尿素工艺冷凝液的深度水解处理技术
浅析尿素深度水解工艺方法研究

浅析尿素深度水解工艺方法研究
尿素是一种在农业、化工、医药等领域广泛使用的物质,但是其长期积累会对环境造
成极大的危害。
因此,深度水解是一种将尿素等高氮废水中的高浓度氮转化为无害物质的
有效处理方法。
尿素的深度水解工艺流程主要包括原水处理、菌群培养、发酵反应和后处理四个阶段。
首先,要对原水进行预处理,去除悬浮物和沉淀物等杂质,提高尿素的浓度和纯度。
其次,选择适合水解反应的菌种进行培养,常用的有硝化菌、厌氧菌和混合菌等。
在培养过程中,可加入一些辅助剂如活性碳、乳清粉等,以增加菌群的生长速度和水解效率。
当培养好相应的菌群后,即可进行深度水解反应。
该反应可分为硝化和反硝化两个阶段。
首先,硝化菌将尿素转化为硝酸盐,释放出氨气;随后,反硝化菌将硝酸盐还原为氮
气和水,并将部分氧化成亚硝酸盐。
这个反应需要在适宜的pH值和温度下进行,常温下可持续约三天。
最后,进行后处理,以去除水中余留的杂质和微生物等。
常用的后处理方法有沉淀、
过滤和活性炭吸附等。
最终得到的水可达到国家环保标准,具有很好的环保效果。
总之,尿素深度水解工艺方法是一种有效的高氮废水处理技术。
通过预处理、菌群培养、深度水解反应和后处理等多个环节,可将高浓度氮转化成无害物质。
这一技术的应用
可以有效保护环境,同时对于尿素废水的深度处理和资源化利用也有着重要的意义。
垂直筛板型尿素工艺冷凝液深度水解装置运行总结

( . h izun hn y a o e q im n o, t. H bi hj zu n 0 2 6 ; 1 S iah a gZ e gu nT w r up e t . Ld j E C e e S iah ag 5 1 5 i 2 S iah a gB ioZ e gu nF rl e o,Ld H b i hj zu n 0 0 0 ) . hj zun ap h ny a eti r . t. e e S iah ag 5 4 1 i iz C i
力提 高 至 20k 合 成 氨 和 30k 尿 素 , 中尿素 0 t 0 t 其 工艺 冷 凝液 解 吸装置 ( 80m 和 1 0 m 0 m 0m 0 各 1套 ) 由于 采 用 了垂 直 筛 板 内件 , 吸效 果 较 解
好 , 吸废 液主 要送往 解 吸废 液增 浓装 置 , 部分 解 少 送 往造 气炉 夹 套 。 随着 企 业 的技 术 改 造 , 吸 废 解
20 0 5年 , 家庄 正 元 化 肥 有 限公 司 ( 石 以下 简 称 正元 化 肥公 司 ) 过 技 术 改 造 , 置 年 生 产 能 通 装
深度水解 装 置 于 2 1 0 1年 9月 2 0日建 成 并 开车 试
运行 , 投运 后达到 了设计 指标要求 , 具有 投资 少 、 蒸
汽消 工 艺 技 术 选 择
早期 的尿素装置 , 是引进 的大化肥装 置还 无论 是 国产装置 , 尿素工 艺冷凝液都 是利用 解吸 系统 回 收其 中的 N , C 这也是 国内水溶 液全循环 尿 H 和 O,
全 部 返 回尿 素 装 置 的 中压 系统 , 尿 素 氨 耗 下 降 1 吨 0~1 g 收 到 了较 好 的 节 能 减 排 效 果 。 5k ,
尿素工艺冷凝液处理工艺

宁波远东公司的水解和解吸技术是在总结国内外技术的最新发展及实际使用情况的基础上开发而成的。该技术针对目前国内尿素工艺冷凝液处理方面存在的问题(目前国内尿素工艺冷凝液处理后NH3和Ur基本没有达到设计要求,NH3及Ur质量浓度分别在30 mg/m3~50 mg/m3之间)作了相应的处理,如对水解塔的内部件作了改进,内部装有多块新型高效塔板,使工艺冷凝液在水解塔与蒸汽充分接触,并消除了死区及沟流现象,提高水解效率;解吸塔采用高效的规整填料及高效分布器替代目前普遍采用的的浮阀塔或筛板块,以提高传热传质效率。经郯城化肥厂实践证明,排放液中NH3质量浓度≤5 mg/m3,尿素质量浓度≤5 mg/m3,可作低压锅炉给水。
