塔式造粒工艺如何应对环保新规！

一、有关环境保护要素

1.尾气中有害成份：

（1）尿素粉尘

（2）氨

（3）气溶胶及“白烟拖尾”

（4）噪声

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2.产生因素及影响

    （1）尿素粉尘：该类物质产生是塔式造粒工艺必然的结果，其浓度及排放速率大致和以下因素有关:

       a.喷头及传动部缺陷

       b.成型区粒子的冷却速度

       c.颗粒度大小

       d.小时产量

       e.当地即时气象条件

    （2）氨的产生：合成尿素时，溶解于尿液中残留物，或多或少存在，其相对浓度与造粒前处理工艺、塔内粒子冷却速度有关

    （3）气溶胶及“白烟拖尾”（有害且影响大）：主要原因是采用水洗后，溶于水的氨、尿素粉尘与水形成水合物——导致气溶胶及“白烟拖尾”并严重影响到区域性PM2.5

    （4）噪声：通常由机械噪声（如风机、高压泵）及气流噪声（过快的流速）及不合适的气流通道引起

3.环保的完善性及法规递延性：

通常尿素生产企业不仅总产量高,而且单塔排气量高（通常高600000Nm3/h），排放速率大，对环境伤害明显；从环保趋势来看，氨氮类粉尘危害性远高于炼钢、粉煤灰类，她不仅对大气污染造成严重影响，同时引起周边水体及地下水污染，在条件日趋成熟时必将严格控制；

    （1）粉尘的影响：任何的颗粒物均是有害的，氨氮类更是明显，在目前有条件下实施的情况下，应将排放量尽可能减少，法规控制较严格地区我们建议应控制在10mg/Nm3以下，边远地区及远离水系地区可相对放宽至20mg/Nm3，这个是较为稳妥的措施以免项目重复投资建设，严重时可能因为环保问题限制产能；

    （2）氨的影响：

       a.我们应该清楚的认识到氨的存在形式及排放高度不同其相对危害性差异极大。

       b.对“干态”的氨环境纳污量极大，原因在于该状态下的氨因为相对浓度低、排气温度高且比重远低于大气，因此高空扩散效果极好，在短时间内氨已上升至数千米高空得到极大稀释（自然界中氨的产生主要由植物腐烂发酵形成）通常对人畜、建筑、植物无害，虽然相对危害较低，但还是必须加以控制，以免在空气湿度趋于饱和及气压较低的气象条件下的危害，稳妥的数据应控制在50mg/Nm3；

       c.氨的水合物，对环境造成较大的危害，特别是近地水合物，水合氨因为比重略大，容易在塔周边区域富集并与空气中粉尘（包括尿素颗粒）结合形成高折光率的气溶胶，在气象条件的支持下该状态相对稳定，对人畜及建筑物均构成长期伤害，建议稳妥的数据参照氨法脱硫工艺中氨逃逸量执行；

    （3）气溶胶及白烟“拖尾”----在无水状态或烟气相对湿度较低状态是不可能产生气溶胶及白烟拖尾现象的，采用水洗工艺时排出烟气因为水分大量蒸发，湿度接近或达到饱和，当与气象条件（一年中大部分时间）匹配时，烟气中水分的冷凝析出并结合氨及颗粒物造成“拖尾”现象，目前“消白”措施无非两种（加热、冷却）对造粒塔偌大的气量来讲其成本和能耗均较高，且处于近百米高空难以实施，但必须加以考虑；

