海南富岛化工合成氨及尿素生产过程中的工艺冷凝液处理
海南富岛化工有限公司日产1000吨合成氨、1765吨大颗粒尿素装置是我国“八五”期间从国外成套引进的大型化肥装置，合成氨生产采用英国ICI-AMV工艺，尿素生产采用意大利Snamprogetti氨汽提技术。整套装置工艺技术先进，操作性能较为稳定，产生的废水污染物少。其中，合成氨工艺冷凝液和尿素工艺冷凝液全部加以处理回收，因此污染物排放量少，经济效益与环保效益都较为显著。我公司于1996年10月28日建成投产，经过一年多的试运行后，于1998年2月17日-23日，中国环境监测总站对我公司的环保设施运行情况进行了验收监测。监测结果表明，我公司的工艺冷凝液处理设施运行情况良好，污染物处理效率较高，处理后工艺冷凝液全部可以回收利用。
1.合成氨工艺冷凝液的处理
1.1.合成氨工艺冷凝液的来源
在合成氨生产过程中，烃类低温变换炉出口气体、CO2再生塔顶部出来的气体以及甲烷化炉出口气体中均含有大量的水蒸汽，这些水蒸汽被冷却后成为需要排出的工艺冷凝液。由于工艺冷凝液中含有少量的NH3、CO2、甲醇和甲醛等，所以在排放或回收利用前要预先经过处理。由于和原水相比，处理后的工艺冷凝液纯净度高，加工成锅炉给水比原水所花的费用少，所以对处理后的工艺冷凝液还应尽量地回收使用。
1.2.工艺冷凝液的处理
我公司的合成氨工艺冷凝液处理过程如图1所示：
工艺冷凝液经预热后进入汽提塔，在此用低压蒸汽汽提。冷凝液中的NH3、CO2、甲醇、甲醛等被汽提出来，汽提汽经闪蒸槽进一步处理后引至65米高塔处排放，从汽提塔底出来的处理后的冷凝液，经换热冷却至50℃后，送至脱盐水装置作为补充给水。
图1.合成氨工艺冷凝液处理回收工艺流程图
1.3.处理效果
工艺冷凝液的处理量为43吨/小时。1998年中国环境监测总站对这一系统进行验收监测，监测项目为系统进出口液相中的PH、CODcr、NH3。 监测结果见表1。
|
|||||||||||||||||||||
|
表1、合成工艺冷凝液处理回收系统监测结果 单位：mg/l |
处理后排放的尾气约1000kg/h，其中主要组份是水蒸汽(约占93%)，另有大约2%甲醇、4%CO2、1%NH3，低于排放标准值。
2.尿素工艺冷凝液的处理
2.1.尿素工艺冷凝液的来源
尿素工艺冷凝液主要来源于真空浓缩系统和用来回收所有偶然排放的含有甲铵或氨溶液的碳铵溶液密闭排放槽。
2.2.工艺流程
我公司的尿素工艺冷凝液处理如图2所示：
图2.尿素工艺冷凝液处理回收系统工艺流程图
将工艺冷凝液预热后，用泵打入解吸塔上部(该解吸塔用烟囱塔盘从塔中部将塔分隔为上下两部分)。冷凝液从塔上部喷下，与上升的蒸汽接触后，其中绝大部分的NH3和CO2被汽提出来。汽提后的冷凝液在塔上段烟囱塔盘汇集，并用泵送入水解器。经加温加压后，废液中的尿素全部被水解为NH3和CO2。水解后的液相再进入解吸塔下段，用下部加入的蒸汽将废液中的NH3和CO2全部解吸出来。解吸塔气相和水解器气相经低压冷凝器和低压惰性气体洗涤塔净化后引至40米高处排放。从解吸塔底出来的液相中NH3和尿素、CO2的含量都极低，可回收使用，其中一部分送至脱盐水装置作补充给水，一部分送造粒装置作尿素粉尘的洗涤用水。
2.3.处理效果
这部分工艺冷凝液的处理量为36.7吨/小时，中国环境监测总站的监测结果见表2。
|
|||||||||||||||||||||
|
表2尿素工艺冷凝液处理回收系统监测结果 单位：mg/l |
从监测结果看，这套系统NH3-N处理效率达100% NH3-N浓度小于5mg/l,可以回收作为脱盐水装置的补充给水及造粒装置的尿素粉尘洗涤用水。
3.存在问题及措施
①在试运行过程中我们发现，尿素工艺冷凝液处理回收系统CODcr的处理效果不够理想，它的CODcr处理效率虽然已达到96.7%，但在系统出口处CODcr仍然略有超标。另外，系统在运行过程中也出现过几次电导率超标的现象，使得处理后的工艺冷凝液只好就地排放。经过检查发现，处理效果有缺陷的原因是一段解析塔进口处工艺冷凝液温度偏低（比设计值约低10℃）。1998年9月在全厂停产大检修的时候，我们在一段解吸塔前增加了一台预热器(与原来的预热器串联)，提高了工艺冷凝液温度。这台预热器投入使用后，系统的处理能力明显加强，出口CODcr已低于100mg/l，电导率也可以控制在10μs/cm以下。
②由于工艺设计方面的原因，合成氨工艺冷凝液汽提后的尾气还没有进行回收。这部分尾气含有大约2%的甲醇、4%CO2、1%NH3，对环境尚有一定的污染，在可能的情况下应尽量将其回收处理。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