1.1.3 孟山都(Monsanto)环境化学公司的水解气提技术
孟山都(Monsanto)环境化学公司的水解气提技术,采用1.0 MPa的蒸汽和二氧化碳进行加热气提,水解塔和解吸塔合二为一,塔顶部分回流以控制塔顶物流组分,未冷凝气体直接放空,处理后溶液中的NH3质量浓度≤3×10-6,尿素质量浓度≤3×10-6(设计值)。
对于水溶液全循环法尿素装置,采用CO2气提水解技术,CO2冷凝后进入中压系统,最终经一吸塔进入尿素合成塔,若要保持入尿素合成塔的水碳比不变,则必需提高一甲液的浓度。而在一吸塔的操作压力不能提高的情况,也只能维持操作温度不变,这样,一吸塔的操作温度与一甲液熔点温度的差距就变小,约在10 ℃~15 ℃之间,不仅使一吸塔的操作变得更加困难,而且使一吸冷却器的传热温差变小,处理能力降低。可见,采用CO2气提水解技术,对水溶液全循环法尿素装置有一定的影响。
(4)排放废水中NH3质量浓度< 10×10-6, Ur 质量浓度< 5×10-6。
尿素深度水解系统优化运行总结

尿素深度水解系统优化运行总结尿素深度水解系统是化肥生产过程中的重要环节,它可以将尿素水解成氨气和二氧化碳,为后续的工艺提供工艺原料。
对于这样的系统,优化运行非常关键,不仅可以提高生产效率,还可以降低能耗、减少生产成本。
本文将对尿素深度水解系统优化运行进行总结,以期为相关领域的工程技术人员提供一些参考和借鉴。
一、系统结构和工艺原理尿素深度水解系统主要由尿素水解器、蒸汽回收器、洗涤器、除气冷却器、氨液分离器等设备组成。
系统工艺流程为:将尿素溶液经预热后进入水解器,在高温高压下发生水解反应,生成氨气和二氧化碳,混合气体通过脱气冷却器和洗涤器进行脱气、洗涤处理,然后送入氨液分离器,将产生的氨液和二氧化碳气体进行分离。
二、系统运行存在的问题1. 能耗较高:尿素深度水解系统在高温高压下进行水解反应,需要大量的能量供给,因此能耗较高。
2. 产物收率不高:目前系统中存在一定的产物回收率问题,导致氨气和二氧化碳的回收率不高,造成资源的浪费。
3. 操作稳定性较差:系统操作过程中,由于原料性质的波动、操作参数的变化等因素,导致系统运行的稳定性较差,影响了生产效率和产品质量。
三、优化运行方案1. 调整工艺参数:通过对系统的工艺参数进行调整,优化水解反应的条件,提高水解效率并降低能耗。
2. 改进气液分离器结构:针对氨液分离器的结构进行改进,提高氨气和二氧化碳的分离效率,提高产物回收率。
3. 引入先进的控制系统:将先进的控制系统引入到尿素深度水解系统中,实现系统自动控制和在线监测,提高系统的稳定性和可靠性。
1. 生产效率提高:优化运行后,系统的水解效率得到了提高,生产效率明显上升。
2. 能耗降低:通过调整工艺参数和改进设备结构,系统的能耗得到了降低,节能效果显著。
3. 产品质量提升:系统稳定性得到了改善,产品质量得到了提升,满足了市场对于产品质量的要求。
通过对尿素深度水解系统优化运行的总结,可以看出优化运行对系统的运行效果有着显著的影响。
尿素深度水解装置节能技术改造

的蒸汽消耗 以及循环水逐级 降温 的动能消耗 , 运 行 成本 大 幅降低 。
功, 全系统运行较稳定 , 工艺指标与设备运转完全
正常 。
小氮肥
第4 2卷
第l 2期
2 0 1 4年 l 2月
《 小氮J 1  ̄ } 2 0 1 4年第 1 ~1 2期总 目次
