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3×104t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 |
电导（us/cm） |
PH |
CO2（mg/l） |
SO42-（mg/l） |
CL-（mg/l） |
|
34.4 |
28.98 |
80-180 |
5-6 |
26.38 |
3.5 |
6.3 |
3.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≤0.2μs/cm),回收工艺冷凝液3600t，混合床运行批量为1.3×104t。在回收过程中，前置阳床很快被穿透，电导迅速上升至23 μs/cm。回收期间混床电导率变化趋势见图2。
从图2可看出，在0~40h内，混合床电导率稳定在0.06μs/cm,在40~48h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1.5μs/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1.6μs/cm，并且呈下降趋势，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(φ=1200mm,H=1000mm)、阳浮动床(φ=1600mm,H=4000mm)、阳浮动床(φ=1600mm,H=4000mm)。浮动床采用单层单室，阳树脂型号选用D001×7，阴树脂型号选用201×7，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40～48h,运行批量为2200t～2600 t。
图5：浮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100～180μs/cm波动，阴床出口电导率≤10μs/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 =55×300×24=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300×24/40=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108×780+48×600=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。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
