粉尘回收在大颗粒尿素装置中的应用与优化

杨 雪，刘婷婷

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

0 引言

在现有的科学技术和生产设备支持下，粉尘回收在大颗粒尿素装置中的应用十分普遍，并且起到了很好的回收效果，在一定程度上缓解了大颗粒尿素生产粉尘量大的问题。但是，粉尘回收系统在实际运行的过程中，会受到系统设备和工艺流程等方面的影响，影响到粉尘回收效率，使得大颗粒尿素装置的运行处在不良状态下，并且造成了比较严重的空气污染问题，对生产操作人员和生产环境造成巨大危害。

1 大颗粒尿素装置粉尘回收系统

大颗粒尿素装置中应用的粉尘回收系统主要由填料床和喷雾嘴等部分组成，其作用是将大颗粒尿素装置运行中产生的大量粉尘进行充分吸收，并通过过滤网进行粉尘除雾，最终得到符合国家工业气体排放标准的废气，具有环境保护和节能的双重功效[1]。大颗粒尿素装置中应用的粉尘回收系统，可以将来自大颗粒尿素造粒机、冷却器和粉尘收集风机的粉尘，与喷洒尿素溶液在填料床上进行逆向接触，以此实现除尘目的。可以将大颗粒尿素装置生产中产生的大量粉尘控制在30 mg/m3或者更小含量以下，除尘效果显著。

2 粉尘回收在大颗粒尿素装置中应用的工作原理

粉尘回收系统在实际工作中是一个比较复杂的除尘过程，该系统中拥有粉尘洗涤器、粉尘洗涤器引风机、循环泵、溶解槽泵和返回蒸发系统等。其工作原理为：粉尘回收系统将来自大颗粒尿素造粒机、尿素成品冷却器和超大颗粒冷却器中含有大量粉尘的空气，与粉尘收集风机收集到的粉尘空气一同送入到粉尘回收系统中的洗涤器填料层下方，含有粉尘的空气在与系统中自上而下的液体充分混合以后，超过99%的粉尘都可以在洗涤塔中被去除，实现净化气体的目的[2]。第一次除尘后的空气会进入除沫器，将洗涤器中排出的空气进行再次净化，将粉尘含量降到30 mg/m3以下。如果粉尘回收系统中的液体浓度超过40%以上时，部分液体可以经过粉尘洗涤塔的循环泵，被重新输送到粉尘洗涤器中进行除尘，溶解槽泵可以将稀释后的液体送回到蒸发系统，形成循环除尘。

3 粉尘回收系统实际应用中的问题

粉尘回收系统在大颗粒尿素装置中的实际应用经常会发生以下问题，直接影响到粉尘回收系统的应用效果，导致大量粉尘排入到空气环境中，造成环境污染，对生产人员的健康造成直接威胁。

3.1 滤网堵塞

大颗粒尿素装置中应用的粉尘回收系统，通常使用自然通风方式，粉尘回收系统的进风口处若没有安装专用过滤装置，遇到风沙大的天气或者大风天气，空气中的沙尘或者树叶等杂质就容易进入到系统进风口，随风被送入到大颗粒尿素装置中，在收集槽底部形成沉积，堵塞液体收集槽的过滤网；一些细小的杂质还会进入到系统的循环槽中，导致滤网堵塞。实际情况下，生产人员为了保证粉尘回收系统的正常运行，通常需要5～6 d 就对进风口、滤网进行一次清理[3]。

3.2 粉尘回收系统结构质量

粉尘回收系统的结构质量会直接影响到系统的正常运行，无论是哪一个零部件出现质量问题无法正常工作，都会对整个粉尘回收系统的运行造成严重影响，影响到粉尘回收的效率。尤其是粉尘回收系统中的填料固定杆，必须要根据生产工艺合理选材，因为其质量与大颗粒尿素的温度和运输情况具有直接关系。粉尘回收系统会因为填料层固定杆软化变形而发生运行故障，因为填料倾倒堵塞到尾气通道，致使粉尘回收系统运行不畅。

3.3 尿素含量低

一般在产量达标的前提下，粉尘回收系统每天可以回收近7 t 的尿素粉尘，如果循环液中的尿素质量占比为10%，那么每天就需要保证粉尘排放吸收液的量在70 m3以上。但是，粉尘回收系统在实际运行的过程中，经常会发生尿素吸收液含量不足的情况，导致系统蒸发的负荷加重，致使消耗量增加，影响大颗粒尿素装置中氨水槽的液位、蒸发真空度等。造成尿素含量低的原因主要有水幕喷嘴堵塞、循环液排放过快和循环液温度较低等[4]。

