三聚氰胺氨洗涤塔排气氨含量高原因分析及改进

李金利

（河南能源化工集团中原大化公司，河南 濮阳457004）

某公司三聚氰胺生产装置的废气，全部回收到氨洗涤塔，经氨洗涤塔洗涤处理后排放，排放废气中的氨含量超标，最高达到质量分数15%，污染环境，影响装置的环保要求及三聚氰胺的氨耗，增加了三聚氰胺生产成本。

针对氨洗涤塔排放废气中氨含量高的原因进行分析，采取优化系统、技术改造等相应措施，以降低氨洗涤塔排放废气的氨含量。

1 氨洗涤工艺流程

氨洗涤工艺流程见图1。

图1 氨洗涤工艺流程Fig 1 Process of ammonia stripping

氨洗涤塔内装2层鲍尔环填料，三聚氰胺生产装置中的废气进入氨洗涤塔底部，顶部加入精制水，再逆流接触，用精制水或脱盐水洗涤后的废气从塔顶部放空，液相作为仪表、泵机封冲洗水进入系统。

2 废气氨含量高原因分析

1)随着该公司3套三聚氰胺装置和小尿素装置陆续投产，各套装置之间联系愈来愈紧密，改变了一些工艺操作情况：

①在第2套三聚氰胺装置投产时，为了节省资金，2套三聚氰胺装置共用1个碳铵液缓冲槽，第1、第2套三聚氰胺装置的尾气都送到第1套三聚氰胺的碳铵液缓冲槽中，相应地增加了碳铵液缓冲槽的气相放空量。原设计为5.4 t/h，而实际达到了10.8 t/h。

②原设计用大尿素16～18 t/h的稀碳铵液吸收第1套三聚氰胺装置尾气，吸收尾气后的碳铵液再送大尿素中压系统。2005年小尿素投产后，第1、第2套三聚氰胺尾气全部送小尿素装置，不再用碳铵液吸收，改用200～400 kg/h的水吸收尾气，尾气不能被完全吸收，增大了碳铵液缓冲槽的气相放空量。

③由于小尿素全部回收第1、第2套三聚氰胺尾气后，不再用大尿素碳铵液吸收尾气，使碳铵液缓冲槽内物料的结晶点大幅提高，故碳铵液缓冲槽的操作温度由原先设计的操作温度55℃提至95℃以上，目前操作温度保持在102℃（温度低了易结晶堵塞管线），大大增加了碳铵液缓冲槽的气相放空量。

以上这些改变，超出了氨洗涤塔和氨回收系统的回收能力，经氨洗涤塔放空，造成三聚氰胺成本升高的同时，带来严重的环保问题。

2)装置气相排放标准提高。原设计尿液槽、热水槽、料浆槽、循环液槽、机封水槽以及母液槽的气相直接排放到大气，经过技术改造全部回收到氨洗涤塔，通过氨洗涤塔将氨脱除后排放，从而增加了氨洗涤塔的负荷。

3)高压废水负荷高，设计为25 t/h，但目前基本维持在35 t/h左右，处理过的精制水，经冷却器后，温度由设计的40℃提高到目前的60～65℃；较高温度的精制水进入洗涤塔，作为氨洗涤塔的喷淋水，降低氨洗涤塔的吸收效果。

4)三聚氰胺装置负荷由100%提至120%，产生的含氨气体相对增多；三聚氰胺装置已运行10多年，部分阀门老化出现内漏等。

以上原因造成了废气经氨洗涤塔洗涤后，排出的气相氨含量超标。

3 改进措施

3.1 优化操作

1)严格按指标控制三聚氰胺、高压废水装置各操作参数；

2)尽量在急冷、汽提出料含量合格的情况下保持低水循环量，减少送到高压废水装置的废水量；

3)稳定高压废水的操作，避免精致水氨氮超标，将精制水氨氮质量分数控制在0.15×10-3内，确保洗涤塔源头喷淋水的洁净；

4)在保证急冷塔、二氧化碳汽提塔、氨汽提塔的钝化空气量达标的前提下，尽量减少钝化空气用量；

5)关闭精制水到氨洗涤塔的管线伴热，关闭氨洗涤塔至循环泵的管线伴热，降低洗涤水温度；

6)在干燥器温度稳定的情况下，适当减少热空气的量，从而降低洗涤塔热负荷；

7)严格控制气相到氨洗涤塔的各个槽罐的液位，发现液位指示不准及时联系处理，避免漫液到氨洗涤塔；

8)及时检修内漏的调节阀，研磨、更换内漏的氨阀门，减少排放到氨洗涤塔的氨量；

9)大修时检查、热洗氨洗涤塔填料；

10)针对洗涤塔冷却器设计能力小的情况，加大其循环量、现场全开到上塔的循环阀，来提高洗涤塔的吸收效果。增加氨洗涤塔冷却器板片，不定期清洗冷却器冷却水进口滤网，把冷却器冷却水进口管线的进口由冷却水总管的下部改在上部，避免泥沙堵塞管线，板片结垢，换热效果不好，导致氨洗涤效果不好。

3.2 技术改造

1)碳铵液缓冲槽气相管线技改后同时送第1套氨汽提塔和第2套氨汽提塔。见图2。

当碳铵液缓冲槽液相送小尿素装置时，尾气是靠加水（200～300 kg/h）吸收，尾气冷却器的温度不能控制低，要在95℃以上，根据尾气组分适当调高。此时PV31291开度很大，如送到氨洗涤塔，尾气排放量大、氨耗高；如全部送到大修技改的碳铵液缓冲槽气相到大尿素装置，三聚氰胺氨耗高，且不易控制；如全部送到氨汽提塔，1套氨回收系统吸收2套的尾气，系统很快会乱，CO2含量高，水解塔氨给料泵汽化；本次技改，把碳铵液缓冲槽气相可同时送第1套氨汽提塔C3106和第2套氨汽提塔，可降低第1、第2套三聚氰胺装置的氨耗，降低废气中的氨含量。

2)在精制水冷却器后增加1台板式换热器。高压废水装置设计能力是25 t/h，3套三聚氰胺装置同时开车时，精制水冷却器换热不能满足要求，出口温度高达60℃。在精制水冷却器后又串联1台板式换热器后，温度降下来后的精制水送到氨洗涤塔，能更好的吸收废气中的氨。见图3。

3)氨洗涤塔循环泵原设计没有到氨洗涤塔上部的循环量，现增加到氨洗涤塔上部的管线，提高氨洗涤塔氨洗涤塔的吸收效果。

4 实施效果

图3 精制水冷却器后增冷却水冷却器Fig 3 Water cooler added behind purified water cooler

经过一系列措施实施后，减少了排放到氨洗涤塔的含氨气体，回收了三聚氰胺碳铵液缓冲槽气相中的氨，降低了到氨洗涤塔的精制水温度，提高了氨洗涤塔吸收效率，降低了氨洗涤塔排放气相的氨含量。经分析出氨洗涤塔气相氨的质量分数均在0.1%以下，最低达到58×10-6；氨耗有了大幅度的降低，由2011年的0.10 t/t下降到每吨0.04 t/t，1 a按生产三聚氰胺55 kt、1 t氨按2 800元计，则1 a可节约924万元，有效的降低了三聚氰胺的生产成本，达到了预期的效果。

5 结束语

通过综合分析，从优化系统操作和技术改进2方面对三聚氰胺装置进行改进，即减少了气相排放中的氨含量，也做到了节能降耗，降低了三聚氰胺成本，产生了可观的经济效益与社会效益。