CN1539748A - 一种含尿素废液回收工艺 - Google Patents

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Abstract

一种含尿素废液回收工艺，其特征是将含尿素废液在解吸塔(4)中解吸，解吸气经冷凝器(5)冷凝后部分作为塔顶回流，部分返回尿素生产系统，解吸塔(4)排出的尿素溶液用中压蒸汽蒸发浓缩，尿素浓缩液送回尿素蒸发系统，送至蒸发器(10)用中压蒸汽浓缩，尿素浓缩液返回尿素蒸发系统，产生的二次蒸汽送至低压蒸汽系统。本发明在基本不降低中压蒸汽利用价值的条件下达到提浓尿素的目的，同样处理能力下设备投资仅为水解一解吸工艺的1/3左右，同时不会造成尿素生产系统中水循环量提高，并实现了含尿素废水的零排放，消除了排污对环境的污染，节约了资源，降低了生产成本，提高了企业经济效益，具有显著的社会效益、经济效益和推广前景。

Description

一种含尿素废液回收工艺
技术领域
本发明涉及化工生产领域中废水溶液的处理，具体的说是涉及尿素生产工艺中含尿素废液的提浓回收工艺。
背景技术
尿素生产厂尿素蒸发浓缩过程中所得到的含尿素废液一般含有NH3、CO2及1～3％的尿素，由于其严重的污染性，这种废液不能直接排放到环境中。其中NH3、CO2通常可通过解吸而提浓回收，而尿素由于其不挥发较难回收。目前的处理方法一般采用水解—解吸工艺，即在一定的温度下保证含尿素废液在水解塔内有足够的停留时间，以使其水解为NH3和CO2，然后再通过汽提或精馏加以回收进入尿素生产系统。这种水解—解吸工艺又通常分单塔和两塔两种流程。
如图1所示，为现有技术中在同一塔内进行水解和解吸的含尿素废液净化流程：含尿素废液自冷凝液槽1经热交换器2预热后，进入水解—解吸塔4内，通过蒸汽加热，尿素水解为NH3和CO2并随同原废液中存在的NH3和CO2共同解吸，解吸气经回流冷凝器5冷凝后，部分冷凝液作为塔顶回流，其余返回尿素生产系统，水解—解吸塔4的底部排出液经热交换器2和冷却器3冷却后排放。
图2所示为现有技术中水解和解吸分别在两个塔内进行的含尿素废液净化流程：含尿素废液自冷凝液槽1经热交换器2预热后，进入第一解吸塔4内将废液中的NH3和CO2大部分解吸，解吸气经回流冷凝器5冷凝后，部分冷凝液作为塔顶回流，第一解吸塔4底部排出液经热交换器7加热后进入水解塔6，该水解塔由蒸汽提供水解所需热量，在该塔内废液中尿素水解为NH3和CO2，水解后的残液经热交换器7换热后进入第二解吸塔8，在该塔内蒸汽将残液中NH3和CO2再次解吸脱除，塔底排出液经热交换器2和冷却器3冷却后排放，塔顶排出气作为第一解吸塔4加热用气。
通过长期工业生产发现，上述水解—解吸工艺存在以下问题：
1.为充分水解，要求含尿素废液在设备中停留长达80～100分钟，因此所需设备庞大，投资高，如一套处理液量5m3/h的水解装置需投资在100多万元人民币。
2.为使含尿素废液中的尿素分解，需在过量的蒸汽下操作，因而须消耗大量高温高压蒸汽，进而导致高能耗和高操作费用。
3.回收的含NH3、CO2气体中含水较多，送回尿素合成系统后造成尿素中H2O/CO2提高，增加了合成尿素的能耗。
另外在现有技术中还有的采用仅将废液中的NH3和CO2通过解吸塔解吸回收，解吸后的含尿素废液直接排放的工艺流程。如图3所示为没有水解的含尿素废液解吸工艺流程：含尿素废液自冷凝液槽1经热交换器2预热后，进入解吸塔4，通过蒸汽加热，尿素废液中的NH3和CO2解吸，解吸气经回流冷凝器5冷凝后，部分冷凝液作为塔顶回流，其余返回尿素生产系统，解吸塔4底部排出液经热交换器2冷却后作为废水排放。这种工艺虽然流程和设备简单，但仅在解吸塔中通过解吸回收了废液中的NH3和CO2，而所含尿素废液直接排放，这种工艺方法不仅造成了经济损失，同时超标的废水对环境造成了严重污染。
发明内容
针对现有尿素工艺含尿素废液处理工艺流程中存在的以上问题，结合以煤炭为原料的尿素生产厂中低压蒸汽用途较多、而低压蒸汽又多为中压蒸汽减压而来的特点，本发明提供一种尿素工艺含尿素废液的提浓回收工艺流程，用于解决现有技术的高能耗、高操作费用以及超标排放等问题。
本发明的目的是这样实现的：
