造粒塔布袋除尘装置运行总结
2020-06-29荆恒铸李红明
荆恒铸，刘 欣，王 攀，李红明
(河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南新乡 453731)
在尿素造粒过程中，由于受造粒喷头存在缺陷、熔融尿素水分含量高、得到的尿素颗粒强度差等多方面因素的影响，熔融尿素经喷头喷洒后在造粒塔内下降冷却的过程中会产生尿素粉尘，该粉尘夹带在从造粒塔塔底进入的冷却空气中由造粒塔顶部排出。经粗略统计，每生产1 t尿素所产生的粉尘质量在1.2～2.0 kg。对于年产500 kt尿素的生产装置，每年由造粒塔外排的尿素粉尘质量最高可达600 t，会对周边环境及人体健康产生负面影响。随着国家环保要求的日益严格，尿素造粒塔尾气治理成为急需解决的问题。
1 工程概况
河南心连心化学工业集团股份有限公司(以下简称心连心公司)原料结构调整项目(450 kt/a合成氨、800 kt/a尿素)的尿素装置设置2座造粒塔(801和803)，直径均为Φ20 m，设计产能相同，塔顶均布置粉尘回收装置，采用水洗工艺除尘。
围绕造粒塔尾气治理及拖尾现象这一行业难题，心连心公司在803造粒塔原水洗除尘装置的基础上进行了设置布袋除尘装置的改造，于2018年1月31日完成设备安装及调试工作。为克服系统阻力、增强造粒塔通风能力，布袋除尘装置设置4台150 000 m3/h的引风机，其中2台采用变频控制、2台采用工频控制，装置分为4个清洁区域。布袋除尘装置投运后，粉尘排放量和排放浓度均有很大改善，经第三方检测机构检测，粉尘排放质量浓度在10 mg/m3(标态)以内。在布袋除尘装置运行期间，实施了皮带轮改造、增加风机、更换布袋等优化措施，目前整体运行效果良好，达到了粉尘排放质量浓度小于10 mg/m3(标态)、无拖尾现象的预期目标。
2 布袋除尘装置运行情况
2.1 布袋除尘装置运行效果
2018年1月31日，造粒塔布袋除尘装置投入运行后，从尾气粉尘浓度检测结果(表1)及外观来看，布袋除尘装置的排放尾气粉尘浓度在10 mg/m3(标态)以下且没有拖尾现象。而原来水洗除尘装置处理后的排放尾气粉尘浓度在50 mg/m3(标态)左右,拖尾现象较重，这表明布袋除尘装置的除尘效果优于水洗除尘装置。
表1 尿素造粒塔排放尾气粉尘浓度检测结果
2.2 影响布袋除尘装置运行的因素
2.2.1 环境湿度
布袋除尘装置运行的最高压差与环境湿度成正比，当环境湿度增大时，布袋除尘装置的清灰效果变差，其压差会随之升高，对装置的稳定运行造成负面影响。
2.2.2 尾气温度
尾气温度在30 ℃以下时，风机电流容易过载跳车；当尾气温度在65 ℃以上时，风机电流随之下降，但是塔底物料温度较高且难以控制。因此，应总结运行经验，通过调节风机的运行负荷以选择合适的尾气温度。
2.2.3 喷吹压力
布袋除尘装置试运行期间，对喷吹空气压力与清洁室喷吹前后压差进行了试验。由表2可见：喷吹空气压力越高，喷吹效果越好，但应充分考虑布袋的承受能力，喷吹空气压力一般控制在0.50 MPa左右为宜。通过了解其他企业的布袋除尘装置的运行情况，喷吹空气压力在0.60 MPa下能运行1个周期(3年)。
表2 喷吹空气压力与清洁室喷吹前后压差试验结果
3 存在问题及优化措施
3.1 存在问题
自布袋除尘装置投运后，出现塔底物料温度偏高的情况，最高温度达到86 ℃，较往年同期同负荷的情况下偏高10 ℃左右。塔底物料温度偏高易出现物料黏塔壁、塔底粉尘量大的问题，导致成品尿素质量下降。
由于尿素粉尘本身具有较大的黏性，且所选用的布袋材质不具有防水、抗黏性能，布袋除尘装置投运半年后，布袋表层的粉饼层已经变硬，造成布袋的透气性下降，运行效果变差。
3.2 优化措施
3.2.1 增大风量
首先，更换现有风机电动机的皮带轮，通过增大风机的转速以提高风机的流量。经检测，在相同的频率下，2台变频风机更换皮带轮前后的电流相差将近20 A，风速提高2 m/s左右，总风量约增加30 000 m3/h。其次，在清洁室上部新增8台风量为20 000 m3/h的风机，从而缓解物料温度偏高的问题。
3.2.2 更换布袋
针对布袋透气性下降的问题，对布袋除尘装置的布袋整体进行更换。同时考虑到尿素粉尘黏性较大、环境湿度等因素，对更换的布袋采取了针对性的处理措施。
3.2.3 离线清灰
在环境温度较低或者造粒塔生产负荷较轻的情况下，对布袋除尘装置的各个清洁室进行离线清灰，以降低布袋的阻力，这对布袋除尘装置的长周期运行具有较好的效果。
4 结语
造粒塔是尿素产品成形的关键设备，但造粒塔排放尾气中尿素粉尘含量高、拖尾现象严重一直是困扰尾气环保达标排放的难题。布袋除尘装置在心连心公司的成功投运，不仅实现了尿素造粒塔尾气中粉尘的超低排放，彻底改善了尾气拖尾现象，在行业内首次实现了造粒塔的无烟排放。心连心公司将结合已开展的工作继续深入优化，实现布袋除尘装置的长周期稳定运行。
