新型尿素技术设备——中国径流式尿素合成塔开发与应用

时间：2025-04-27

新型尿素技术设备——中国径流式尿素合成塔开发与应用

新型尿素技术设备

——中国径流式尿素合成塔开发与应用

程忠振余志文孙喜刘全亮徐霖

中国五环工程有限公司

攘姜，本文对轴流式尿素合崴苍的液相短路．返镌，衬里表面层缺氧逆行了辞细分析，辞细

地介绍了径院式尿素合崴誉的形式，特性和优点以反应用故幂，用径流式苍梭改造轴流式尿素合崴

苍是提高织转换车，降低蒸汽消耗的有效选径。

前言

我国现在年产尿素６０００万吨左右，仅工艺蒸汽一项，每年耗用蒸汽高达６０００万吨以上，折合标煤６３３万吨。

如果每吨尿素蒸汽消耗降低５０－１００ｋｇ，则每年能够节约标煤高达３２－６４万吨（是全国煤炭消耗总量的万分之一到万分之－－），减排二氧化碳８２－１６４万吨，减排二氧化硫Ｏ．５７—１．１４万吨，其经济效益和环保效益十分巨大。

那么，每吨尿素蒸汽消耗降低５０－１００ｋｇ可行吗？能够实现吗？采用什么创新技术来实现？

为了降低尿素的蒸汽消耗定额，我国尿素工程技术人员，开发了具有自主知识产权的“径流式

尿素合成塔”专利技术（专利号：ＺＬ２００６

２００９

１９４８．３），经过６年来的开发—应用一改进一再创新，

已经成功地应用于７家尿素厂，今年还将有２个尿素合成塔投入使用。凡是在役的径流式尿素合成塔都取得了Ｃ０２转换率提高１至３个百分点以上的业绩，节能减排效果明显。

１．开发１．１背景技术

提高尿素合成塔的Ｃ０：转换率，对降低分解未转化的甲铵所需热量，即蒸汽消耗，十分重要和有效。

现在各种尿素工艺技术经过不断改进和完善，在降低消耗方面取得了很大的成效，在此基础上，若想进一步大幅降低蒸汽消耗则是十分不容易的事情。例如，ＣＯｚ汽提法尿素工艺专利商Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ公司经过几十年的努力，在新材料、新设备、新的控制技术、新工艺方面做了很多研究和创新。但是，以工艺蒸汽消耗来衡量，１９７３年我国引进的（Ｎ＝２）工艺，２５ｂａｒ（３０３。Ｃ）蒸汽消耗是９３５ｋｇ／ｔ尿素，输出４ｂａｒ（１４７０ｃ）低压蒸汽２５０ｋｇ／ｔ尿素。２０１１年引进的池式冷凝器，低氧／无氧操作工艺，消耗２５ｂａｒ（２９０℃）蒸汽８６２ｋｇ／ｔ尿素，输出３．８９ｂａｒ（１４８．ｏＣ）低压蒸汽１ｌＯｋｇ／ｔ尿素。历经３８年，中压蒸汽消耗降低了７３ｋｇ／ｔ尿素，而低压蒸汽的输出则减少了１４０ｋｇ／ｔ尿素。以热量计算（输入中压蒸汽热量一输出低压蒸汽热量），１９７３年热量消耗为５０９４５０ｋＣａｌ／ｔ尿素，２０１１年热量消耗５３８６７７ｋＣａｌ／ｔ尿素。

由此可见，仅仅从工艺技术路线着手来进一步降耗是十分困难的，甚至为了其它方面的改进而使热量消耗反而增加。

发生如此情况，则是因为各尿素工艺技术专利公司至今未能开发出活塞式尿素合成塔的原因。１．２轴流式尿素合成塔的形式、特性和缺点

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１．２．１轴流式尿素合成塔的形式

不论传统水溶液全循环法（Ｎ＝１），氨气提法，Ｃ０ｚ汽提法（Ｎ＝２，Ｎ＝３）法，ＡＣＥＳ技术，双汽提法，以及其它技术，所采用的尿素合成塔具有下列形式：

（１）塔内设置多块多孔塔板，多孔作为气相通道；

（２）塔板与塔衬里之间有４－２５ｍｒｎ环形间隙，作为液相通道；（３）气相和液相在塔内自下而上沿轴向垂直流动。

作者称上述形式的尿素合成塔为轴流式尿素合成塔，亦称第１代尿素合成塔。１．２．２轴流式尿素合成塔的特性轴流式尿素合成塔存在着三大特性：（１）存在着严重的液相轴向返混；（２）环形间隙存在着严重的液相短路；

（３）防腐氧气不能与全部液相混合，溶解氧不能分布到全部液相里面，不锈钢衬里表面短路层缺氧。

１．２．３轴流式尿素合成塔的缺点

轴流式尿素合成塔的特性导致了轴流式尿素合成塔具有两大内生性缺点：