3.4 补液槽补液量不充足

粉尘回收在大颗粒尿素装置中应用的过程中，如果尿素洗涤液的消耗量过大，而此时补液槽中的补液量不足，会对粉尘回收系统的实际运行造成一定影响，导致其无法满足正常的生产需求。补液槽补液量不充足问题的产生，主要是因为补液管线比较细，补液速度慢，低于洗涤液的消耗速度。

4 粉尘回收在大颗粒尿素装置中应用的优化举措

4.1 加强滤网堵塞监测与处理

依据粉尘回收系统的实际应用情况，滤网堵塞问题会直接造成粉尘回收的应用效率与质量下降，同时加大系统运行负荷，给生产人员带去更大的工作负担。所以，为了保证粉尘回收系统的应用效果，需要加强对滤网堵塞的监测和处理：在水幕喷嘴处的压力降低时，马上检查循环液泵的出口压力，如果压力不变则说明水幕喷嘴入口滤网发生了堵塞，需要及时将水幕喷嘴入口切断阀开大，提高阀后压力，对滤网进行适当清理；反之，如果循环液泵出口的压力发生明显下降，就说明了液体收集槽下的滤网或者循环液泵的进口滤网处发生堵塞，需要对堵塞滤网进行及时清理[5]。

大颗粒尿素装置操作人员还需要加强对装置数据的动态监测，包括监测循环液泵出口压力、尿素质量分数等，综合判定系统滤网堵塞问题，及时发现数据异常现象，采取有效措施进行应对，及时清理或更换水幕喷嘴，以此保证粉尘回收系统在大颗粒尿素装置中得到有效应用。

4.2 强化设备保养及检修

粉尘回收在大颗粒尿素装置中的应用效果，受到填料层固定杆质量的影响很大。如果填料层固定杆选材不当或者质量不合格，在正常使用的过程中就会发生材料变形，失去固定作用，导致填料层倾倒，并造成系统尾气通道的堵塞，影响粉尘回收系统和大颗粒尿素装置的正常使用。此时的大颗粒尿素温度会达到100 ℃，经过冲洗后也没有得到太好的效果。在遇到这种情况时，设备保养和检修人员需要第一时间对倾倒的填料进行清理，保证尾气流通顺畅，系统运行故障即可马上解除，大颗粒尿素的温度也会恢复到正常数值[6]。为了避免同类型问题再次发生，提高粉尘回收系统在大颗粒尿素装置中的应用效果，可以对填料层的固定杆进行更换，使用不锈钢等抗形变能力比较强的材料，提高固定杆的自身强度，以此有效规避固定杆使用中变形所导致的系统运行故障。

4.3 提高尿素含量

在提高尿素含量的过程中，操作人员首先要确保大颗粒尿素装置粉尘回收系统的设备清洁，对系统的滤网、喷嘴等零部件进行全面且彻底的清理，从而提高循环液尿素的质量分数。可以改变循环槽的加热方式，将传统的原通蒸汽加热改为内部盘管加热，进而提高系统整体的加热效率，保证循环液的温度在40 ℃左右。生产人员需要在值班中对循环液进行取样分析，得到相应的尿素质量分数以后，根据分析结果制定下一个阶段的操作内容，如尿素质量分数＞10%时，需要进行排放操作，如果＜10%就可以继续循环。

4.4 优化大颗粒尿素装置工艺流程

粉尘回收系统的有效应用除了跟自身的设备质量和运行参数有关，还与大颗粒尿素装置的造粒系统运行效果有关，因此需要优化其工艺流程，降低造粒系统粉尘的产生量[7]。从现有的大颗粒尿素装置应用情况来看，有效降低粉尘产生量的方式主要有以下4 点：①调节流化床风量和引风机，将造粒机的内负压控制在-0.25～-0.3 kPa；②有效控制流化床的高度，一般为现场视窗的3/4，以此避免其出现空床；③降低造粒机的工作温度，可以有效改善大颗粒尿素晶体的结构，减少粉尘；④合理调整破碎机的辊间间距和负荷，其返料比应该控制在0.4～0.5，避免尿毒颗粒偏小而被吸入到粉尘回收系统中。

5 结论

粉尘回收在大颗粒尿素装置中的应用起到了至关重要的作用，在很大程度上缓解了粉尘量大的问题，起到了节能、环保的作用，应用价值较高。为此，相关生产人员需要充分了解粉尘回收系统的结构及工作原理，并结合工作实际经验总结应用问题，制定针对性的优化措施，进而提高粉尘回收系统的实际应用效率与质量，获得更好的应用效果。