造气
固定层增氧间歇式气化技术运行小结 ……………… 山东瑞星集 团股份有 限公 司 ………………… 王志勇
废 水再 利 用 的 目的 。 在 工 艺冷凝 液 流 量 为 2 5 m / h ( 包 括 碳 化 氨
2 技术改造方案
水解 塔规 格为 1 6 0 0 mi l l x 3 5 1 6 2 m m, 内
设4 5层 高效塔 板 , 目前 处 于 满 负荷 运 行状 态 。在
用 1台原水 解 回流泵 改造 为 二 甲泵 。
功开发出一种高效 、 节能的低压 水解技术 。该技 术满 足 了尿 素工 艺 冷 凝 液 在低 压 、 高 温 下将 废 液
中的尿 素分解 为 氨和二 氧 化碳 的要 求 ; 同时 , 回收
水解 气相 氨 和二 氧化碳 的热能 是该 技术 的核 心 之
小氮肥
第4 2卷
第1 2期
2 0 1 4年 1 2月
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尿 素 深 度 水 解 装 置 节 能 技 术 改 造
张 晓静
( 安徽 三 星化 工有 限责任 公 司 安徽 涡 阳 2 3 3 6 1 0 )
1 项 目背 景
2 0 0 8年 , 安 徽 三 星 化 工 有 限责 任 公 司 ( 以 下 简称 三 星化 工公 司 ) 采 用 武 汉绿 寰 公 司的技 术 成 功实施 了尿 素 系统 低 压 水 解 系 统 的 改造 , 将 三 星 化工 公 司一期 、 二 期尿 素装 置所 产 生 的碳 铵 液 、 工 艺冷 凝液 及 氨 回收和 提氢 的氨 水全 部送 至低 压水 解 塔 进行 解 吸处 理 , 含 氨 和 二 氧 化 碳 的气 相物 送 到二循 一 冷 , 达到 了 回收 工 艺 冷 凝 液 中 的尿 素 和
浅析尿素深度水解工艺方法研究

浅析尿素深度水解工艺方法研究一、尿素深度水解工艺方法的意义尿素是一种含氮化合物,广泛存在于动植物体内,也是大气中含氮物以及土壤中有机氮的主要来源之一。
尿素是一种重要的氮肥,在农业生产中有着重要的地位。
尿素还被广泛用作化工原料,制造甲醛、尿素甲醛树脂、塑料、合成树脂等有机化工产品。
尿素的生产工艺及产品质量对相关行业有着重大的意义。
而尿素深度水解工艺方法的研究和应用,则是为了提高尿素生产的效率和产品质量,减少对环境的影响,为企业提供更多的经济利益和社会效益。
目前,尿素深度水解工艺方法主要集中在水解反应的机理和条件优化上。
水解是将尿素分解成氨和二氧化碳的反应,其主要目的是提取氨和碳酸二氧化,以便制备亚硫酸型尿素、尿素甲醛树脂等产品。
为了提高水解反应的效率和降低能耗、减少废水排放,尿素深度水解工艺方法的研究主要集中在以下几个方面:1.催化剂的研究:目前,研究人员尝试采用多种催化剂来促进尿素水解反应的进行。
常见的催化剂包括氧化铜、氧化铝、钴、钼等金属氧化物。
通过研究不同催化剂的性能和反应机理,可以有效提高尿素水解反应的速率和产率。
2.反应条件的优化:尿素水解反应的温度、压力、pH值等条件对反应的进行有着重要的影响。
通过优化反应条件,可以提高反应的效率和产品的质量,降低产品的能耗和成本。
3.新型反应器的设计:目前,研究人员还尝试通过设计新型的反应器来改善尿素水解反应的进行。
采用流化床反应器、微波加热反应器等新型反应器,可以提高反应的速率和产率,减少能耗和废物排放。
尿素深度水解工艺方法的研究还面临着许多挑战和机遇。
未来的研究重点可能包括:1.绿色化工:随着环保意识的提高,绿色化工已成为全球化工行业的主流趋势。
尿素深度水解工艺方法的研究也需要从绿色环保的角度进行考虑,降低能耗和废物排放,提高产品的利用率和循环利用率。
