减少常压放空烟囱尾气氨含量的优化措施_李德光.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介：李德光（），男，助理工程师，主要从事尿素生产工作；减少常压放空烟囱尾气氨含量的优化措施李德光，李罗真（海洋石油富岛有限公司，海南东方）摘 要：分析了常压放空烟囱尾气氨含量高的原因，尿素溶液贮槽顶部排放管线和高压氨泵的机封排放管线采取相应的技术改造和优化操作。改造后，有效降低了氨放空量，不仅降低了氨耗，而且避免了环境污染。关键词：氨汽提工艺；常压放空；烟囱；氨含量；措施 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：海洋石油富岛有限公司化肥一期尿素装置采用斯那姆氨汽提法尿素生产工艺，设计产能为 。随着环保要求越来越高，尿素装置常压放空烟囱（）尾气氨含量的控制也面临严峻的考验。为降低常压烟囱尾气氨含量，笔者对其进行了深入的探讨和分析。常压放空烟囱工艺流程常压放空烟囱工艺流程见图。高压氨泵；氨升压泵；氨溶液泵；尿素溶液贮槽；工艺冷凝液贮槽；尿素废液贮槽；碳铵密闭排放槽；工艺冷凝液冷却器；低压冲洗水；低压蒸汽。图 常压放空烟囱工艺流程 机泵（高压氨泵、氨升压泵、氨溶液泵）机封泄漏排放气氨和贮槽（尿素溶液贮槽、工艺冷凝液贮槽、尿素废液贮槽、碳铵密闭排放槽）顶部排放气氨收集在常压放空烟囱中，工艺人员用水对气氨进行吸收，最后将尾气进行放空。原因分析正常情况下，常压放空烟囱尾气氨主要来自于尿素溶液贮槽的顶部排放管线和高压氨泵的机封泄漏排放管线，为降低常压放空烟囱的氨含量，可以从这 条管线进行分析。尿素溶液贮槽正常生产中，尿素溶液贮槽是没有尿液储存的，通常是在尿素装置洗造粒期间才会收集尿液。在温度较高的情况下尿素会加速水解生成氨，且温度越高，尿液中气氨的溶解度越低，这都导致了较多的气氨通过排放管线进入到常压放空烟囱中。在相同温度下，随着蒸汽压力变大，尿液浓度氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月变小；在相同压力下，随着温度降低，尿液浓度也会降低。尿素的水解随着温度的升高而增大，因此，在清洗造粒期间，通常将蒸发温度（）由 降到 ，相应的蒸发真空由 降到 ，以降低尿素溶液贮槽尿液温度从而降低尿液的水解率，同时温度低气氨的溶解度也会变大。另外，还可以往尿素溶液贮槽加入适量的冷水以控制尿素溶液贮槽尿液的温度。高压氨泵的机封排放管线当高压氨泵的机封处于完好状态时，其排放管线是没有气氨排放到常压放空烟囱中的。因此，为降低常压放空烟囱的氨含量，可以通过保护高压氨泵的机封，使机封处于完好的状态，避免因机封损坏导致气氨进入常压放空烟囱中。解决措施 尿素溶液贮槽顶部排放管线改造针对尿素溶液贮槽顶部排放管线，工艺人员进行了技术改造。在尿素溶液贮槽顶部排放管线加 路带有喷头的吸收水管线来对尿素溶液贮槽的尾气进行吸收（见图）。吸收水来自工艺冷凝液泵（），管线末端带有 个 形喷头，同时在管线上带有 形过滤网，加过滤网的目的是为了过滤吸收水中的杂物，避免杂物进入喷头影响喷头喷淋效果。通过此技改，不但可以在清洗造粒机时通过水洗的方法吸收尿素溶液贮槽部分尾气中的氨，降低进入常压放空烟囱放空尾气的氨含量，而且还可以稀释尿素溶液贮槽中的高浓度尿液。