尿素生产装置蒸发二段分离器的结垢防治：　   

    大、中型尿素生产装置最终产品是尿素颗粒，生产流程是氨气和二氧化碳进入反应器，生成尿素水溶液，然后加热进入蒸发一段，二段分离器减压脱水，将含水量降至0.3%，再进入造粒塔进行造粒装袋以完成整个生产流程。但是尿素能够发生缩聚反应的特性使蒸发一段，二段分离器的结垢十分严重：

    从上式可见，蒸发一段，二段分离器中，由于气相的NH3不断抽走，使化学反应向生成缩二脲以及进一步缩聚的方向不断推动，并且残留在蒸发一段，二段分离器的内壁和气相出口管上结成坚硬的厚垢，垢块坍塌便堵塞分离器底部的出料口，造成非计划停车，从而带来很大损失。
    2003年11月份在四川天华股份有限公司的尿素装置蒸发二段分离器首先得到解决。天华二段分离器原来的情况是：装置在100%-103%的负荷下运行，蒸发二段分离器气相出口管每班至少用水冲洗一次。夏季温度高时每四个小时冲洗一次，才能维持蒸发二段真空在5KPa以下。2003年11月11日安装使用声学防垢装置ASP-004M两套之后，操作规程改为48小时冲洗一次。声学防垢装置至今运行正常。2022年底更新了声学防垢装置。

   图1   声学防垢装置信号发生器

   图2   安装在分离器上的磁致伸缩能量转换器
    周期性的停车使实际生产时间减少，影响产量，浪费大量蒸汽，大大增加了成本。人工除垢费力费时，劳动条件差且除垢效果不好，机械钻刮也大大缩短了蒸发器的使用寿命。
    川化股份公司二化厂的蒸发一段分离器U-FA351，内径Φ7400mm，不锈钢材质，内设尿液喷淋盘管；分离器U-FA352，内径Φ3800mm，不锈钢材质，内设尿液喷淋盘管。两台分离器的缩脲结垢沉积区主要在分离器的上半部分，生产运行中结垢比较严重，结垢导致分离器的真空度下降，真空泵负荷增加，效率下降；垢块坍塌常常堵塞出料口，造成意外停车。生产车间实行三班倒，每个班次需要冲洗蒸发二段分离器内壁两次，即每4个小时一次，手动操作完成清洗。07年1月底尿素装置大修期间蒸发二段分离器完成了声学防垢技术改造。投入运行2个月后曾利用短暂停车打开蒸发二段分离器人孔，进行人工目视检查，效果良好，蒸发二段分离器和声学防垢装置至今运行正常，蒸发二段分离器不再结疤，而且再没有发生垢块坍塌造成意外停车的情况出现。
    声学防垢技术工作原理
    声学防垢技术不同于传统的水处理方法，而是一项独特的在线处理的物理防垢技术，属防垢技术领域里的创新技术。
    声学防垢装置由信号发生器和磁致伸缩能量转换器（简称换能器）组成，两者通过电缆连接。安装时，在罐外壁或换热器的管板上焊接螺纹连接头，拧上换能器，接通连接电缆和信号发生器的电源即可。
    以换热器为例：当声学防垢装置信号发生器的输入端接通220V电源时,信号发生器即产生脉冲电流，脉冲电流传至换能器的动磁绕组上,动磁绕组将强电流脉冲转变成声频振荡,声频振荡沿换热器的管板传递至管束并产生除垢效应。当10-25千赫兹的声频振荡作用于热交换表面时, 换热管上的任何旧积垢,包括水化学处理时都难以除掉的含铁化合物,都会不断剥落下来。除此之外,管线的弯曲震荡会在残留水垢处产生切向机械张力,使水垢产生裂缝,这样,水就会进入裂缝中。裂缝中的水经炽热的管壁加热膨胀,在管线震动产生的切力的共同作用下,水垢成块脱落,随水流带走。此外,声频振荡还有助于清除管壁表面小孔和裂缝所附着的含氧气泡,从而减轻管壁的氧化锈蚀以及电化学腐蚀,延长其使用寿命。
    声学防垢技术利用积垢硬而脆的机械特性而起除垢作用，其除垢、防垢效应与液相介质以及垢的化学成分无关，而与结垢速率、换热面积、换热器构造等因素有关。体系中，在声频振荡的作用下，除垢和结垢形成某种动态平衡，只要除垢速度超过结垢速度，便可维持换热设备的无垢运行。因此，声学防垢技术是通过对积垢持续不断的在线剥落以达到防垢效果的前所未有技术。
    上述独有的技术特点，使运用声学防垢技术在线解决无机化工结疤的难题提供了可能。

    在安装声学防垢装置前，使用方须将结垢清理干净。

    声学防垢装置换能器安装示意图



   图3  

   图4   安装在蒸发一段分离器U-FA351上的声学防垢装置磁致伸缩能量转换器

   图5   蒸发二段分离器U-FA352

   图6   U-FA352大修清理出来的结疤