磷肥生產(chǎn)企業(yè)的污水處理技術(shù)、鍋爐水質(zhì)處理技術(shù)

【專家解說(shuō)】：川化是我國(guó)第一個(gè)五年計(jì)劃期間建設(shè)的第一家國(guó)產(chǎn)化中型化肥廠， 經(jīng)過(guò)近50年的建設(shè)與發(fā)展，已成為以生產(chǎn)化肥為主的綜合性特大型化工企業(yè)，主要裝置生產(chǎn)能力為年產(chǎn)合成氨600kt、尿素1000kt、三聚氰胺 100kt，其中尿素生產(chǎn)能力分別由不同工藝和規(guī)模的3套裝置構(gòu)成。 1廢水處理技術(shù) 1.1大型尿素裝置引進(jìn)的大型尿素裝置具有C02轉(zhuǎn)化率高(72%)，成品質(zhì)量好(縮二脲含量低于0.3%)的特點(diǎn)。其尿液加工采用結(jié)晶造粒工藝，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水由涼水塔處理，造成噸尿素氨耗增加5kg，同時(shí)對(duì)大氣造成污染。在2004年初進(jìn)行的改造中，選用日本東洋工程公司ACES工藝，采用CO2氣提并保留中壓段，將結(jié)晶造粒工藝改為蒸發(fā)造粒工藝，增建廢水處理裝置，其流程如圖1所示: 來(lái)自工藝?yán)淠翰鄣膹U水經(jīng)解吸給料泵加壓與解吸塔下段底部出液換熱后，送至解吸塔上段頂部;解吸了大部分氨和二氧化碳的解吸液從解吸塔上段底部出來(lái)，經(jīng)水解塔給料泵加壓與水解塔出液換熱后送至水解塔。 水解塔操作壓力為2.4MPa、溫度210℃，其溫度通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)水解塔的蒸汽量來(lái)控制。在水解塔中，廢水中的尿素完全水解為氨和二氧化碳，回收熱量后的水解液進(jìn)人解吸塔下段頂部，水解塔出氣進(jìn)人水解塔上段中部。在解吸塔下段底部通人低壓蒸汽(副產(chǎn)，壓力0.54MPa)汽提殘余的氨和二氧化碳，解吸塔的操作壓力為0.41MPa、溫度l53℃。 解吸塔頂部出氣進(jìn)人低壓分解塔精鎦段下部回收熱量，同時(shí)降低了出口氣相中的水含量。經(jīng)過(guò)處理后，解吸塔底出口液相含氨和尿素均低于3X10-6，經(jīng)解吸液換熱器回收熱量和冷卻器冷卻至45℃以后，外送至界區(qū)。 與其它廢水處理技術(shù)相比，ACES解吸水解工藝的主要特點(diǎn)為: ( 1 ) 水解塔采用隔板將其分隔為大、小室，大室采用并流水解，小室采用逆流水解，因而可確保較高的水解效果。 ( 2 ) 解吸塔出口氣相進(jìn)人低壓分解塔回收熱量，降低了出口氣相中含水量;低壓分解保留二氧化碳?xì)馓?，有利于系統(tǒng)水平衡，簡(jiǎn)化了解吸塔的操作，避免了回流，同時(shí)降低了投資與消耗。 1.2中型尿素裝置 限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)水平和化肥市場(chǎng)形勢(shì)， 為降低投資和減少運(yùn)行費(fèi)用， 中型尿素裝置在設(shè)計(jì)中未設(shè)置廢水處理裝置， 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水直接外售。隨著市場(chǎng)的變化，廢水銷售受阻，于20世紀(jì)80年代初增設(shè)廢水處理裝置(解吸裝置)。但隨著環(huán)保要求的13益嚴(yán)格，該廢水處理裝置已不能滿足要求，因而在2001年結(jié)合另一裝置廢水處理的要求，決定在中型尿素裝置界區(qū)內(nèi)新建27rfl/h廢水處理裝置。經(jīng)過(guò)對(duì)多種廢水處理裝置的考察和綜合比較后，最終決定采用的單塔水解氣提技術(shù)，其流程如圖2所示。 來(lái)自廢水槽的廢水經(jīng)給料泵加壓并與水解氣提塔底部出液換熱后，送至水解氣提塔第41層塔板上，逐層溢流下降。