尿素解吸废液回收运行情况

贺小伟

尿素解吸废液回收运行情况

贺小伟

(江苏华昌化工股份有限公司江苏张家港215600)

0 前言

江苏华昌化工股份有限公司分别于2004年和2005年投资兴建了2套二氧化碳汽提法尿素生产装置，均由五环科技股份有限公司设计，单套生产能力为150 kt/a。2005年7月，第1套尿素装置投产；2006年12月，第2套尿素装置投产。随着2套尿素装置的投产，日产尿素达1 000 t以上，每天有约500 t解吸废液需要进行外排。由于废液中含有部分尿素、氨、二氧化碳及缩二脲等物质，如果直接外排，废液中的氨氮将会给环境带来污染，而且造成水资源的严重浪费。经认真调研，决定增加1套废水处理装置，将一部分解吸废液进行技术性处理，然后送往造气锅炉水夹套作为补充水；另一部分解吸废液送本公司污水处理厂进行处理，然后作为循环水系统的补水。现就废水回收运行情况进行总结。

1 解吸废液经污水处理厂后作为循环水补水回用

由于尿素装置产生的废液量远大于造气炉夹套的用水量，将多余的这部分废液送至本公司污水处理厂，再进行进一步处理。污水处理工艺流程见图1。

图1 污水处理工艺流程

解吸废液经格栅后进入集水池，集水池废液由潜污泵送入调节池，特殊情况下的高浓度废液则进入事故池。调节池中设置水下搅拌机，以防止水在流动过程中悬浮物沉积。调节池的出水通过溢流堰溢流进入A/O池的配水区，溢流堰内的水通过管道接入沉淀池的配水区；沉淀池采用溢流出水，进入污泥井，并检测在污泥井中出水水质，如出水水质达标则作为循环水的补水，出水水质不达标则返回至集水池继续处理。

2 解吸废液处理后送造气系统回用

2.1 解吸水解原理

解吸就是将尿素生产的工艺冷凝液中的氨和二氧化碳分离出来，得到氨和二氧化碳的混合气体，然后送回系统循环利用，同时得到不含氨和二氧化碳的液体。解吸是吸收的逆过程，吸收时需要提高压力并降低温度，而解吸则需要降低压力和提高温度。

目前常用的提高解吸温度的方法是将水蒸气直接通入解吸塔内。此种方法一方面可以加热溶液，提高温度；另一方面，由于水蒸气中不含氨和二氧化碳，气相中氨和二氧化碳的分压很低，其值小于溶液表面的平衡分压，所以溶液中的氨和二氧化碳能进入气相中，以达到解吸的目的。

水解原理：水解就是用直接蒸汽加热的方法，使溶液中的尿素分解为氨和二氧化碳，然后去解吸塔中进行解吸，以回收分解得到氨和二氧化碳。

2.2 解吸后的废液处理

现有2套尿素装置中，老系统的解吸水解装置是由五环设计院设计，采用先解吸、后水解、再解吸流程，设计能力12.5 m3/h。新系统的解吸装置由上海金炼化工科技有限公司设计，采用高效液体分布器和规整填料，设计能力30 m3/h。2套装置解吸废液中含氨质量分数均为20×10-6、含尿素质量分数均为100×10-6，不能直接回收或外排。为了充分利用这些废水，使其变废为宝，增加了1套废水处理装置，将处理后的废水送往造气锅炉水夹套作为补水。

处理前对废液进行化验分析，其结果为：pH为9.2，硬度0.07 mmol/L，碱度5.4 mg/L，总铁质量浓度0.1 mg/L，氧质量浓度0.2 mg/L。从以上数据可以看出，此水质具有腐蚀性和结垢倾向，且氧含量、铁含量均超标。按照低压锅炉水质标准，如不进行必要的处理，不能作为造气炉水夹套和余热锅炉水源使用。现采用徐州水处理研究所的尿素解吸废液处理技术，有针对性地对废液进行除铁、催化、降氧及降硬缓蚀等综合处理，调整夹套和余热锅炉水的水质成分，防止在夹套内生成难以清除的缩脲类结晶，使夹套不因受热而结垢，腐蚀也在允许范围内，不会产生危害。其处理过程有以下几个方面。

2.2.1 降硬

2.2.2 去铁垢

由于氧的存在，废水中的铁离子发生氧化反应，生成氧化铁，如不及时处理，氧化铁被带入锅炉，会在热负荷高的部位生成坚硬的氧化铁垢，附着在锅炉内壁，进而影响锅炉的传热效果。如果大量聚集氧化铁垢还会使锅炉因受热不均而发生危险，因此，必须将水中的铁离子质量浓度降至0.1 mg/L以下。其处理方法是用锰砂过滤，使氧化铁不进入夹套锅炉，可防止产生铁垢和氧化铁引起的垢下腐蚀。

2.2.3 防止二氧化碳腐蚀

2.2.4 除氧

氧是一种强氧化剂，很容易使金属离子发生氧化而产生腐蚀。氧腐蚀是一种最常见又危害很大的腐蚀，在常温下就会发生。其解决方法是加除氧剂，使水中氧质量浓度降至0.1 mg/L，再向废水中加入一定量的缓蚀剂，防止氧的腐蚀。

对经过处理后的废液成分进行了跟踪分析，从分析结果可以看出，处理后的废水完全符合造气炉夹套水质控制标准，可以作为造气炉的夹套用水。2005年12月，将处理后的废水补入了造气炉夹套，从使用效果来看，没有发现造气炉夹套腐蚀、结垢等现象，效果很好。

3 结语

江苏华昌化工股份有限公司尿素装置的废液处理问题得到了彻底解决，真正实现了尿素装置的污水零排放，不仅给公司带来了经济效益，同时也带来了环保效益。

2016- 08- 29)