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[摘要]随着科学发展和可持续发展观的提出与推进,节约能源、保护环境已经成为每一个人不可推卸的责任,工业企业也都朝着更低能耗、更少成本的方向发展,所以尿素工艺冷凝液的回收工作具有着重大的意义。但由于尿素在回收时容易与生水混合成胶状物,电导率较高,这就导致了浮动床压差反复的增加,过滤器频繁的反洗,具有很大的难度。本文则是对尿素工艺冷凝液回收时的一些问题进行分析,提出了一些建议,并对尿素工艺冷凝液回收的流程进行了简单的研究分析。
[关键词]尿素工艺冷凝液回收 节约能源 回收合理流程的研究
[中图分类号] TQ340.68 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-289-1
尿素工艺冷凝液的回收大致流程是将冷凝液通过尿素装置的附设废水处理设施进行预处理之后,再由水处理装置的除盐系统进行除盐,除盐后的水就可以用作高压锅炉给水,进而达到尿素冷凝液回收的目的。目前,在化工生产过程中需要消耗大量的水,但是很多工艺技术比较落后,在生产过程中也不按照要求进行规范的生产,这对水资源的消耗就更加大,所以化工企业不仅要加强污水排放的治理及控制,还要做好节约能源、节约用水的工作,这就要不断的提高再生水的相关工艺技术。尿素工艺冷凝液的回收工作就是其一,尿素冷凝液回收处理不仅能够处理废水,减少氨耗,还能够回收利用解析液,减少污水排放,这对社会效益以及经济效益都是有着重要的作用和意义的。
1尿素工艺冷凝液回收应考虑的问题
(1)氨、其他离子以及尿素的浓度对系統设计的影响。由于尿素工艺冷凝液的水质较为复杂,尿素冷凝液水质的波动范围比较大,尤其是冷凝液中的有机物含量较大,SO42- 、CO42- 、K+ 、Cl-等含量较高,以及尿素、氨的存在影响着水质,降低了制水量,供水状况也变得紧张。
(2)脱盐水系统中温度的影响。回收冷凝液的温度如果过高的话,会使衬胶设备老化,降低树脂的强度以及工作的容量,大大的缩短了使用寿命,进而引起运行的压差增大,更换较频繁,所以温度一定要根据实际情况进行合理的设计。
(3)树脂的分析。尿素是非电解质,其电离常数是极小的,与树脂基本是不进行交换的。树脂中极易形成胶状物,会使减少处理的水量。设计回收流程时一定要对阳树脂及阴树脂进行认真仔细的分析,阴树脂中如果有机污染物的含量过高,成分较复杂,并且其中的酯类物质与尿素冷凝液中含有的之类物质相似,阴树脂中还可能含有多种的烷烃类物质,尿素冷凝液中的有机物质被树脂吸附,截留有机物并滋生微生物,截留在树脂中富集,进而降低了树脂与尿素的交换工作的容量,降低了树脂使用的寿命,导致了蒸汽的品质降低。所以必须要对尿素冷凝液中含有的有机物质进行处理,以达到预想的除盐目标。
2尿素工艺冷凝液回收的相关建议
(1)去除尿素冷凝液中的有机物。对阴阳树脂以及尿素冷凝液中有机物的成分及含量进行研究分析,尿素中的有机物质含量高,成分较为复杂,波动的范围也比较大,这对回收系统造成了一些负面的影响,有机物质容易引起锅炉内水汽共腾,影响着蒸汽的品质,而且管道也容易因此而结垢。所以,有机物的去除工作也是十分关键的,一般均是对有机物质进行降解的处理,可以利用高级氧化法进行降解。
(2)合理的调节PH值。锅炉的给水系统中,检验锅炉给水水质的重要指标之一就是PH,PH的变化直接关系到锅炉设备经济安全的运行。PH为7时理论上是指纯水为中性时的PH值,但是实际中的给水还会含有游离的二氧化碳,这会导致酸性腐蚀问题,所以在进行热力系统水质的调节处理时,常常PH值调节为8.8以上,9.0至9.2为最佳。所以尿素工艺冷凝液回收时一定考虑到PH的影响因素,必须根据实际的情况进行合理的PH调节,通常比较可行的方法是采用将氨气通入尿素冷凝液中,以调节PH至碱性。