首先将含尿素废液自冷凝液槽1经热交换器2预热后，送入解吸塔4，通过蒸汽间接加热使含尿素废液中的NH3和CO2解吸；
然后将含NH3和CO2的解吸气经回流冷凝器5冷凝，冷凝液分成两路，一路作为塔顶回流，另一路返回尿素生产系统；
再将解吸塔4排出的含尿素废液分成两路，一路经过再沸器9加热返回解吸塔4底部，另一路送入蒸发器10用中压蒸汽蒸发浓缩，当浓缩到尿素浓度为20～50％时，将得到的尿素浓缩液送回尿素蒸发系统，蒸发器10内产生的二次蒸汽引出送至低压蒸汽系统。
其中所述的中压蒸汽为500～3.9×103Kpa，蒸发时控制蒸发压力为200～500Kpa，二次蒸汽压力为200～500Kpa，以满足低压蒸汽系统的要求。
本发明取得的技术进步：
1.设备投资少，同样处理能力下设备投资仅为水解—解吸工艺的1/3左右。
2.充分利用了中压蒸汽的有效能量，即在基本不降低中压蒸汽利用价值的条件下达到提浓回收尿素的目的。
3.现有含尿素废液水解—解吸工艺中，尿素被水解成NH3和CO2回收时常夹带有大量的水进入尿素生产系统。而本发明是将废液提浓回收，因而不会造成尿素生产系统中水循环量提高。
4.真正实现了含尿素废液的零排放，消除了废液排放对环境的污染。
5.节约了资源，降低了生产成本，提高了企业经济效益。与目前常用的尿素工艺含尿素废液水解—解吸工艺相比较，一个年产10万吨尿素的工厂每年可多回收尿素400～1200吨。
附图说明
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述：
图1为现有技术中在同一塔内进行水解解吸工艺流程示意图。
其中1表示冷凝液槽，2为热交换器，3为冷却器，4为水解—解吸塔，5为冷凝器。
图2为现有技术中分别在两塔内进行水解—解吸的工艺流程示意图。
其中4为第一解吸塔，6为水解塔，7为热交换器，8为第二解吸塔。
图3为现有技术解吸工艺流程示意图。
图4为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：如图4所示，首先将尿素工艺含有尿素、NH3和CO2的废液自冷凝液槽1经热交换器2预热后，送入解吸塔4，通过蒸汽间接加热使含尿素废液中的NH3和CO2解吸；然后将含NH3和CO2的解吸气经回流冷凝器5冷凝，冷凝液分成两路，一路作为塔顶回流，另一路返回尿素生产系统；再将解吸塔4排出的尿素废液分成两路，一路经过再沸器9加热返回解吸塔4底部，另一路送入蒸发器10，用2000Kpa的中压蒸汽控制在300Kpa的压力下蒸发浓缩，当浓缩到尿素浓度为40％时，将得到的尿素浓缩液送回尿素蒸发系统，而蒸发器10内产生的二次蒸汽引出送至低压蒸汽系统，以满足低压蒸汽系统的要求。
以下列举本发明的其它实施例，与实施例1不同之处见下表：
中压蒸汽(Kpa) 二次蒸汽压力(Kpa) 溶液尿素浓度(％)
实施例2     1000     500     20
实施例3     1300     300     30
实施例4     3900     200     50

Claims (4)

1.一种含尿素废液回收工艺，其特征包括以下步骤：
a.将含尿素废液自冷凝液槽(1)经热交换器(2)预热后，送入解吸塔(4)，通过蒸汽间接加热使NH3和CO2解吸；
b.含NH3和CO2的解吸气经回流冷凝器(5)冷凝后分两路，一路作为塔顶回流，另一路返回尿素生产系统；
c.解吸塔(4)排出的含尿素废液分两路，一路经过再沸器9加热返回解吸塔(4)底部，另一路送入蒸发器(10)用中压蒸汽蒸发浓缩，得到的尿素浓缩液返回尿素蒸发系统；
d.蒸发器(10)产生的二次蒸汽引出送至低压蒸汽系统。
2.根据权利要求1所述的含尿素废液回收工艺，其特征在于所述的中压蒸汽为500～3.9×103Kpa，蒸发压力为200～500Kpa。
3.根据权利要求1所述的含尿素废液回收工艺，其特征在于所述尿素浓缩液浓度为20～50％。
4.根据权利要求1所述的含尿素废液回收工艺，其特征在于所述二次蒸汽压力为200～500Kpa。
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