2.高效催化剂的研究:未来研究将更加关注高效、低成本的催化剂的开发和应用,以提高尿素水解反应的速率和产率。
浅析尿素深度水解工艺方法研究

浅析尿素深度水解工艺方法研究引言尿素是一种重要的化肥,广泛应用于农业生产中。
传统的尿素生产工艺存在着资源浪费和环境污染的问题。
如何提高尿素生产的效率、降低资源消耗以及减少环境污染成为了当前尿素生产工艺研究的重要课题之一。
尿素深度水解是一种新型的尿素生产工艺,可以有效提高尿素利用率,减少生产成本,降低对环境的影响。
本文将对尿素深度水解工艺方法进行深入分析和研究。
一、尿素深度水解工艺方法概述尿素深度水解是指将尿素水解成氨和二氧化碳的化学反应过程。
尿素水解反应的一般方程式如下:(NH2)2CO + 2H2O → 2NH3 + CO2尿素深度水解工艺方法主要包括物理法、化学法和生物法三种类型。
物理法主要是利用高温高压条件下,将尿素水解成氨和二氧化碳。
化学法是在催化剂的作用下,加快尿素水解反应的速率。
生物法则是利用微生物菌种在适当条件下,将尿素水解成氨和二氧化碳。
1. 物理法物理法是尿素深度水解工艺方法中最常用的一种方式。
物理法主要采用高温高压的条件,通过加热和压缩的方式,将尿素水解成氨和二氧化碳。
采用物理法进行尿素深度水解可以在较短的时间内完成反应,且反应产物纯度较高。
物理法的能耗较大,操作成本也较高,同时也容易产生废水和废气,对环境造成一定的影响。
在实际生产中,需要综合考虑物理法的优缺点,并进行合理的选择和应用。
2. 化学法化学法是利用催化剂的作用,加快尿素水解反应的速率。
常用的催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等。
化学法相对于物理法来说,其反应速率较快,可以在较短的时间内完成水解反应。
化学法还可以在较温和的条件下完成水解反应,减少能耗和操作成本。
化学法也存在着催化剂的选择和回收问题,同时产生的废水也需要进行处理和排放。
在实际生产中,需要对化学法进行合理的选择和应用,并结合其他方法进行综合利用。
尿素深度水解工艺方法在尿素生产中具有重要的应用价值,但是目前仍存在着一些问题和挑战。
未来的研究方向和发展趋势主要包括以下几个方面:1. 深入研究物理法、化学法和生物法三种方法的优缺点,进行综合比较和评价,寻求更加合理和高效的尿素深度水解工艺方法。
浅析尿素深度水解工艺方法研究

浅析尿素深度水解工艺方法研究尿素是一种重要的工业原料,在化肥、塑料、医药等行业中应用广泛。
然而,尿素的生产也带来了环境问题,其中一个重要问题就是尿素废水对环境的污染。
尿素废水中含有大量的有机物,氨氮等污染物质,对环境造成严重的影响。
因此,研究尿素深度水解工艺方法,对减少尿素废水的污染具有重要意义。
本文将针对尿素深度水解的工艺方法进行分析和探讨。
尿素深度水解的目的是将废水中的有机物质和氨氮彻底分解与去除。
这种水解主要采用化学法和生物法两种方法。
化学法水解是通过氧化剂氧化,使有机物质发生氧化反应,变成二氧化碳和水等物质,同时也可以消化一部分的氨氮。
常用的氧化剂有二氧化氯、臭氧等。
这种方法对有机物质的消化率较高,但是其缺点是对环境的影响较大,同时消耗的能量也较多。
生物法水解则是通过生物菌群的作用,将有机物质和氨氮转化为无机物质、水和二氧化碳等物质。
这种方法具有消耗能量低,对环境污染小的特点,因此被广泛应用。
其中,稳定性好的菌群可以提高水解效果。
生物法水解主要有好氧法和厌氧法两种。
好氧法是将废水中的有机物质通过空气中的氧气进行氧化分解。
在好氧条件下,大量的微生物会吸收氧气,自然生长并产生酶类,有机物质就会被分解成二氧化碳和水等物质。
