卞兴军

(安徽省晋煤中能化工股份有限公司, 安徽临泉 236400)

安徽晋煤中能化工股份有限公司(简称晋煤中能)是集化肥、化工、热电联产于一体的综合性煤化工企业，其装置年产能力为氨醇150万t、尿素180万t、甲醇40万t、双氧水60万t、复合肥25万t。目前，晋煤中能已具备生产多肽尿素、海藻尿素、锌腐酸、禾谷素尿素等多种增值肥的能力，但尿素结块现象时有发生。尿素结块不但增加使用部门的劳动强度，而且影响公司声誉。为此，晋煤中能成立了防止尿素结块的攻关小组找出防止尿素结块的有效措施。

1 原因分析

1.1 尿素成品温度

尿素成品在包装袋内结块的主要原因是成品温度较高。特别在炎热夏季，室外温度很高，皮带输送机上尿素成品温度最高达到70 ℃左右。高温导致内膜袋被烫烂，成品在包装袋中结块，造成成品浪费[1]。

1.2 尿素成品设备设计

原流化床运行不稳定，由于设计不合理，鼓风机进风量不够，造成进料口经常堵塞[2]。为了维持生产，进料口只能过稍许料，达不到降低成品温度的要求，满足不了客户的需求。

1.3 尿素储存

对于可溶于水的固体，在接触湿空气的表面时都不是绝对干燥的，而是覆盖一层极薄的液膜，液膜上溶液的浓度相当于该温度下的饱和溶液浓度。当固体尿素周围空气中的水蒸气分压大于该温度下饱和溶液的水蒸气压力时，空气中的水就被吸收到固体表面的液膜上，液膜不断增厚，使尿素中水分含量增加。如果时间足够长，就能使尿素全部潮解成溶液;相反，如果空气中的水蒸气分压小于该温度下尿素表面上液膜的水蒸气压力，则液膜中的水分蒸发部分溶液重新转变为固体，液膜变薄，尿素中水分含量降低[3]。

在尿素储存、运输和堆放的过程中，颗粒表面紧密接触；随着尿素颗粒温度和周围空气湿度的变化，颗粒表面发生吸湿或蒸发的过程，导致颗粒破碎，并在外界的挤压下在颗粒表面液膜中出现再结晶，即结块[4]。

2 技术改造具体方案

针对装置存在的问题，分析其原因后，笔者提出相应对策，具体见表1。

表1 装置存在的问题及整改措施

针对尿素成品容易结块的问题，为了进一步适应市场需求，满足客户要求，新增1套尿素冷却装置，大大降低了成品温度，防止了结块，但是在运行中仍出现一系列问题需要解决。

该尿素冷却装置的工艺流程为：输送皮带上的V形闸板把尿素分流到南、北2个收集槽汇集到尿素冷却器进料仓中，料仓料位通过冷却器底部的门式卸料器开度来控制。尿素在冷却器板间靠自身重力下落，在下落过程中与换热片接触，热量被移走；冷却后的尿素通过门式卸料器进入斗式提升机底部，不断旋转的斗式提升机再把冷却后的尿素提升至输送皮带上，然后送到成品包装。

2.1 新增氮气管线

尿素冷却装置设计用干空气进行吹扫，需要增加1套空压装置，若不加干空气，会造成物料不畅，容易堵塞，需要将尿素冷却装置停下来拆开后对里面的挡板进行清洗。

为了节约开支，提高经济效益。将加干空气改为加氮气，公司目前副产氮气具备该条件。

2.2 下料箱新增出气管线

物料在斗提机下落过程中，会有大量的粉尘溢流到外面，影响巡检人员的职业健康，同时严重污染环境。为了改善这一现状，从下料箱处增加1条出气管线到尿素冷却装置出气，把多余的粉尘用引风机吸走，为巡检人员改善了工作环境，也有利于环保工作顺利开展。

2.3 出气管线接到引风机新增冲洗水

尿素冷却装置原出气管线直接引到包装粉尘室。运行中由于阻力大，出气管线不畅通，利用原流化床装置引风机，把出口管线接到引风机进口，让引风机抽到洗涤槽循环回收。又新增加1条冲洗水管线，在正常生产中进行定时冲洗，确保尿素冷却装置稳定运行。

2.4 新增冷却装置

改造前冷却装置的具体工艺流程见图1。

LI3002—料仓料位；TI3002—成品温度计；LI3003—料仓料位自调阀。

原设计用循环水直接给尿素冷却装置进行冷却，水质较差，运行一段时间容易出现结垢，严重影响冷却效果。后技改为利用1#尿素废旧冷却器增设1个冷却装置，用循环水冷却后的冷凝液进行冷却。这样解决了循环水因结垢而影响冷却效果，稳定了装置正常运行，达到设计要求。

3 实施效果

(1) 将原设计加干空气改为加氮气，使冷却装置内尿素粒子能够充分循环起来，下料更畅通，达到设计降低产品温度的要求。

(2) 通过技改让引风机把粉尘抽到包装洗涤循环槽进行回收，可以降低消耗，又减少尿素成品粉尘含量，防止尿素成品结块。

(3) 在尿素冷却装置正常运行中，定时冲洗出气管线，使出气管线更畅通，确保尿素冷却装置稳定运行。

(4) 通过技改用循环水冷却后冷凝液给尿素冷却装置进行冷却，解决了因循环水质差而造成冷却器结垢现象的发生，提高了冷却效果，降低了尿素成品温度，防止了成品结块。

通过以上技改，可以从微机显示画面(见图2)可以看出:尿素成品温度进冷却器温度达到60 ℃左右，经过冷却后出料温度为40 ℃左右，粉料进入成品包装袋后，增加成品强度，降低成品粉料，从而防止成品结块。

FI_A33001—进回水流量计。

4 结语

晋煤中能通过长期的工艺参数调整和对设备的升级改造，尿素结块现象得到明显控制，尿素外观质量得到提高;同时,在对各个生产数据的跟踪对比和分析总结后，找出了系统的最优操作，达到了减少或避免尿素结块的效果，最终提高了产品的合格率，有效地解决了实际生产中遇到的难题，实现了装置的平稳运行。