高效水力喷射抽真空在尿素蒸发系统中的应用

崔文科

［山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司，山西运城 044000］

0 引 言

阳煤丰喜集团临猗公司是国家大型化肥、化工生产企业，年生产规模为氨醇750kt，尿素1 100kt。多年来，我公司坚持利用新技术，加强节能减排管理，在节能减排方面取得了显著成效。其中我公司二尿水力喷射抽真空应用以后，节能减排效果较为明显，是一个很好的推广项目。现就水力喷射抽真空新技术在我公司应用的情况作一介绍，供同行参考。

1 问题的由来及改造方案

我公司2＃尿素系统，原设计蒸发系统抽真空使用1.2MPa（绝压）中压蒸汽，通过一段蒸发喷射器、升压器、二段蒸发喷射器来实现。上述喷射装置吨尿消耗中压蒸汽量合计约122kg；吨尿蒸发尾气含氨约0.9kg；操作现场噪音较大。

改造后利用碳铵液自身循环作为动力介质，应用高效双吸水力喷射器抽真空，代替原设计中压蒸汽抽提蒸发系统真空。技改方案如下。

（1）在原有蒸发装置的基础上安装2台双吸高效水力喷射器，分别取代原一段蒸汽喷射器及二段蒸汽喷射器（B）。

（2）增加1台循环水槽，喷射液体与气体混合（吸收）后，进入循环水槽，循环使用，然后溢流至碳铵液槽，保证循环液浓度≤10%，温度≤50℃。

（3）增加2台离心式循环水泵，流量187m3／h，扬程80m，电机功率55kW；作为抽引真空的动力泵，用于循环液的输送。

（4）在水喷射器水进口管道上安装阀门，用来调节真空度；在水喷射器及蒸汽喷射器的气体进口管道上安装球阀，必要时可将水力喷射切换。

（5）增加1台中间冷凝器，换热面积为50m2。

（6）在循环水泵出口设置取样嘴，及时对循环水槽氨浓度进行分析。

2 改造后工艺流程（图1）

3 主要设备简介（表1）

4 运行效果

高效水力喷射抽真空装置从2010年8月24日运行至今，各项指标均达到设计要求，见表2。

图1 高效水力喷射抽真空工艺流程

表1 主要设备一览表

表2 蒸发系统水力抽真空运行情况

5 注意事项

（1）循环液温度随着氨浓度的提高而上升，夏季碳铵液温度高，循环液温度上升较快，要及时打开补水阀进行降温。

（2）循环液氨浓度随着抽真空时间的推移而上升，当氨浓度上升到一定程度，需补水置换循环液槽，以免影响真空度。

（3）在水力抽真空时，一定把蒸汽抽真空断开，不能同时使用。否则，由于水力喷射器抽气能力高于蒸汽喷射器抽气能力，而二段真空度高于一段真空度，如此容易产生蒸汽倒流进入水循环系统，造成循环液温度升高，真空度下降。

6 经济效益分析

（1）本项目配2台不锈钢循环水泵（一开一备），2台节能高效双吸水力喷射器和一些管线、阀门等辅件，以及土建、电缆、仪表等费用，共使用专项资金36万元。

（2）据实际消耗比较，改造后吨尿可节约1.2MPa蒸汽39kg，按440t／d、全年运行330d计，共节约蒸汽5 662.8t；1t蒸汽成本按105元计，则全年共节约59.4万元。

（3）水泵实耗功率，改造后吨尿增加电量3.0kW·h，按0.33元／（kW·h），440t／d、全年运行330d计，则循环泵动力消耗14.4万元。

（4）据实际运行效果计算得知，采用水力喷射器后，循环水槽溶液氨浓度每小时涨0.4%；循环水槽有效体积10m3，每次置换2／3体积，则每天可回收氨（10×2／3）m3／h×1 000kg／m3× 0.4%×24h／d＝640kg／d。

全年可回收氨640kg／d×330d＝211.2t。1吨氨按2 200元计，回收氨的价值为46.5万元。

（5）节约蒸汽、增加功耗和回收氨合计，年效益为59.4－14.4＋46.5＝91.5万元。

（6）投资回收期为5个月。

7 结 语

采用高效水喷射器代替蒸汽喷射器抽真空，实现了碳铵液抽真空在尿素蒸发系统的应用，现场噪音明显减小，达到了节能降耗和稳定产品质量的目的，而且抽真空效果明显优于传统蒸汽喷射器。此工艺技术应用成熟，操作难度及风险较小，能确保装置稳定运行，提高产品质量，减小环境污染，经济效益及社会效益可观。