探索尿素解吸塔清洁生产工艺优化及控制研究

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1、北京化工大学硕士学位论文尿素解吸塔清洁生产/工艺优化及控制研究姓名：陈平申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：姚飞2002.3.28＼!!室些王叁兰堡主堂j里立生翌二———I_．—百一。Y互29主D2尿素解吸塔清洁生产／工艺优化及控制研究摘要一I尿素生产废水即碳铵液采用浮阀塔进行汽提分离以回收其中的7NH，抽CO：，由于解吸塔存在着处理能力较小，分离效率不高，负荷波动小，控制手段不足等缺点，导致操作弹性小，塔底排放的废水中NH，浓度较高，塔顶出口气体中水含量较高，回收的气体不能回用于尿素生产系统，因此需要对解吸塔进行改造。现有的改造方法是将浮阀塔改为填

2、料塔，增加原塔高和塔径，但存在改造工作量大，费用高，有时会受现场条件的限制等缺点。针对上述问题，／本文利用清洁生产在生产过程中削减污染物的思想，采用清洁生产的改革工艺与设备和改进操作两条途径，通过分析碳铵液解吸装置的工艺过程，研究解吸单元操作的特点，结合现场条件和改造资金，确定仍利用原塔，对塔板结构进行改造和操作条件进行优化，采用化工过程模拟软件和流体力学计算软件，进行过程模拟和工艺优化。设计了一套计算机控制系统对工艺参数进行控制。装置改造后，通过试验，塔处理能力从6．7m3m提高到4．15m3，h，同时提高了塔的分离效率，解吸废液中的氨含量从1000mg

3、／l降低到270mg／l，回收气体中的水含量从56％降到35％，可回用于尿素生产系统。此外，计算机控制系统增强了调节功能，提高塔操作的稳定性。充分体现了“清洁生产”从生产过程入手，源头削减，通过挖潜改造，在解决环境问题的同时，也带来了可观的经济效益，投资回收期仅两个月。同时，工艺优化和计算机控制改造的方法和经验，不仅在尿素生产行业内有广泛的推广价值，在其它行业也有借鉴作用，应用前景广阔。关键词：碳铵液、、塔、清洁生产、工艺优化、控制≮一顿适～、北京化[火学硕士学位论文ASTUDYoNCLEANERPRODUCTl0N／PRoCESS0PTIMIZATIoN

4、&CoNTRoLFoRDE．ADSoR_PTIoNCoLUMNATUREAUNITABSTRACTTheNH3&C02whichwascontainedinthewastewaterfromureaunit(called：ammoniumcarbonatesolution)wasrecoveredbyde-absorptionvalvecolumn．Becausethecolumnhadsomeshortagesuchaslowcapacity,lowseparationefficiency,lowloadfluctuationandlackofcontr

5、olmeasures，H20concentrationintheoutletgasfromthetopofthecolumnwastoohightobeharmfultothewaterbalanceoftheureasystemandtheNH3intheoutletstreamfromthebottomofthecolumnwashigherthanexpectedtoo．So，thisprocesshadtobemodified．Atpresent，theretrofitoptionsincludereplacingthefloatvalvetowe

6、rwithpackedcolumnandincreasingtheheightanddiameterofthetower．Butitrequiredlargeinvestmentandmightfacetherestrictionofworkshoplayout．Regardedtotheaboveproblems，weusedtheprincipleofcleanerproduction(CP)(reductionthepollutantsatthesource)，adoptedtwoapproachesofCP(reformationtheproces

7、sandequipment，operationimprovement)，byanalyzingtheprocess，studyingthecharacteristicsofunitoperation，investigatingthestatusquoandoptionsofthesameunitofotherplants，combinedwiththeconditionsoftheaimedplantsandmodificationfunds，wedecidedtousetheexistingcolumn，justadjustedthes仃1JctLlre

8、ofthecomponentsinthecolumnandopti