图 尿素溶液贮槽气氨排放管线改造示意图 高压氨泵机封相关保护措施 停车阶段装置停车过程中，中压氨系统有窜入甲铵的风险。甲铵会腐蚀高压氨泵机封，堵塞机封注氨通道，导致机封动、静环的黏连摩擦，对高压氨泵机封有着致命的影响。在尿素装置停车排塔的过程中，中压吸收塔极易上窜甲铵，甲铵进入中压后系统。为防止被甲铵污染的液氨进入高压氨泵，可以在尿素高压系统排塔前，采取以下措施：（）关闭高压氨泵的入口阀；（）停用高压氨泵的干气密封注氨，关闭高压氨泵注氨过滤器入口总管切断阀。通过这 条措施，即使出现甲铵进入中压后系统的事故，也可将甲铵封闭在中压后系统的液氨回收槽中，避免其进入高压氨泵及其机封。液氨回收槽中被污染的液氨可以通过排放置换处理，处理难度大大降低。氨泵置换阶段在高压氨泵泵体液氨的排放过程中，泵体压力降低后，液氨闪蒸导致泵体低温结霜，低温会导致机封损坏；在中压后系统加水置换的过程中，水分会进入高压氨泵及其机封。高压氨泵置换改进如下：（）在泵体液氨排放过程中，泄压至 时，及时投用 高压氮气置换，防止泵体结霜，避免低温冻坏机封；（）与中压后系统隔离。中压后系统上水置换前，需要确保高压氨泵与中压后系统完全隔离；或者在中压后系统充水置换前，高压氨泵提前进行氮气充压。避免水分进入到高压氨泵泵体、机封中，导致机封损坏。中压后系统上水置换完毕后需要加空气吹扫，避免水分积存于管道、设备的死角中。开车系统引氨环节大修后系统管道较脏，装置开车氨系统引氨氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月时，应及时排放初始的管道液氨，边引氨、边排放。通过对设备、管道的排放，保证物料的干净。引氨过程中需要注意控制液氨的温度，尽量接近常温。若液氨温度过低，液氨进入高压氨泵后容易引起机封泄漏。生产运行阶段高压氨泵机封对氨介质的洁净度要求很高，除合成装置带来的催化剂粉末及尿素氨系统意外窜入的甲铵外，还应注意防止液氨带油情况的发生。例如：在合成装置冷冻氨气压缩机和合成气压缩机的油污捕集器故障时都有可能会把含油介质送进尿素装置，造成尿素氨系统的液氨带油。常压放空烟囱气氨吸收水管线改造在常压放空烟囱原有吸收水的基础上，为进一步提升对气氨的吸收能力，工艺人员对常压放空烟囱气氨吸收水管线进行更新改造。在常压放空烟囱中部增加 路带有喷头的吸收水对常压放空烟囱尾气中的氨进行吸收（见图）。吸收水来自工艺冷凝液泵，每路管线末端带有 个 形喷头，同时在管线上带有 形过滤网，加过滤网的目的是为了过滤吸收水中杂物，避免杂物进入喷头影响喷头喷淋效果。在 形过滤网前后各安装 个切断阀，过滤网前切断阀作为加水控制总阀；过滤网前后安装切断阀是为了方便清洗过滤网时隔离使用。该技改的目的是在清洗造粒机时通过水洗的方法，使喷淋水与常压放空烟囱中的气氨逆向接触，更有效地吸收常压放空烟囱尾气中的氨。图 常压放空烟囱气氨吸收水管线造示意图 结语经过上述措施，有效地保证了尿素装置常压放空烟囱氨含量在正常范围之内，进一步保证了装置的节能降耗效果。参考文献 孙喜庆 造粒机雾化空气温度低的原因分析及处理 大氮肥，（）：黄卫星 大颗粒尿素造粒装置的维护管理优化 大氮肥，（）：赵涛子，叶泽斌，李罗真，等 大颗粒尿素生产装置隐蔽故障处理及日常管理 氮肥与合成气，（）：黄卫星 海德鲁流化床造粒装置长周期运行的研究 氮肥与合成气，（）：（收稿日期）欢迎投稿欢迎订阅欢迎刊登广告