磷肥生产企业的污水处理技术、锅炉水质处理技术

【专家解说】：川化是我国第一个五年计划期间建设的第一家国产化中型化肥厂， 经过近50年的建设与发展，已成为以生产化肥为主的综合性特大型化工企业，主要装置生产能力为年产合成氨600kt、尿素1000kt、三聚氰胺 100kt，其中尿素生产能力分别由不同工艺和规模的3套装置构成。 1废水处理技术 1.1大型尿素装置引进的大型尿素装置具有C02转化率高(72%)，成品质量好(缩二脲含量低于0.3%)的特点。其尿液加工采用结晶造粒工艺，生产过程中产生的废水由凉水塔处理，造成吨尿素氨耗增加5kg，同时对大气造成污染。在2004年初进行的改造中，选用日本东洋工程公司ACES工艺，采用CO2气提并保留中压段，将结晶造粒工艺改为蒸发造粒工艺，增建废水处理装置，其流程如图1所示: 来自工艺冷凝液槽的废水经解吸给料泵加压与解吸塔下段底部出液换热后，送至解吸塔上段顶部;解吸了大部分氨和二氧化碳的解吸液从解吸塔上段底部出来，经水解塔给料泵加压与水解塔出液换热后送至水解塔。 水解塔操作压力为2.4MPa、温度210℃，其温度通过调节进水解塔的蒸汽量来控制。在水解塔中，废水中的尿素完全水解为氨和二氧化碳，回收热量后的水解液进人解吸塔下段顶部，水解塔出气进人水解塔上段中部。在解吸塔下段底部通人低压蒸汽(副产，压力0.54MPa)汽提残余的氨和二氧化碳，解吸塔的操作压力为0.41MPa、温度l53℃。 解吸塔顶部出气进人低压分解塔精镏段下部回收热量，同时降低了出口气相中的水含量。经过处理后，解吸塔底出口液相含氨和尿素均低于3X10-6，经解吸液换热器回收热量和冷却器冷却至45℃以后，外送至界区。 与其它废水处理技术相比，ACES解吸水解工艺的主要特点为: ( 1 ) 水解塔采用隔板将其分隔为大、小室，大室采用并流水解，小室采用逆流水解，因而可确保较高的水解效果。 ( 2 ) 解吸塔出口气相进人低压分解塔回收热量，降低了出口气相中含水量;低压分解保留二氧化碳气提，有利于系统水平衡，简化了解吸塔的操作，避免了回流，同时降低了投资与消耗。 1.2中型尿素装置 限于当时的设计水平和化肥市场形势， 为降低投资和减少运行费用， 中型尿素装置在设计中未设置废水处理装置， 生产过程中产生的废水直接外售。随着市场的变化，废水销售受阻，于20世纪80年代初增设废水处理装置(解吸装置)。但随着环保要求的13益严格，该废水处理装置已不能满足要求，因而在2001年结合另一装置废水处理的要求，决定在中型尿素装置界区内新建27rfl/h废水处理装置。经过对多种废水处理装置的考察和综合比较后，最终决定采用的单塔水解气提技术，其流程如图2所示。 来自废水槽的废水经给料泵加压并与水解气提塔底部出液换热后，送至水解气提塔第41层塔板上，逐层溢流下降。废水中的尿素水解与所产生气体的气提同时进行，所需要的热量 由塔底加人的1.3MPa蒸汽提供。 水解气提塔出口气相进人塔顶冷凝器冷凝回收，水解气提塔出口液相经换热器回收热量后送出界区。水解气提塔的操作压力为1.05MPa、温度l88℃，出口液相中氨、尿素含量小于 3Xl0-6为保证气提效果和防止腐蚀，在水解气提塔底蒸汽人口管上还加人了二氧化碳和空气塔顶回流冷凝器出口气相进人尿素尾气吸收塔继续处理(或直接放空)，回流冷凝器出口液相部分回流至水解气提塔顶部，部分外送至尿素装置。塔顶回流冷凝器的操作压力为0.95~l.00MPa、温度为85℃，出口液相中水含量为28%~30%。塔顶回流冷凝器的热量由调温水 (65~70℃)移走，调温水冷却器热量由二次水(35~40℃)移走。 与其它废水处理技术相比，该技术的主要特点为: (1)气提装置由单塔组成，只需1.3MPa蒸汽，尿素的水解和氨的气提在同一设备内进行，投资省，流程短，操作简单。 (2)由于冷凝回收压力高和采用二氧化碳气提，因而回收液中含水量较低(28%~30%)，减少了对尿素装置的影响， 同时各种消耗(蒸汽、电却水等)均优于其它技术。 1.3小型尿素装置 20世纪80年代成套引进的三聚氰胺一尿素装置采用的是荷兰斯塔米卡邦低压法三聚氰胺技术。尿素采用水溶液全循环法，由比利时腊斯特公司负责设计和供货。2套装置内稀甲铵液由中压解吸一水解塔处理，其流程如图3所示。 三聚氰胺和尿素装置的稀甲铵液汇集于甲铵液缓冲槽，然后经解吸给料泵加压并与解吸塔底出液换热后，送往解吸塔顶部解吸塔由3段组成。稀甲铵液在上段解吸后，氨、二氧化碳基本逸出，解吸塔上段出气进人尿素中压段作为原料回收利用。含微量尿素的液相进人中部水解段，在水解段加人高压蒸汽将温度升至208℃左右，尿素发生水解，水解段出气作为解吸塔上段部分热源。 水解段出液进入解吸塔下段继续解吸， 并在底部加入高压蒸汽，逐出液相中残留的氨和二氧化碳。解吸塔下段出口气相进人解吸塔上段，作为上段部分热源。解吸塔底部出液中含氨、 尿素均小于15X10-6，回收热量后送出界区。解吸塔操作压力为1.8MPa、温度208℃。与其它废水处理技术相比，该技术具有以下特点: (1)解吸一水解均在同一个塔内分段进行，采用解吸一水解一再解吸方式，因而保证了尿素水解效果。 (2)由于解吸一水解均在中压(1.8MPa)下进行，因此出口气相水含量较低，各种消耗(蒸汽、电、冷却水等)均较低。 (3)由于解吸一水解在中压下进行，稀甲铵液中部分氨可以回收成液氨。 2 结语 在环保要求日益严格和原材料价格不断上涨的今天，减少外排废水中的原料损失不只是环境保护的要求，也是企业效益所需。如何在满足环保要求的前提下实现废水处理装置的经济运行，正确选择废水处理技术是一个值得关注的问题。 对于与气提法尿素装置配套的废水处理装置(或是工厂内有富余低压蒸汽)，建议采用传统解吸水解解吸技术，否则会造成低压蒸汽的较大浪费。 对于与水溶液全循环法尿素装置配套的废水处理装置，如果只有1.3MPa蒸汽，建议选用单塔水解气提技术;如果有2.5MPa以上的蒸汽，建议采用单塔解吸水解解吸技术