    （4）噪声：在居民区和相对空旷环境条件下，因为塔高的原因传播距离较远，应加以控制，但通常噪声功率不大，强度不高，相对控制容易且实施成本较低。

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二、生产的适应性及成本要素

    1.综述：塔式造粒工艺因为结构简单、投资低、运行可靠性高在中小颗粒造粒工艺中得到广泛运用。抛开造粒质量的问题，单台装置的产能受粒子温度影响较大，下面我们简单分析下影响粒子温的几个要素：

       a.小时产量：同等颗粒度大小情况下小时产量和粒子温度呈线性关系；

       b.颗粒度大小：颗粒度大小和粒子温度是非线性的，基本呈现三次方正比关系，当平均颗粒度大于一定值时即使采用更大的通风量也难以将粒子温度降至某一低点，这也是大颗粒无法采用塔式造粒的根本原因，因为冷却效果的另一主因——时间起了主因；

       c.颗粒分布：充分利用塔的横断面将能有效提高换热效率降低粒子温度，该因素的影响是正面而积极的，环形正态分布的直径大小对出塔粒子温度的影响呈平方反比关系；

       d.冷却风影响：按照传热学计算的通风量数据在强制通风条件下是明显不够的，实践证明在平原地区夏季偏差高达50%以上，从温度梯度结果分析下来的主要原因，因为塔内断面流速低，冷热风及粒子传热传质效果差，等高面中心温度与塔壁温度差异极大，实践测试结果局地高达30℃以上，在加大通风量的同时该数据也随之上升，这就告诉我们一个事实，在一定范围内通风量和粒子温度呈线性反比关系，但达到一定值时会出现明显的数据钝化。

三、其它

1.动、静载荷：较小的动静载荷有利于塔的结构稳定（包含水、及挂灰重量）

2.防风和抗震：应根据每塔的结构特点进行荷载计算并设置相应的措施和加固

3.强制通风造粒塔：应充分考虑能耗及内件的长久性，在阻力、效率、出力的稳定性方面加以统筹考虑

四、造粒塔工艺的比较如下：

指标      工艺	1.0自然通风	2.0水洗	3.0干式1～2代	4.0干式3代
粉尘排放	150～350mg/Nm3	40～60mg/Nm3	≤10 mg/Nm3	≤5 mg/Nm3
NH4	通常≤～120	通常≤50	略减少15%	无成本增加条件下，可减少50%
气溶胶及白烟	无	大量弥漫性白烟拖尾	无	无
通风量调节	依赖烟囱效应及热动力，随塔内塔外温度差有一定自我调节能力，很大程度上气候决定才能	有采用自然通风和强制通风两种形式	依赖引风机能力，可以实现温度跟踪	采用强制通风的同时，最大化利用烟囱效应和热动力效应，减少能耗，有自动跟踪能力
冷却效果及改善	受塔结构、气候条件、气象条件影响	受塔结构、气候、气象影响、强制通风方式受引风机影响	受气候影响及引风机影响；气象条件影响不大	与塔结构形成高匹配性，将气候和气象条件转化成有利、受风机能力及气流同时作用影响，传热传质效果佳，能耗相对较低
塔体的改变及要求	无附加载荷	增加部分：结构件重量及水重，但通常增加量尚可，对塔内防水要求高有一定腐蚀性	重量增加值大，有较少动载荷，需要塔自身条件足够	相比干式专利的1、2代装置，重量减少～40%，无动载荷、无噪声
资源消耗	无成本	水资源、少量电	较多电，少量压缩气，电耗数约6-7度电/（吨）	电耗数约4度电/（吨）
回收利用价值	无回收，按年产40万吨装置计（粉尘浓度250mg计）平均逃逸量～225Kg/h，按8000h工作时间计～1800吨	按年产40万吨装置计，平均逃逸量～45Kg/h，按8000h工作时间计～360吨	按年产40万吨装置计，平均逃逸量～9Kg/h，按8000h工作时间计～72吨	按年产40万吨装置计，平均逃逸量～4.5Kg/h，按8000h工作时间计～36吨
回收物特征	无回收	含杂（主要是受水、空气质量影响较大）的水溶液	含杂（主要是受空气质量影响较大）可以是水溶液，也可以干粉	含杂（主要是受空气质量影响较大）可以是水溶液，也可以干粉
回收物处理手段	无回收	溶液槽、泵、管道、计量仪表、检测仪表、阀门等	湿法回收工艺同左；干法回收工艺，可以人力可以机力输送	湿法回收工艺同左；干法回收工艺，可以人力可以机力输送

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