此法对有机物质的消化率较好,但同时也需要耗费大量的氧气,造成能源浪费。
厌氧法则是在无氧状态下进行水解。
这种方法适合处理有机物质含量较高的废水,厌氧菌可以利用有机物质来获得氧,从而分解有机物质,产生沼气等物质,但是该法对废水处理的稳定性较低,需要进行补偿水处理。
总之,尿素深度水解工艺具有多种方法,各方法有其特点与适用范围。
在实际应用中,应根据废水污染物质的类型和含量,以及所需处理的规模来选择合适的方法。
我国的相关法规也在逐步完善,将环保与经济发展有机结合,不断推进尿素水解工艺的研究与应用。
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尿素工艺冷凝液的深度水解处理技术
摘要:根据尿素工艺冷凝液深度水解的工作原理,运用其工艺流程,将尿素经过深度水解后回收有用物质,这种废弃物再度利用不仅节省能源还起到了保护环境的作用,同时也产生了一定的社会经济效益。
关键词:深度水解尿素工艺冷凝液处理技术
一、深度水解
随着人民生活水平的提高,人们对环境保护的意识也越来越高。
我国不仅是一个发展中国家,更是一个人口大国,在各行业内都应寻求既能变废为宝,又有高价值获益的治理环境的方法。
利用深度水解技术处理尿素工艺冷凝液不仅成本低、操作简单,又能取到很好的经济效益,因此也得到了人们的亲睐。
1.工作原理
nh2conh2+h2o+热量=2nh3+co2
此式为尿素合成和水解的方程式,可以看出需要在高温的情况下,才能保证它以较为合适的速率进行,并使合成或水解进行彻底。
要想使尿素水解彻底就必须使该方程式还没达到平衡前,控制好温度和时间。
因为,温度和停留时间决定了尿素的水解率。
当水解率一定时,温度又决定了停留时间。
因此,只有提高温度才能降低尿素溶液在水解器皿中的停留时间。
2.工艺流程
尿素工艺冷凝液,其中包含一些氨水,经由水解塔给料泵把这些
冷凝液送到水解塔换热器内,随后加热到90℃,然后调节水解塔进料槽位的高度,控制好尿素冷凝液与水解液的换热流量,等进行换热后,这时尿素几乎已被完全水解成了氨气、水和二氧化碳,再使它们缓慢的下降,让它们跟水解塔中的蒸汽进行接触,并流到冷凝器中。
经过蒸汽冷凝液的冷却,这种气体和液体的混合物把温度降到了55℃以下并流入了液位槽。
这种冷凝液并被送往了两种不同的地方,一部分被回流泵送往了水解塔的顶部用作了回流液,另一部分则被送往了蒸发热能的利用段。
从水解塔底部流出的废液其氨和尿素的含量都在5ppm以下,为了不使它流入下水中流失浪费,就用水解换热器对它进行回收热量,然后再用气夹套把它制成蒸汽,用做煤气炉的煤气。
这样既相应了国家的要求把污水达到零排放,又实现了清洁生产。
在整个工艺过程中co2的气体量是由co2压缩机的调节阀fcv803控制的,当它与蒸汽混合后进入水解塔底部,进行调节甲铵液和水解废液的成份。
温水循环泵对温水系统进行加压,使温水系统(由软水组成)循环在温水冷凝器和回流冷凝器之间,其中冷凝水解气所产生的热量经过循环冷却水运走。
尿素循环所产生的的水被温水冷却器冷却时用,而流量的大小则要根据温水冷却器内的温水来调节。
回流冷凝器是按水解负荷和工艺生产中的水平衡的情况,来改变水解塔内的回流量并调节水解气的组成成分,并能很好的控制了返
回生产尿素系统的水量。
二、水解装置
1.几种技术的比较
目前处理尿素冷凝液的技术有三种:一是斯塔米卡邦公司的尿素水解、解吸技术;二是斯纳姆公司的尿素深度水解、解吸技术;三是孟山都环境化学公司的水解汽提技术。
第一种技术是用2.5mpa水解,0.5mpa解吸。
废液中的氨含量小于5×10-6,尿素的含量小于3×10-6。
这种技术用的是立式结构的水解塔,在水解塔中冷凝液与蒸汽是逆流接触的,而且设备不仅结构简单,操作还很容易。
