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惰气洗涤塔的作用及优化控制

摘要：对尿素生产过程中对气体洗涤塔防爆空间的结构以及工作原理进行

了介绍，并对生产过程中如何进行控制，优化洗涤塔操作进行了分析。

关键词：洗涤塔塔防爆空间优化操作

1.引言

尿素生产过程中,原料CO2和液氨中均含有一定数量的氢、氮气体,为了防止

设备腐蚀,又加入了一定量的氧或空气。这些气体经中压分解后都从气相带出,经

中压吸收和冷凝,使燃爆组分浓缩,有可能进入爆炸范围,一旦遇到某些引爆因素

(如火花、静电、摩擦、撞击等),就有可能发生爆炸,损坏设备并危及人身安全。

国内外尿素装置均有多起尾气爆炸的案例,其中以惰性气体洗涤塔爆炸事故居多。

2、洗涤塔防爆空间的作用和结构：

为防止设备爆炸,对尿素装置的惰性气体洗涤塔首次设置了防爆结构,较好地

解决了惰性气体洗涤塔的防爆问题。惰性气体洗涤塔采用内防爆结构,爆破板装

在设备内部,当尾气爆炸时,爆破板破裂,爆炸气体迅速通过破裂处进入特设的保

护空间(防爆空间),设备的结构型式和介质流向如图1所示。

设计中选用0.8mm厚的铝板作为爆破板，铝板压成外凸的预拱形。防爆空

间保护气源为氨冷凝器B（目前我们装置是来自氨冷器D）来的含氨较高的尾气,

经过防爆空间后再进入惰性气体洗涤塔。正常操作时,防爆空间的气相压力大于

洗涤后尾气的压力,爆破板仅承受较低的压差,因而爆破压力和爆炸压力也较低,

有利于设备的安全。生产实践证明,由于铝制爆破板制造、安装以及工艺操作波

动等原因,极易损坏,造成放空氨量增大。若为此停车更换,损失太大;若待机停车

修理,氨耗又高。

为解决这一问题,江西氨厂增设了惰性气体洗涤塔防爆空间副线,如图2所示。

图中阀门1、2、3为新增阀门,正常生产时,这3个阀门全部打开,系统压力

波动时,防爆空间成了系统缓冲减震空间,而压力差传递通过原管线和副线同时进

行,减小了压力波动对爆破板的冲击。爆破板损坏后,适当关小阀门1、3,使放空

尾气中氨含量不致过高。这种增设防爆空间副线的方法,也是目前众多尿素装置

普遍采用的方法。实际使用过程中,当爆破板损坏后,大多数厂家从维持生产出发,

均采取全开阀门2,全关阀门1、3,甩掉防爆空间的方式运行。此时防爆空间内充

满惰性气体洗涤后尾气,极有可能进入爆炸范围,这种情况下若发生爆炸,后果极

其严重。

为防止尾气爆炸,在惰洗器内没有防爆板.一旦由于某种原因使防爆板爆破后,

从氨冷器来的混合气就会走短路.不经过惰洗器的冷却吸收段而直接进尾吸塔,

造成氨耗大幅度上升.如果要修复爆破板,系统又必须停车热洗,为避免停车又不

致使氨耗上升,在惰洗器气体入口管上设置了付线.一旦发现惰洗器内防爆板爆破,

就将付线打开使从氨冷器来的气氨强行进入惰洗器的冷却吸收段经冷却吸收,再

经分离后,使未被吸收的混合气最后进入尾吸塔.

3、惰性气体洗涤塔防爆的发展：

在惰性气体洗涤塔设计中,虽然考虑到防爆的因素,已将设备压力等级提高,

但由于停用防爆空间后可爆炸性气体空间增大,爆炸压力将达6.5MPa以上,大大

超过设备设计压力,极有可能损坏设备。因此在惰性气体洗涤塔爆破板出现问题

时,将防爆空间完全甩掉运行是十分危险的。为了解决铝制爆破板使用寿命短的

问题,有些装置将2张防爆板重叠使用,这样也不太安全。

将2张爆破板重叠使用,由于爆破压力提高,爆炸压力也随之提高,同样会超

过设计压力,在实际生产中也比较危险。据了解,个别厂家用不锈钢板自制爆破板,

取代原铝制爆破板。据有关资料介绍,316L不锈钢K值系数为19940MPa,而当

温度小于100℃时,铝材质K值系数仅为284MPa,二者相差极大,因而也不安全。

1995年左右某些厂家就开发出可长期使用的新型防爆装置。

从表2可看出,新型防爆装置爆破压力和爆炸压力均比设计值低,有利于设备

的安全。新型防爆装置在爆炸消除后可以自动复位,且使用寿命长,一般只需在年

度大修中检查或更换密封面。在实际生产中可将出口尾气中氨含量降至较低值运

行,有利于降低氨耗。新型防爆装置从1995年底开始在尿素装置中使用,取得了

较好的效果,达到了安全生产、降低氨耗、减轻劳动强度、节省维护费用的目的。

从使用较早的厂家反馈的信息,密封面的检修周期均在2年以上,满足了装置长周

期运行的要求,目前正在逐步推广。

四、洗涤塔如何防范爆炸：

优化操作的措施