(3)去除尿素冷凝液中的铁。尿素冷凝液铁的含量都要高于锅炉给水水质的标准,一般产生铁的原因是由于冷凝液水温过高,对铁器设备形成电化学的腐蚀,因为铁是阳极的,所以铁氧腐蚀电池中,铁是遭到腐蚀的;另一种产生铁的原因是冷凝水酸腐蚀造成的,锅炉给水是软水,软水即是去除钙镁的硬度,但是碳酸氢根还留在水中,温度增加时PH会降低,冷凝水就变成了酸性的水质。为了减小铁对后面除盐系统交换容量工作的影响,所以去除尿素冷凝液中的铁是十分必要的,所以在回收流程的设计中,要合理慎重的选择除铁装置,例如新型的除铁过滤器、采用复合型的高梯度电磁过滤的方法等,以有效的去除尿素冷凝液中的铁。
3尿素工艺冷凝液回收合理流程的研究
尿素生成的副反应即是尿素的水解,尿素水解流程的主要装置包括简单换热器、解吸塔、分流器、水解塔及给料泵;60℃以下的温度时,尿素几乎是不会水解的,100℃时尿素水解的速度会明显的加快,而在145℃以上,其水解速度会剧增,所以在更低的压力下进行尿素水解是可行的;对于不同的物系,其物性方法也是不同的,物性方法正确的选择直接影响着工艺流程的可靠性与准确性,所以要适当的选择物性方法;还应考虑到工艺的要求,一般在排出界区溶液中氨与尿素的浓度都不宜超过0.01g/L;在塔底通入来自合成系统提供的二氧化碳气体,二氧化碳能够加速尿素的水解反应进程,对物料起到汽提的作用,而且即使在低温的条件下,尿素同样能够水解的很彻底,达到工艺的指标。工艺冷凝液在一个塔内完成氨与二氧化碳的解析以及尿素的水解,这就降低了大量的能耗,并节省了大量设备的投资成本。
尿素工艺冷凝液回收与利用对整个的工业生产系统的影响都是非常重要的,很大程度上能够提高脱盐水制水的批量生产,有效的缓解目前脱盐水供水比较紧张的问题,减少脱盐水酸碱的消耗,并且降低了废液的排放及环境的污染,具有极其可观的社会以及经济上的效益。
参考文献
[1]丁苏文,叶枫,贾新海等.尿素工艺冷凝液回收过程的模拟与分析[J].化学工业与工程,2011,28(4):1004-9533.
[2]李印昌,冉草原.垂直筛板型尿素工艺冷凝液深度水解装置运行总结[J].化肥工业,2012,39(5):60-63.
[3]饶威.论江氨公司尿素蒸汽冷凝液及水解废液的回收利用[J].江西化工,2010,(2):1008-3103.
[4]何魁帮,祝甲旺,赵德渊等.尿素工艺冷凝液的深度水解处理技术[J].中国化工贸易,2013,(7):401-401.
[关键词]尿素工艺冷凝液回收 节约能源 回收合理流程的研究
[中图分类号] TQ340.68 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-289-1
尿素工艺冷凝液的回收大致流程是将冷凝液通过尿素装置的附设废水处理设施进行预处理之后,再由水处理装置的除盐系统进行除盐,除盐后的水就可以用作高压锅炉给水,进而达到尿素冷凝液回收的目的。目前,在化工生产过程中需要消耗大量的水,但是很多工艺技术比较落后,在生产过程中也不按照要求进行规范的生产,这对水资源的消耗就更加大,所以化工企业不仅要加强污水排放的治理及控制,还要做好节约能源、节约用水的工作,这就要不断的提高再生水的相关工艺技术。尿素工艺冷凝液的回收工作就是其一,尿素冷凝液回收处理不仅能够处理废水,减少氨耗,还能够回收利用解析液,减少污水排放,这对社会效益以及经济效益都是有着重要的作用和意义的。
1尿素工艺冷凝液回收应考虑的问题
(1)氨、其他离子以及尿素的浓度对系統设计的影响。由于尿素工艺冷凝液的水质较为复杂,尿素冷凝液水质的波动范围比较大,尤其是冷凝液中的有机物含量较大,SO42- 、CO42- 、K+ 、Cl-等含量较高,以及尿素、氨的存在影响着水质,降低了制水量,供水状况也变得紧张。
(2)脱盐水系统中温度的影响。回收冷凝液的温度如果过高的话,会使衬胶设备老化,降低树脂的强度以及工作的容量,大大的缩短了使用寿命,进而引起运行的压差增大,更换较频繁,所以温度一定要根据实际情况进行合理的设计。