第二种技术是用3.8mpa水解,0.5mpa解吸。
废液中氨的含量小于3×10-6,尿素含量小于3×10-6。
这种技术用的是卧式结构的水解塔,这种水塔内的结构被隔板分成了9~10个小室,冷凝液就在这每个小室中与蒸汽接触的。
这种设备不仅具有上中设备简单的结构、容易操作的优势,而且成本还很低。
第三种技术将水解塔与解吸塔合在了一起,而且用的是1.3mpa 的蒸汽和二氧化碳混合一起加入汽提。
废液中氨的含量小于3×10-6,尿素的含量小于1×10-6。
这种技术不仅将水解塔和解吸塔合在了一起,还只需要使用很低的蒸汽压力,所以它的工艺流程很简单,而且废液中氨和尿素的含量比前两种的较低。
但是这种设备需要的成本很高。
2.两种水解塔的比较
立式水解塔的工艺冷凝液是直接与水解塔底部进来的蒸汽进行
逆流换热与汽提的,并且工艺冷凝液与蒸汽在塔内不仅接触的时间长,而且经过塔板时又进行了多次分配。
不仅提高了利用率,还是尿素在工艺冷凝液中得到了最大的分解。
这种装置不仅效果较好,而且对蒸汽压力需求的等级还比卧式水解塔的低,需求蒸汽量还比较少。
卧式水解塔的塔内被隔板分成了多个小室,而加热蒸汽在卧式水解塔内只能进入被分开的每个小室内,因此,蒸汽只对这塔内的每个小室加热和汽提。
在这种情况下工艺冷凝液与蒸汽的接触形式就有两种了,当工艺冷凝液上行时蒸汽与它并流接触,而当它下行时,蒸汽就与它逆流接触,因此,她不仅没有提高蒸汽的利用率,还比立式水解塔的利用率还低那。
这样不仅提高了对蒸汽量的需求,还对蒸汽压力的等级要求也高啦。
三、社会经济效益
深度水解装置主要是用来对从尿素装置中排放出的工艺冷凝液
中的有用物质的回收。
既是回收有有氨气、二氧化碳和水产生的氨水,再把回收到的氨重新用到尿素装置中去,就可以降低氨在尿素装置中消耗。
为了得到直观的效果,我以一个公司为例做如下计算:如果一吨尿素中氨的消耗量降低10kg,设备一年的工作时间按300天,在回收氨的过程中电的消耗量为100kw?h,则一年对电的消耗量是100×24×300=720000kw,蒸汽的消耗量为30t/h,一年中蒸汽的消耗量是3×24×300=21600。
公司的总投资是500万元,固定工资是400万元。
公司的折旧率位6%,则折旧费为:400×6%=24万元。
公司的利息每月6‰计算,资金有70%是自己筹备的,30%是贷款的,则利息为:500×0.3×6‰×12=10.8万元。
假如公司需要5个人,年薪是1.2万,怎工人的工资为:5×1.2=6万元。
当公司把该项目放入生产后,一年能回收到氨400000×
0.01=4000t,以每吨氨2500元计算,4000×2500=1000万元。
一年多消耗的电量为72×104,电费按0.4元/kw?h计算,一年多消耗的电费为:72×0.4=28.8万元。
一年多消耗的蒸汽量是2.16×104,蒸汽按90元/t计算,一年多消耗的蒸汽费用为:2.16×90=194.4万元。
若设备的维修率是3%,则设备的维修费用为:400×3%=12万元。
则该公司一年多剩出的利润为:
1000-24-10.8-6-28.8-194.4-12=724万元。
一个公司每年都能为自己多挣出724万元的利润,要是再用这些钱投入发展,公司的发展前景是多么的客观啊。
如果将该项目实施到国家的项目中,又会为国家带来多么大的利益啊。
四、结语
综上所述,尿素工艺冷凝液的深度水解处理技术,不仅满足了当代社会经济发展的需要,还达到了对环境的保护。
使人们看到了对环境污染的治理的希望曙光。
参考文献
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