尿素解吸废液回收运行情况

2017-02-22贺小伟

氮肥与合成气 2017年1期

关键词：气炉夹套氧化铁

贺小伟

尿素解吸废液回收运行情况

贺小伟

(江苏华昌化工股份有限公司江苏张家港215600)

0 前言

江苏华昌化工股份有限公司分别于2004年和2005年投资兴建了2套二氧化碳汽提法尿素生产装置，均由五环科技股份有限公司设计，单套生产能力为150 kt/a。2005年7月，第1套尿素装置投产；2006年12月，第2套尿素装置投产。随着2套尿素装置的投产，日产尿素达1 000 t以上，每天有约500 t解吸废液需要进行外排。由于废液中含有部分尿素、氨、二氧化碳及缩二脲等物质，如果直接外排，废液中的氨氮将会给环境带来污染，而且造成水资源的严重浪费。经认真调研，决定增加1套废水处理装置，将一部分解吸废液进行技术性处理，然后送往造气锅炉水夹套作为补充水；另一部分解吸废液送本公司污水处理厂进行处理，然后作为循环水系统的补水。现就废水回收运行情况进行总结。

1 解吸废液经污水处理厂后作为循环水补水回用

由于尿素装置产生的废液量远大于造气炉夹套的用水量，将多余的这部分废液送至本公司污水处理厂，再进行进一步处理。污水处理工艺流程见图1。

图1 污水处理工艺流程

解吸废液经格栅后进入集水池，集水池废液由潜污泵送入调节池，特殊情况下的高浓度废液则进入事故池。调节池中设置水下搅拌机，以防止水在流动过程中悬浮物沉积。调节池的出水通过溢流堰溢流进入A/O池的配水区，溢流堰内的水通过管道接入沉淀池的配水区；沉淀池采用溢流出水，进入污泥井，并检测在污泥井中出水水质，如出水水质达标则作为循环水的补水，出水水质不达标则返回至集水池继续处理。

2 解吸废液处理后送造气系统回用

2.1 解吸水解原理

解吸就是将尿素生产的工艺冷凝液中的氨和二氧化碳分离出来，得到氨和二氧化碳的混合气体，然后送回系统循环利用，同时得到不含氨和二氧化碳的液体。解吸是吸收的逆过程，吸收时需要提高压力并降低温度，而解吸则需要降低压力和提高温度。

目前常用的提高解吸温度的方法是将水蒸气直接通入解吸塔内。此种方法一方面可以加热溶液，提高温度；另一方面，由于水蒸气中不含氨和二氧化碳，气相中氨和二氧化碳的分压很低，其值小于溶液表面的平衡分压，所以溶液中的氨和二氧化碳能进入气相中，以达到解吸的目的。

水解原理：水解就是用直接蒸汽加热的方法，使溶液中的尿素分解为氨和二氧化碳，然后去解吸塔中进行解吸，以回收分解得到氨和二氧化碳。

2.2 解吸后的废液处理

现有2套尿素装置中，老系统的解吸水解装置是由五环设计院设计，采用先解吸、后水解、再解吸流程，设计能力12.5 m3/h。新系统的解吸装置由上海金炼化工科技有限公司设计，采用高效液体分布器和规整填料，设计能力30 m3/h。2套装置解吸废液中含氨质量分数均为20×10-6、含尿素质量分数均为100×10-6，不能直接回收或外排。为了充分利用这些废水，使其变废为宝，增加了1套废水处理装置，将处理后的废水送往造气锅炉水夹套作为补水。

处理前对废液进行化验分析，其结果为：pH为9.2，硬度0.07 mmol/L，碱度5.4 mg/L，总铁质量浓度0.1 mg/L，氧质量浓度0.2 mg/L。从以上数据可以看出，此水质具有腐蚀性和结垢倾向，且氧含量、铁含量均超标。按照低压锅炉水质标准，如不进行必要的处理，不能作为造气炉水夹套和余热锅炉水源使用。现采用徐州水处理研究所的尿素解吸废液处理技术，有针对性地对废液进行除铁、催化、降氧及降硬缓蚀等综合处理，调整夹套和余热锅炉水的水质成分，防止在夹套内生成难以清除的缩脲类结晶，使夹套不因受热而结垢，腐蚀也在允许范围内，不会产生危害。其处理过程有以下几个方面。

2.2.1 降硬

2.2.2 去铁垢

由于氧的存在，废水中的铁离子发生氧化反应，生成氧化铁，如不及时处理，氧化铁被带入锅炉，会在热负荷高的部位生成坚硬的氧化铁垢，附着在锅炉内壁，进而影响锅炉的传热效果。如果大量聚集氧化铁垢还会使锅炉因受热不均而发生危险，因此，必须将水中的铁离子质量浓度降至0.1 mg/L以下。其处理方法是用锰砂过滤，使氧化铁不进入夹套锅炉，可防止产生铁垢和氧化铁引起的垢下腐蚀。

2.2.3 防止二氧化碳腐蚀

2.2.4 除氧

氧是一种强氧化剂，很容易使金属离子发生氧化而产生腐蚀。氧腐蚀是一种最常见又危害很大的腐蚀，在常温下就会发生。其解决方法是加除氧剂，使水中氧质量浓度降至0.1 mg/L，再向废水中加入一定量的缓蚀剂，防止氧的腐蚀。

对经过处理后的废液成分进行了跟踪分析，从分析结果可以看出，处理后的废水完全符合造气炉夹套水质控制标准，可以作为造气炉的夹套用水。2005年12月，将处理后的废水补入了造气炉夹套，从使用效果来看，没有发现造气炉夹套腐蚀、结垢等现象，效果很好。