兖矿鲁南化肥厂是兖矿集团煤化分公司下属的一家专门从事化工生产与科技研发的企业,2007年,企业利用兖矿集团自主知识产权新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术,建成了原料及动力调整项目,使企业达到80万t/a尿素、20万t/a甲醇的生产能力,其中尿素第1套装置于1972年9月建成投产,设计尿素产能为11万t/a;尿素第2套装置于1993年建成投产,设计尿素产能为13万t/a;尿素第3套装置于2007年建成投产,设计尿素产能为40万t/a,
装置在实施环保节能控制措施前存在以下污染:吨尿素产生380~530 kg的蒸发冷凝液(含有水、氨、二氧化碳、尿素及缩二脲);大量的含氨氮废水; 3台压缩机的含油废水;原流程采用蒸汽喷射提取真空,直接从排气筒排入大气中的尾气污染;尿素压缩机岗位的噪音污染;目前的氨泵填料函为碳钢材料,对柱塞及填料润滑冷却介质采用系统蒸汽冷凝液,温度约80 ℃,经过冷凝液泵加压至0.8 MPa送至氨泵填料箱,其回水中的含氨废水送至解吸水解系统增加处理量7 m3/h;排往大气中的氨污染。
为了保护环境,降低成本,节约资源,提高广大职工的环保节能意识,做到节能的可操作性和长久性,公司对尿素装置进行了一系列节能降耗改造措施,实现生产的环保节能。
1. 对水解系统进行了完善。该项目以水解塔为主要水解设备,在原解吸塔(第一解吸塔)基础上新上了1台低压立式填料解吸塔(第二解吸塔),并配套解吸气相冷凝回收系统,使水解解吸系统独立运行,回收蒸发工序被蒸发出来的工艺冷凝液,由泵送回尿素主生产系统。水解采用2.5 MPa的蒸汽直接加热,第二解吸塔采用约1.0 MPa的蒸汽进行直接加热,气相进入原解吸塔作为热源。经解吸后,溶液中的NH3≤10×10-6,尿素≤5 ×10-6。
2. 对氨氮废水实行清污分流。将装置中所有的氨氮废水排放,包括氨泵进口缓冲器的导淋、一甲泵进口缓冲器的导淋、解吸泵导淋、氨泵副线总管导淋、喷射泵放空冷凝液、解吸泵入口导淋、2台氨水泵导淋、2台二甲泵导淋、2台融熔泵进口导淋、尿液泵进口导淋、二表槽导淋、二表泵进口导淋、合成塔氨管冲洗水导淋、合成向二段导淋、尾吸泵排气导淋、氨管线导淋等通过管道回收入全封闭的钢板贴衬的水解地池后,打入解吸系统。
3. 由于3台压缩机各级油水分离器为现场排放,用管道将废油回收至新设立的废油回收槽,同时原老废油槽中的废油也定期排放至新废油回收槽,用泵加压通过管路送至合成氨分厂的油回收处理装置进行处理。
4. 对蒸发系统水力喷射改造。在原有装置的基础上安装2台双吸高效水力喷射器,分别取代原一段蒸汽喷射器及二段蒸汽喷射器B。工作介质采用脱盐水、喷射液体与气体混合吸收,进入循环水箱进行循环使用。随着气体的不断冷凝,循环水中的氨含量不断上升,可根据情况打开排水阀送往碳铵液槽,然后送去解吸,泵出口循环上下水管分为2路:一路进一段水喷射器(代替原一段蒸汽喷射器),另一路进二段水喷射器(代替原二段蒸汽喷射器B)。循环水经喷射器被高速射流强制夹带,造成吸入室内压力降低而形成真空,使一段真空度(表压) 达到73.33 kPa ,二段真空度(表压) 达到94.66 kPa,分别维持蒸发操作过程所需要的真空度及对应的抽气量。喷射液体与气体混合吸收,进入循环水箱循环使用。随着气体的不断冷凝,循环水箱中的氨浓度提高,可根据情况打开排水阀送往碳铵液槽解吸。该系统所配置的水力喷射器采用双喷嘴、二级吸收,在水喷射器进口管道上安装阀门用来调节真空度,在同等操作条件下的吸气能力比传统单级单吸喷射器提高50%以上,大大降低了电耗。从循环水泵的出口设置旁路管线,送于氨泵填料箱作密封水使用,之后进入循环水箱进行循环使用,在浓度达到指标时进行置换,从而大大减少了含氨废水量。原蒸发流程采用蒸汽喷射提取真空,尾气直接从排气筒排入大气中,噪音较大,对环境造成较大污染,而且对现场操作人员身体造成潜在危害。采用水力喷射后,回收了一、二段喷射泵带走的氨,保护了环境并且消除了噪音污染。
5. 尿素分厂噪声污染比较严重的岗位为压缩机岗位,将3套系统压缩机操作室采用隔音较好的材料作为外壁,门窗玻璃全部改为双层玻璃,并且配备了噪音监测器,随时监测噪声情况。
6. 将氨泵密封水采用密闭循环流程后,使其废水浓度达到一定指标后进行置换处理,之后再进行密闭循环,可减少系统产生的废水总量,优化解吸、水解系统的操作环境,并减少蒸汽消耗总量。
7. 通过回收利用溴化锂机组产生的低温水,提高换热器的冷凝效果,降低系统的放空量。同时,在放空管上部增设喷淋水吸收废气中的氨。
通过采取以上措施,尿素生产的现场环境和消耗指标均得到了明显改善,解决了尿素生产的环保压力,实现了效益运行,有利于企业的可持续发展。