(3)树脂的分析。尿素是非电解质,其电离常数是极小的,与树脂基本是不进行交换的。树脂中极易形成胶状物,会使减少处理的水量。设计回收流程时一定要对阳树脂及阴树脂进行认真仔细的分析,阴树脂中如果有机污染物的含量过高,成分较复杂,并且其中的酯类物质与尿素冷凝液中含有的之类物质相似,阴树脂中还可能含有多种的烷烃类物质,尿素冷凝液中的有机物质被树脂吸附,截留有机物并滋生微生物,截留在树脂中富集,进而降低了树脂与尿素的交换工作的容量,降低了树脂使用的寿命,导致了蒸汽的品质降低。所以必须要对尿素冷凝液中含有的有机物质进行处理,以达到预想的除盐目标。
2尿素工艺冷凝液回收的相关建议
(1)去除尿素冷凝液中的有机物。对阴阳树脂以及尿素冷凝液中有机物的成分及含量进行研究分析,尿素中的有机物质含量高,成分较为复杂,波动的范围也比较大,这对回收系统造成了一些负面的影响,有机物质容易引起锅炉内水汽共腾,影响着蒸汽的品质,而且管道也容易因此而结垢。所以,有机物的去除工作也是十分关键的,一般均是对有机物质进行降解的处理,可以利用高级氧化法进行降解。
(2)合理的调节PH值。锅炉的给水系统中,检验锅炉给水水质的重要指标之一就是PH,PH的变化直接关系到锅炉设备经济安全的运行。PH为7时理论上是指纯水为中性时的PH值,但是实际中的给水还会含有游离的二氧化碳,这会导致酸性腐蚀问题,所以在进行热力系统水质的调节处理时,常常PH值调节为8.8以上,9.0至9.2为最佳。所以尿素工艺冷凝液回收时一定考虑到PH的影响因素,必须根据实际的情况进行合理的PH调节,通常比较可行的方法是采用将氨气通入尿素冷凝液中,以调节PH至碱性。
(3)去除尿素冷凝液中的铁。尿素冷凝液铁的含量都要高于锅炉给水水质的标准,一般产生铁的原因是由于冷凝液水温过高,对铁器设备形成电化学的腐蚀,因为铁是阳极的,所以铁氧腐蚀电池中,铁是遭到腐蚀的;另一种产生铁的原因是冷凝水酸腐蚀造成的,锅炉给水是软水,软水即是去除钙镁的硬度,但是碳酸氢根还留在水中,温度增加时PH会降低,冷凝水就变成了酸性的水质。为了减小铁对后面除盐系统交换容量工作的影响,所以去除尿素冷凝液中的铁是十分必要的,所以在回收流程的设计中,要合理慎重的选择除铁装置,例如新型的除铁过滤器、采用复合型的高梯度电磁过滤的方法等,以有效的去除尿素冷凝液中的铁。
3尿素工艺冷凝液回收合理流程的研究
尿素生成的副反应即是尿素的水解,尿素水解流程的主要装置包括简单换热器、解吸塔、分流器、水解塔及给料泵;60℃以下的温度时,尿素几乎是不会水解的,100℃时尿素水解的速度会明显的加快,而在145℃以上,其水解速度会剧增,所以在更低的压力下进行尿素水解是可行的;对于不同的物系,其物性方法也是不同的,物性方法正确的选择直接影响着工艺流程的可靠性与准确性,所以要适当的选择物性方法;还应考虑到工艺的要求,一般在排出界区溶液中氨与尿素的浓度都不宜超过0.01g/L;在塔底通入来自合成系统提供的二氧化碳气体,二氧化碳能够加速尿素的水解反应进程,对物料起到汽提的作用,而且即使在低温的条件下,尿素同样能够水解的很彻底,达到工艺的指标。工艺冷凝液在一个塔内完成氨与二氧化碳的解析以及尿素的水解,这就降低了大量的能耗,并节省了大量设备的投资成本。
尿素工艺冷凝液回收与利用对整个的工业生产系统的影响都是非常重要的,很大程度上能够提高脱盐水制水的批量生产,有效的缓解目前脱盐水供水比较紧张的问题,减少脱盐水酸碱的消耗,并且降低了废液的排放及环境的污染,具有极其可观的社会以及经济上的效益。
参考文献
[1]丁苏文,叶枫,贾新海等.尿素工艺冷凝液回收过程的模拟与分析[J].化学工业与工程,2011,28(4):1004-9533.
[2]李印昌,冉草原.垂直筛板型尿素工艺冷凝液深度水解装置运行总结[J].化肥工业,2012,39(5):60-63.
[3]饶威.论江氨公司尿素蒸汽冷凝液及水解废液的回收利用[J].江西化工,2010,(2):1008-3103.
[4]何魁帮,祝甲旺,赵德渊等.尿素工艺冷凝液的深度水解处理技术[J].中国化工贸易,2013,(7):401-401.