氨气提法和二氧化碳气提法尿素生产技术的新进展及评价

氨气提法和二氧化碳气提法尿素生产技术的新进展及评价内容摘要：

射出。 造粒器内同时加入返料晶种和散热介质空气 ,空气入造粒器的温度为 50～ 60℃ ,出造粒器最高温度 115℃。 出造粒器的尿素经冷却、斗提机、筛分后得成品尿素。 不符合成品要求的尿素经粉碎机破碎后与筛分后的粉末尿素合为一体进造粒器作为造粒晶种 ,返料比为 2∶ 1。 出造粒器的粉尘经水洗 、酸洗后排放 ,排放尾气中 NH3 为 20 mg/ m3 ,尿素为 15 mg/ m3。 酸洗用硫酸浓度 5 为 10 %～ 20 % 吸收造粒器的尾气之后成为硫酸铵和尿素溶液 ,可返回尿素系统 ,成品尿素中硫酸铵含量约为 2 500 610 ,或者将溶液循环至硫酸铵质量分数约 40 %出售。 尿素滚筒造粒单耗如表 1 示 [8]。 表 1 滚筒造粒单耗 项目 消耗 蒸汽 45kg 电力 24kwh 甲醛 3kg 脱盐水 80kg 造粒成本 45~72 元 深度水解 吨尿素理论生成水量 300 kg ,但因有真空系统的蒸汽冷凝水和系统的冲洗水等 ,工艺水量可达 600 kg。 工艺水中氨质量分数为 4 %～ 5 %,CO 2为 1. 5 %～ 2 %,尿素 0. 5 %～1. 0 %.因此 ,一般尿素厂设有工艺废水低压解吸处理装置 ,经处理后排放的废水中含 NH30. 07 %,尿素 0. 5 %～ 1. 0 %。 近 10 年来 ,发达国家对排放废水中氨氮的含量严加限制 ,并以法令的形式作了规定 ,如意大利国家标准中总 N 以 NH4+计为 15 mg/L。 欧洲肥料制造商协会规定排放水中尿素含量为 1 mg/L ,氨 5 mg/L。 废水中的氨可用蒸汽和空气气提 ,尿素可采用生物氧化法、反渗析法、次氯酸盐氧化法离子交换法、亚硝酸盐氧化法和水解法处理。 斯奈姆公司对尿素废水深度水解在取得小试和中试成果的基础上 ,于 1983 年在为特立尼达和多巴哥的国家能源公司设计的 1 座 1620t/ d 尿素装置中应用深度水解处理尿素废水获得成功 [9]。 经多年的改进 ,工艺流程如图 2 示。 6 主要设备 ,如水解器为卧式 ,内有隔板 ,蒸汽压力为 3. 5 MPa (表压 ),温度一般保持在 230℃。 精馏塔为立式浮阀 板式塔 ,操作压力为 ～ MPa(表压 ) ,低压蒸汽直接加入塔内。 经处理后的废水 ,氨和尿素含量均小于 1 106 ,可作锅炉给水 ,实现了尿素装置无废水排放 [10]。 CO2 压缩机的选型 70 年代初 ,斯奈姆公司在意大利的尼开姆工厂成功地应用了第一台离心式 CO2压缩机。 斯奈姆公司通过反复比较后认为 :当尿素生产能力大于 800 t/ d 时 ,宜选用离心式 CO2压缩机 ,采用蒸汽拖动。 当尿素生产能力小于 800 t/ d 时 ，宜选用往复式 ,采用电机拖动 [11]。 造粒塔 排风口尿素粉尘洗涤装置 在自然通风的条件下 ,喷淋式造粒塔塔顶排放气体中尿素粉尘为 90 mg/ m3。 设有除尘装置的新型造粒塔排出空气中的粉尘含量经测定为 40～ 50 mg/ m3,该指标对大多数的国家和地区是可以接受的 ,但仍不能满足部分国家和地区的要求。 为此 ,斯那姆公司开发了尿素粉尘洗涤工艺 ,详见图 3[12]。 7 采用该工艺后 ,造粒塔粉尘排放量降至 15mg/m3 以下 ,吨尿素电力消耗为 9 kWh (按生产规模为 1 000 t/ d 计 )。 防爆措施 氨气提法尿素工艺钝化加氧量 为 0. 25 %,惰性气体经洗涤回收氨之后 ,其组成仍在爆炸范围之内 ,仍存在潜在爆炸的危险性。 斯奈姆公司在这方面又开发了 1 项新技术 ,即在惰洗气的洗涤系统内加入天然气或合成弛放气 ,以改变惰性气体回收氨后的组成 ,置于爆炸区之外 ,确保安全。 以 1750 t/ d 生产规模为例 ,加甲烷量为 150 m3/ h (标态 ),经洗涤后的惰洗气送一段炉燃烧用。 工艺流程见图 4[13]。 8 第二章 CO2 气提法尿。