廢水中的尿素水解與所產(chǎn)生氣體的氣提同時(shí)進(jìn)行，所需要的熱量 由塔底加人的1.3MPa蒸汽提供。 水解氣提塔出口氣相進(jìn)人塔頂冷凝器冷凝回收，水解氣提塔出口液相經(jīng)換熱器回收熱量后送出界區(qū)。水解氣提塔的操作壓力為1.05MPa、溫度l88℃，出口液相中氨、尿素含量小于 3Xl0-6為保證氣提效果和防止腐蝕，在水解氣提塔底蒸汽人口管上還加人了二氧化碳和空氣塔頂回流冷凝器出口氣相進(jìn)人尿素尾氣吸收塔繼續(xù)處理(或直接放空)，回流冷凝器出口液相部分回流至水解氣提塔頂部，部分外送至尿素裝置。塔頂回流冷凝器的操作壓力為0.95~l.00MPa、溫度為85℃，出口液相中水含量為28%~30%。塔頂回流冷凝器的熱量由調(diào)溫水 (65~70℃)移走，調(diào)溫水冷卻器熱量由二次水(35~40℃)移走。 與其它廢水處理技術(shù)相比，該技術(shù)的主要特點(diǎn)為: (1)氣提裝置由單塔組成，只需1.3MPa蒸汽，尿素的水解和氨的氣提在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，投資省，流程短，操作簡(jiǎn)單。 (2)由于冷凝回收壓力高和采用二氧化碳?xì)馓?，因而回收液中含水量較低(28%~30%)，減少了對(duì)尿素裝置的影響， 同時(shí)各種消耗(蒸汽、電卻水等)均優(yōu)于其它技術(shù)。 1.3小型尿素裝置 20世紀(jì)80年代成套引進(jìn)的三聚氰胺一尿素裝置采用的是荷蘭斯塔米卡邦低壓法三聚氰胺技術(shù)。尿素采用水溶液全循環(huán)法，由比利時(shí)臘斯特公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和供貨。2套裝置內(nèi)稀甲銨液由中壓解吸一水解塔處理，其流程如圖3所示。 三聚氰胺和尿素裝置的稀甲銨液匯集于甲銨液緩沖槽，然后經(jīng)解吸給料泵加壓并與解吸塔底出液換熱后，送往解吸塔頂部解吸塔由3段組成。稀甲銨液在上段解吸后，氨、二氧化碳基本逸出，解吸塔上段出氣進(jìn)人尿素中壓段作為原料回收利用。含微量尿素的液相進(jìn)人中部水解段，在水解段加人高壓蒸汽將溫度升至208℃左右，尿素發(fā)生水解，水解段出氣作為解吸塔上段部分熱源。 水解段出液進(jìn)入解吸塔下段繼續(xù)解吸， 并在底部加入高壓蒸汽，逐出液相中殘留的氨和二氧化碳。解吸塔下段出口氣相進(jìn)人解吸塔上段，作為上段部分熱源。解吸塔底部出液中含氨、 尿素均小于15X10-6，回收熱量后送出界區(qū)。解吸塔操作壓力為1.8MPa、溫度208℃。與其它廢水處理技術(shù)相比，該技術(shù)具有以下特點(diǎn): (1)解吸一水解均在同一個(gè)塔內(nèi)分段進(jìn)行，采用解吸一水解一再解吸方式，因而保證了尿素水解效果。 (2)由于解吸一水解均在中壓(1.8MPa)下進(jìn)行，因此出口氣相水含量較低，各種消耗(蒸汽、電、冷卻水等)均較低。 (3)由于解吸一水解在中壓下進(jìn)行，稀甲銨液中部分氨可以回收成液氨。 2 結(jié)語(yǔ) 在環(huán)保要求日益嚴(yán)格和原材料價(jià)格不斷上漲的今天，減少外排廢水中的原料損失不只是環(huán)境保護(hù)的要求，也是企業(yè)效益所需。如何在滿足環(huán)保要求的前提下實(shí)現(xiàn)廢水處理裝置的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，正確選擇廢水處理技術(shù)是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。 對(duì)于與氣提法尿素裝置配套的廢水處理裝置(或是工廠內(nèi)有富余低壓蒸汽)，建議采用傳統(tǒng)解吸水解解吸技術(shù)，否則會(huì)造成低壓蒸汽的較大浪費(fèi)。 對(duì)于與水溶液全循環(huán)法尿素裝置配套的廢水處理裝置，如果只有1.3MPa蒸汽，建議選用單塔水解氣提技術(shù);如果有2.5MPa以上的蒸汽，建議采用單塔解吸水解解吸技術(shù)