孙卫忠

摘要：节能是一个永恒的主题，加强生产装置技术改造，不断挖掘潜力降低能耗，是企业生存与发展的重要手段之一。节能降耗技术在尿素装置的运用能够确保系统运行稳定、操作得到简化，同时还能够进一步提高尿素产量，促进企业的发展，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了节能降耗技术在尿素装置的运用。

关键词：节能降耗技术；尿素装置；运用

1、我国尿素产业的发展

尿素，作为重要化肥品种之一，数十年来为我国农业增收作出了重要贡献。基于我国仍然是农业大国这一国情，为了我国粮食安全，党和政府今后必然会继续支持尿素产业，故而，尿素产业仍将继续向前发展。

然而，作为传统产业之一的尿素产业的发展必须走低碳经济发展模式。低碳经济的重要理念是：发展低能耗先进产能；淘汰高能耗落后产能。故而，尿素产业的发展也需经历一个以自主科技创新为基础向新型节能减排方向发展的转变过程，进一步加强对其的研究非常有必要。

知识经济时代的自主科技开发和创新应包括技术和知识2个层面的内容：①汲取先进工艺流程中的技术部分进行消化吸收再创新；②对先进技术中的知识部分，即工艺流程中的技术支撑点以及对新技术核心进行科学剖析，掌握其知识的先进理念和精髓，再用总结出的先进知识理念为先导，作为技术创新之基础。目前就尿素产业而言，从衡量技术和知识2个层面来说，薄弱环节是知识层面的消化吸收再创新，重心应向知识创新方向倾斜，这是实现提升尿素产业先进性力度，将尿素从中国制造达到中国创造。

2、节能降耗技术在尿素装置的运用

2.1高压系统的优化

考虑到高压甲铵冷凝器内反应后的物料必须满足在合成塔内生成尿素反应时所需要的热量，即保证高压甲冷凝器到合成塔的物流有78%的氨和70%的二氧化碳冷凝生成甲铵，其余未反应部分在合成塔内发生放热反应，以满足甲胺脱水生成尿素的吸热反应所需的热量。高负荷运行下可能造成的高压甲铵冷凝器内反应不充分，以及由于高压甲铵冷凝器反应不充分使合成塔内存在过量的氨和二氧化碳造成塔壁、出汽超温和系统超压的现象，我们可以适當地降低了氨碳比和气包压力，同时为了降低由于高负荷造成低压负荷过高的问题，使高压段重新建立起物料新的平衡，以及汽提塔耐高温腐蚀限度，将汽提蒸汽压力进行适当的提高。

2.2氨预热器改用冷凝液加热

由氨泵加压后的液氨经氨预热器加热到45℃后送入尿塔，氨预热器原设计采用蒸汽膨胀槽内冷凝液产生的膨胀蒸汽加热，而系统伴热采用一次蒸汽经饱和器减压后的蒸汽。为节省一次蒸汽的用量，降低蒸汽消耗，我们可以将氨预热器改用冷凝液加热，膨胀蒸汽全部用于系统伴热，以减少设备、管道伴热用的一次蒸汽。

2.3水解系统的优化

水解系统的运行好坏，直接影响着装置负荷的高低，通过对水解系统的检修和优化，水解系统运行能够保持平稳，完全适合水解系统的稳定运行。

2.4增设降膜式闪蒸预浓缩器

借鉴氨汽提法真空预浓缩器工艺，新增真空预浓缩器，取代闪蒸槽。该浓缩器为新型降膜式蒸发器，由二分塔过来的尿液经尿液过滤器后进入真空预浓缩器上部分离段，气液在此分离，液体经液体分布器均匀分配到每根换热管中；管外为来自预蒸馏塔的气体和来自二甲泵的二甲液，利用其反应热，将尿液浓度提高到80%以上，温度为120℃左右，从而有效减轻一蒸加和一吸外冷器的负荷，降低蒸汽消耗。

为进一步提高一段蒸发预浓缩器热利用效率，降低蒸汽消耗，需要在闪蒸热利用段二甲液进口管上增设新型高效雾化喷头，使预蒸馏气与二甲液能充分接触、混合，大幅度提高生成甲铵的反应程度，提升了热利用效率。

2.5蒸发系统采用水力循环喷射泵抽真

空为将尿液中的水分蒸出得到浓度为98.5%以上的浓尿液，蒸发系统采取在真空条件下操作。原设计为蒸汽喷射器抽真空，是靠蒸汽通过蒸汽喷射器时减压节流而形成真空，尿液中蒸出的水分被抽出，随蒸汽一起被排入大气，同时部分蒸出的气氨也被排入大气，造成原料氨的浪费。将蒸汽喷射器抽真空改为水力循环喷射泵抽真空后，原排入大气的气氨被循环液吸收，循环液氨浓度达到一定值后，被送到解吸系统回收其中的氨，达到回收原料和保护环境的目的。

2.6节能降耗装置优化

尿素合成塔采用高效塔盘，对其进行高效塔板改造，提高CO2转化率，从而可降低氨和蒸汽的消耗。（2）采用预分离、预精馏工艺，减少了循环系统的水量，保持系统的水平衡，同时由于预分离气直接进入一吸冷却器入口处，从而减轻了一分加热器的负荷，使进入一蒸热能回收段的氨碳比下降，由3.8降至2.5左右，提高溶液的沸点，有利于甲铵热的放出，增大了放热量，提高了热量的回收，减少了蒸汽消耗（50kg/tur）。（3）采用外冷器吸收甲铵液，将一吸塔鼓泡段反应外移，使一吸塔的操作更加稳定。（4）增加精洗器，精洗器采用加压回收，可使出口气中氨的体积分数降到1%以下，可降低氨耗3kg/tur。（5）蒸发系统采用三段蒸发流程，闪蒸加热采用尿素系统自产的低压蒸汽，降低蒸汽消耗约30kg/tur。（6）采用水力抽真空技术，保护了环境，降低蒸汽消耗。（7）增加二甲液混合器，回收一段蒸发换热段汽液混合物中的热量，提高了二甲液的温度，使进入一段蒸发换热段汽液混合物的温度升高，间接的提高了进入一段蒸发加热器的温度，从而降低蒸汽消耗。（8）增设尿素排放地下池。在每年一次的设备大检修时，尿素系统都要进行热洗置換后才能交付检修。为回收尿素系统停车热洗排放液中的氨和尿素，可以选择增设了尿素排放地下池。系统检修后再开车时，用水解解吸系统回收其中的氨和尿素。

总之，为降低尿素生产成本，我们需要不断进行节能降耗的技术改造工作，从而能够取得很好的经济效益，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

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