“汽”改“水”抽真空技术在尿素蒸发系统的应用

尹德军

（吉林通化化工股份有限公司 吉林通化134102）

“汽”改“水”抽真空技术在尿素蒸发系统的应用

尹德军

（吉林通化化工股份有限公司 吉林通化134102）

吉林通化化工股份有限公司（以下简称通化公司）合成氨装置生产能力为100kt／a、尿素装置生产能力为130kt／a。原蒸发系统采用蒸汽喷射抽真空的方式，吨尿素抽真空耗蒸汽68kg，吨尿素总蒸汽消耗1380kg、总氨耗578kg。为解决原有蒸汽喷射抽真空方式蒸汽消耗高的状况，同时解决蒸汽喷射器因蒸汽压力的波动不易操作等问题，通化公司经充分考察论证后，于2009年8月投资22.8万元，在尿素蒸发系统进行了“汽”改“水”喷射抽真空改造，不仅解决了生产消耗高的问题，明显提高了产品质量，还回收了蒸汽系统排放尾气中的氨，避免了环境污染。

1 改造情况

原一段蒸汽喷射器、原二段蒸汽喷射器B不作改动，在蒸汽喷射器前分别安装球阀，由三通球阀去水力喷射器，保留原蒸汽喷射器作为备用。一段、二段双吸水力喷射器安装在五楼，用旧设备改制的循环水箱装在四楼，换热器以及循环水泵装在三楼。改造后水抽真空工艺流程见图1。

图1 改造后水抽真空工艺流程

脱盐水补入循环水箱，由循环水泵加压经换热器降温，然后分2路进入系统：一路进一段双吸水力喷射器，代替原一段蒸汽喷射器；另一路进二段双吸水力喷射器，代替原二段蒸汽喷射器。循环水经双吸水力喷射器后，使吸入室内压力降低而形成真空。随着生产的进行，气体不断冷凝，尾气中的氨不断被水吸收，循环水箱内的循环水氨含量不断上升，当氨质量分数达到7%时，将循环水槽中2／3的稀氨水放至碳铵液槽，然后循环水箱补入等量的脱盐水继续循环使用。

主要设备参数见表1。

表1 主要设备参数

2 操作要点及设计注意事项

开启循环水泵，压力达0.65MPa后开启阀门，循环水分2路分别进入一段、二段双吸水力喷射器，用各自的进口阀控制、调整压力及真空度。循环水通过双吸水力喷射器，形成高速射流，强制携带、吸入蒸发分离器中的尾气而形成真空，使一段蒸发真空压力达－0.066MPa、二段段蒸发真空压力达－0.090MPa，从而满足蒸发操作所需的真空度及对应的抽气量；同时切断原一段蒸汽喷射器及原二段蒸汽喷射器B的蒸汽供应，转入正常运行。随着生产的进行，循环水的氨含量不断上升，当氨质量分数达到7%时，将循环水槽中2／3的稀氨水放至碳铵液槽或采用溢流调节液位；在不影响真空条件下，氨质量分数可达到17%，然后循环水箱补入等量的脱盐水继续循环。

设计注意事项：①循环水泵能力必须与抽真空能力相配，否则达不到真空度；②双吸水力喷射器安装垂直度要保证＜2mm，尾管通量应设计合理；③双吸水力喷射器与循环水箱位差需达到要求，否则会产生背压影响真空度；④必须安装板式换热器，否则循环热导致水温过高会影响真空度；⑤表冷器和中间冷却器的换热面积应足够，否则气体温度过高并带水会影响双吸水力喷射器抽真空且产生振动。

3 运行情况及效益分析

2009年18月25日，双吸水力喷射器投入运行，同时切断两级蒸汽喷射器蒸汽供应，运行至今非常平稳。一段蒸发系统压力稳定在0.066MPa，二段蒸发压力稳定在0.090MPa。不仅解决了生产中的问题，而且节约了大量的蒸汽；同时，由于真空度稳定，产品质量有了明显的提高，还回收了蒸发系统排放尾气中的氨，避免了环境污染。

改为双吸水力喷射器后，原一段蒸汽喷射器、原二段蒸汽喷射器B吨尿素蒸汽消耗由1380kg降至1310kg，吨尿素氨耗由578kg降至575kg，按尿素产量360t／d、蒸汽60元／t、氨2200元／t计，日节约蒸汽费用1512元、氨费用2376元。改为双吸水力喷射器后，配用电机功率55kW，轴功率37kW，日耗电888kW·h左右，按电价0.36元／（kW·h）计，则日电费为319.68元。合计日节约费用3568.32元，则月产生经济效益10.70万元。

2台循环水泵7.0万元、2台双吸水力喷射器5.6万元、利用旧设备改制换热器及自制循环水槽4.5万元、电器仪表及管道阀门4.5万元、安装费1.2万元，合计22.8万元，施工工期为7d。该技术投入运行后，生产装置运行更平稳，间接经济效益明显，2.5个月即可收回全部投资，环境效益良好。

4 结语

在尿素蒸发系统进行“汽”改“水”喷射抽真空改造，采用水闭路循环，操作性能稳定，有利于工艺控制，克服了蒸汽压力波动造成的不利因素，降低了解析负荷，用水力喷射抽真空使表冷液量大幅减少。由于解析负荷的降低，解析所需蒸汽量也降低，取得了节约蒸汽的效果。回收一段喷射器带走的氨量，环境效益显著。在以“水”代“汽”抽真空的基础上，能进一步降低二段蒸汽喷射器A的蒸汽消耗，同时实现整个蒸发系统抽真空的优化。该项目解决了生产消耗高问题，产品质量明显提高，投资回收期短，是一个节能减排的好项目。

2014-09-16）