尿素工艺冷凝液回收合理流程.doc

1、尿素工艺冷凝液回收合理流程摘要：尿素工艺冷凝液在回收过程中由于电导率高、与生水混合，易形成胶状物，导致生水过滤器频繁反洗，浮动床压差增加等故障。为查明形成胶状物的原因，解决回收过程中的问题，采取工业小试的办法,确定了合理回收流程，并运用在工业实践中，对同类型大化肥企业尿素工艺冷凝液回收具有借鉴意义。 关键词：尿素工艺冷凝液 胶状物 回收 流程 中石化九江分公司化肥厂是一套采用谢尔(Shell)渣油气化制氨、斯那姆(Snam)氨汽提生产尿素的大型化肥企业。其尿素工艺冷凝液经过尿素装置附设的废水处理设施预处理，送往水处理装置二级除盐系统除盐后，直接作为高压锅炉给水使用。但自投产以来，经处理后的废水

2、由于电导率高，以及在回收过程中形成胶状物等原因，不能正常回收利用。既浪费了水资源，又污染了环境。国内同类型化肥企业也未较好利用，有的直接排放，有的高质低用作为低压锅炉给水。1. 问题的提出为回收尿素工艺冷凝液，该厂曾经过 3 次更改回收流程，但均未取得较好效果。2000 年 6 月份将工艺冷凝液与生水混合经过生水过滤器和一级除盐系统(浮动床)处理后进入混床。回收前生水过滤器周期制水量可以达到 3104t 以上，回收后批量只能达到 5000t,生水过滤器频繁反洗，回收失败。2000 年 8 月工艺冷凝液进入一级除盐系统前，首先进入活性碳过滤，除去大部分有机物及尿素后进入生水过滤器。回收后生水过滤

3、器仍然存在频繁反洗的现象，其间向生水过滤器投加杀菌剂处理也解决不了问题，第二次回收失败。2001 年 3 月份在活性碳过滤器内装填部分树脂，工艺冷凝液经过活性炭过滤后直接进入浮动床，回收不到半月时间，在浮动床阳床底部发现淡黄色的胶状物，从而引起阳床压差增大，并且对树脂产生了污染，被迫停止回收。2.原因分析胶状物形成的因素有两个，一个是尿素工艺冷凝液 PH 值在 5.5 左右，对设备管道腐蚀性强，尿素工艺冷凝液中 Fe3+含量高，含量达34.4mg/l(具体水质见表 1)。另一个因素可能是生水中的腐殖酸引起的，因腐殖酸呈胶体性质,而工艺冷凝液与生水混合后,Fe2+、Fe3+与生水中OH-容易生成

4、 Fe(OH)2、Fe(OH)3,该胶体颗粒具有较强的吸附性, 腐殖酸就很容易吸附其上形成胶状物。该胶状物与树脂混在一起，增加生水过滤器与浮动床运行压差。表 1：尿素工艺冷凝液水质表Fe3+（mg/l）NH3-N（mg/l）电导（us/cm）PHCO2（mg/l）SO42-（mg/l）CL-（mg/l）34.428.9880-1805-626.383.56.33.合理流程确定既然尿素工艺冷凝液与生水混合形成胶状物，可以按照两种思路进行工业小试，一种与透平冷凝液混合，一种是避开与生水混合，用浮动床单独处理工艺冷凝液。3.1 尿素工艺冷凝液进入透平冷凝液系统试验1除铁过滤器； 2前置阳床； 3混合

5、床 图 1：与透平冷凝液混合处理工业试验流程按照图 1 流程进行回收试验，混床运行至 72h 电导超标（混床出水电导0.2s/cm）,回收工艺冷凝液 3600t，混合床运行批量为1.3104t。在回收过程中，前置阳床很快被穿透，电导迅速上升至 23 s/cm。回收期间混床电导率变化趋势见图 2。从图 2 可看出，在 040h 内，混合床电导率稳定在 0.06s/cm,在4048h 内电导率急剧上升，通过对混床反洗分层混脂后，又能维持运行15h。通过反洗可将混床中阴树脂吸附的 CO2 暂时洗脱，但随着运行时间的延长，CO2 累计作用使得反洗失去作用，加之前置阳床易击穿，电导率去除率低，从而加重了

6、混合床运行负担，混床周期制水量下降幅度较大，再生频率增加，酸碱消耗剧增，回收几乎没有效益。图 2：回收期间混床电导率变化趋势3.2 尿素工艺冷凝液单独进入浮动床系统试验将尿素工艺冷凝液按图 3 流程单独引入浮动床（该床采用双层双室浮动床，原设计只处理生水）进行工业试验。从回收的情况来看，浮动床出口电导可降至 1.5s/cm 以下（脱碳风机开停影响不大） ，对后续混床没有产生影响。电导率变化趋势见图 8。1除铁过滤器；2阳浮动床；3 阴浮动床；4混合床 图 3：浮动床回收工艺冷凝液流程图图 4：浮动床回收工艺冷凝液电导率变化趋势从图 4 可看出，阴床出口电导率稳定在 1.6s/cm，并且呈下降趋

7、势，电导率去除率达 98%以上，经过阳床和阴床处理后，出水优于一级脱盐水水质，对混床批量没有影响。4.工业应用及效益估算4.1 工业应用效果根据工业小试的试验结果，2003 年 9 月对回收工艺冷凝液流程进行改造，增加除铁过滤器（=1200mm,H=1000mm） 、阳浮动床（=1600mm,H=4000mm） 、阳浮动床（=1600mm,H=4000mm） 。浮动床采用单层单室，阳树脂型号选用 D0017，阴树脂型号选用 2017，装填量分别为 4m3。2003 年 10 月投入运行，浮动床出口电导率变化趋势见图5，浮动床运行周期为 4048h,运行批量为 2200t2600 t。图 5：浮

8、动床电导率变化趋势图 从图 5 可以看出：工艺冷凝液电导率在 100180s/cm 波动，阴床出口电导率10s/cm，符合一级脱盐水标准。4.2 效益一年按 300 天计算,则共回收冷凝液量 Q =5530024=396000T,每吨按 1.5 元计算,则可节约水费 59.4 万元。一年需再生次数为 30024/40=180 次(浮动床运行批量 2200T，即回收40 小时再生 1 次),计算每次需消耗 600kg 的 30%盐酸, 400kg 的 30%NaOH.每年需消耗酸 108t, 每年需消耗 48T.每吨盐酸按 780 元计,每吨碱按 600元计,则每年消耗酸碱费用为 108780+48600=11.2 万元。每年回收尿素工艺冷凝液净效益为 59.4-11.2=48.2 万元.5、结语（1） 尿素工艺冷凝液和生水混合进入一级脱盐水系统会生成絮状物。（2） 尿素工艺冷凝液直接进入二级脱盐系统导致混床出水电导提前超标，制水批量急剧下降。（3） 尿素工艺冷凝液经除铁处理后经阳浮、阴浮再经混床处理后完全可以达到回收要求，并产生一定的经济效益。