(yùn)行中仍出現(xiàn)一系列問(wèn)題需要解決。

該尿素冷卻裝置的工藝流程為：輸送皮帶上的V形閘板把尿素分流到南、北2個(gè)收集槽匯集到尿素冷卻器進(jìn)料倉(cāng)中，料倉(cāng)料位通過(guò)冷卻器底部的門(mén)式卸料器開(kāi)度來(lái)控制。尿素在冷卻器板間靠自身重力下落，在下落過(guò)程中與換熱片接觸，熱量被移走；冷卻后的尿素通過(guò)門(mén)式卸料器進(jìn)入斗式提升機(jī)底部，不斷旋轉(zhuǎn)的斗式提升機(jī)再把冷卻后的尿素提升至輸送皮帶上，然后送到成品包裝。

2.1 新增氮?dú)夤芫€

尿素冷卻裝置設(shè)計(jì)用干空氣進(jìn)行吹掃，需要增加1套空壓裝置，若不加干空氣，會(huì)造成物料不暢，容易堵塞，需要將尿素冷卻裝置停下來(lái)拆開(kāi)后對(duì)里面的擋板進(jìn)行清洗。

為了節(jié)約開(kāi)支，提高經(jīng)濟(jì)效益。將加干空氣改為加氮?dú)?，公司目前副產(chǎn)氮?dú)饩邆湓摋l件。

2.2 下料箱新增出氣管線

物料在斗提機(jī)下落過(guò)程中，會(huì)有大量的粉塵溢流到外面，影響巡檢人員的職業(yè)健康，同時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境。為了改善這一現(xiàn)狀，從下料箱處增加1條出氣管線到尿素冷卻裝置出氣，把多余的粉塵用引風(fēng)機(jī)吸走，為巡檢人員改善了工作環(huán)境，也有利于環(huán)保工作順利開(kāi)展。

2.3 出氣管線接到引風(fēng)機(jī)新增沖洗水

尿素冷卻裝置原出氣管線直接引到包裝粉塵室。運(yùn)行中由于阻力大，出氣管線不暢通，利用原流化床裝置引風(fēng)機(jī)，把出口管線接到引風(fēng)機(jī)進(jìn)口，讓引風(fēng)機(jī)抽到洗滌槽循環(huán)回收。又新增加1條沖洗水管線，在正常生產(chǎn)中進(jìn)行定時(shí)沖洗，確保尿素冷卻裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 新增冷卻裝置

改造前冷卻裝置的具體工藝流程見(jiàn)圖1。

LI3002—料倉(cāng)料位；TI3002—成品溫度計(jì)；LI3003—料倉(cāng)料位自調(diào)閥。

原設(shè)計(jì)用循環(huán)水直接給尿素冷卻裝置進(jìn)行冷卻，水質(zhì)較差，運(yùn)行一段時(shí)間容易出現(xiàn)結(jié)垢，嚴(yán)重影響冷卻效果。后技改為利用1#尿素廢舊冷卻器增設(shè)1個(gè)冷卻裝置，用循環(huán)水冷卻后的冷凝液進(jìn)行冷卻。這樣解決了循環(huán)水因結(jié)垢而影響冷卻效果，穩(wěn)定了裝置正常運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 實(shí)施效果

(1) 將原設(shè)計(jì)加干空氣改為加氮?dú)?，使冷卻裝置內(nèi)尿素粒子能夠充分循環(huán)起來(lái)，下料更暢通，達(dá)到設(shè)計(jì)降低產(chǎn)品溫度的要求。

(2) 通過(guò)技改讓引風(fēng)機(jī)把粉塵抽到包裝洗滌循環(huán)槽進(jìn)行回收，可以降低消耗，又減少尿素成品粉塵含量，防止尿素成品結(jié)塊。

(3) 在尿素冷卻裝置正常運(yùn)行中，定時(shí)沖洗出氣管線，使出氣管線更暢通，確保尿素冷卻裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

(4) 通過(guò)技改用循環(huán)水冷卻后冷凝液給尿素冷卻裝置進(jìn)行冷卻，解決了因循環(huán)水質(zhì)差而造成冷卻器結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生，提高了冷卻效果，降低了尿素成品溫度，防止了成品結(jié)塊。

通過(guò)以上技改，可以從微機(jī)顯示畫(huà)面(見(jiàn)圖2)可以看出:尿素成品溫度進(jìn)冷卻器溫度達(dá)到60 ℃左右，經(jīng)過(guò)冷卻后出料溫度為40 ℃左右，粉料進(jìn)入成品包裝袋后，增加成品強(qiáng)度，降低成品粉料，從而防止成品結(jié)塊。

FI_A33001—進(jìn)回水流量計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

晉煤中能通過(guò)長(zhǎng)期的工藝參數(shù)調(diào)整和對(duì)設(shè)備的升級(jí)改造，尿素結(jié)塊現(xiàn)象得到明顯控制，尿素外觀質(zhì)量得到提高;同時(shí),在對(duì)各個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的跟蹤對(duì)比和分析總結(jié)后，找出了系統(tǒng)的最優(yōu)操作，達(dá)到了減少或避免尿素結(jié)塊的效果，最終提高了產(chǎn)品的合格率，有效地解決了實(shí)際生產(chǎn)中遇到的難題，實(shí)現(xiàn)了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。