海南富島化工合成氨及尿素生產過程中的工藝冷凝液處理
海南富島化工有限公司日產1000噸合成氨、1765噸大顆粒尿素裝置是我國“八五”期間從國外成套引進的大型化肥裝置,合成氨生產采用英國ICI-AMV工藝,尿素生產采用意大利Snamprogetti氨汽提技術。整套裝置工藝技術先進,操作性能較為穩(wěn)定,產生的廢水污染物少。其中,合成氨工藝冷凝液和尿素工藝冷凝液全部加以處理回收,因此污染物排放量少,經濟效益與環(huán)保效益都較為顯著。我公司于1996年10月28日建成投產,經過一年多的試運行后,于1998年2月17日-23日,中國環(huán)境監(jiān)測總站對我公司的環(huán)保設施運行情況進行了驗收監(jiān)測。監(jiān)測結果表明,我公司的工藝冷凝液處理設施運行情況良好,污染物處理效率較高,處理后工藝冷凝液全部可以回收利用。
1.合成氨工藝冷凝液的處理
1.1.合成氨工藝冷凝液的來源
在合成氨生產過程中,烴類低溫變換爐出口氣體、CO2再生塔頂部出來的氣體以及甲烷化爐出口氣體中均含有大量的水蒸汽,這些水蒸汽被冷卻后成為需要排出的工藝冷凝液。由于工藝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預先經過處理。由于和原水相比,處理后的工藝冷凝液純凈度高,加工成鍋爐給水比原水所花的費用少,所以對處理后的工藝冷凝液還應盡量地回收使用。
1.2.工藝冷凝液的處理
我公司的合成氨工藝冷凝液處理過程如圖1所示:
工藝冷凝液經預熱后進入汽提塔,在此用低壓蒸汽汽提。冷凝液中的NH3、CO2、甲醇、甲醛等被汽提出來,汽提汽經閃蒸槽進一步處理后引至65米高塔處排放,從汽提塔底出來的處理后的冷凝液,經換熱冷卻至50℃后,送至脫鹽水裝置作為補充給水。
圖1.合成氨工藝冷凝液處理回收工藝流程圖
1.3.處理效果
工藝冷凝液的處理量為43噸/小時。1998年中國環(huán)境監(jiān)測總站對這一系統(tǒng)進行驗收監(jiān)測,監(jiān)測項目為系統(tǒng)進出口液相中的PH、CODcr、NH3。 監(jiān)測結果見表1。
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表1、合成工藝冷凝液處理回收系統(tǒng)監(jiān)測結果 單位:mg/l |
處理后排放的尾氣約1000kg/h,其中主要組份是水蒸汽(約占93%),另有大約2%甲醇、4%CO2、1%NH3,低于排放標準值。
2.尿素工藝冷凝液的處理
2.1.尿素工藝冷凝液的來源
尿素工藝冷凝液主要來源于真空濃縮系統(tǒng)和用來回收所有偶然排放的含有甲銨或氨溶液的碳銨溶液密閉排放槽。
2.2.工藝流程
我公司的尿素工藝冷凝液處理如圖2所示:
圖2.尿素工藝冷凝液處理回收系統(tǒng)工藝流程圖
將工藝冷凝液預熱后,用泵打入解吸塔上部(該解吸塔用煙囪塔盤從塔中部將塔分隔為上下兩部分)。冷凝液從塔上部噴下,與上升的蒸汽接觸后,其中絕大部分的NH3和CO2被汽提出來。汽提后的冷凝液在塔上段煙囪塔盤匯集,并用泵送入水解器。經加溫加壓后,廢液中的尿素全部被水解為NH3和CO2。水解后的液相再進入解吸塔下段,用下部加入的蒸汽將廢液中的NH3和CO2全部解吸出來。解吸塔氣相和水解器氣相經低壓冷凝器和低壓惰性氣體洗滌塔凈化后引至40米高處排放。從解吸塔底出來的液相中NH3和尿素、CO2的含量都極低,可回收使用,其中一部分送至脫鹽水裝置作補充給水,一部分送造粒裝置作尿素粉塵的洗滌用水。
2.3.處理效果
這部分工藝冷凝液的處理量為36.7噸/小時,中國環(huán)境監(jiān)測總站的監(jiān)測結果見表2。
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表2尿素工藝冷凝液處理回收系統(tǒng)監(jiān)測結果 單位:mg/l |
從監(jiān)測結果看,這套系統(tǒng)NH3-N處理效率達100% NH3-N濃度小于5mg/l,可以回收作為脫鹽水裝置的補充給水及造粒裝置的尿素粉塵洗滌用水。
3.存在問題及措施
①在試運行過程中我們發(fā)現(xiàn),尿素工藝冷凝液處理回收系統(tǒng)CODcr的處理效果不夠理想,它的CODcr處理效率雖然已達到96.7%,但在系統(tǒng)出口處CODcr仍然略有超標。另外,系統(tǒng)在運行過程中也出現(xiàn)過幾次電導率超標的現(xiàn)象,使得處理后的工藝冷凝液只好就地排放。經過檢查發(fā)現(xiàn),處理效果有缺陷的原因是一段解析塔進口處工藝冷凝液溫度偏低(比設計值約低10℃)。1998年9月在全廠停產大檢修的時候,我們在一段解吸塔前增加了一臺預熱器(與原來的預熱器串聯(lián)),提高了工藝冷凝液溫度。這臺預熱器投入使用后,系統(tǒng)的處理能力明顯加強,出口CODcr已低于100mg/l,電導率也可以控制在10μs/cm以下。
②由于工藝設計方面的原因,合成氨工藝冷凝液汽提后的尾氣還沒有進行回收。這部分尾氣含有大約2%的甲醇、4%CO2、1%NH3,對環(huán)境尚有一定的污染,在可能的情況下應盡量將其回收處理。
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