合成氨系統(tǒng)綜合節(jié)能改造淺談 - 圖文-

1、20合成氨系統(tǒng)綜合節(jié)能改造淺談李榮存(山東阿斯德化工有限公司肥城271600合成氨系統(tǒng)綜合節(jié)能改造工程是在現(xiàn)有生產(chǎn)裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,主要內(nèi)容包括新增吹風(fēng)氣余熱回收裝置和采用氨合成塔串塔新工藝。1吹風(fēng)氣余熱回收裝置為進(jìn)一步挖潛改造,增加企業(yè)效益,經(jīng)多方考察論證決定采用德州市科匯化工有限公司研制的上燃式強(qiáng)蓄熱燃燒爐配25t/h余熱鍋爐裝置對造氣系統(tǒng)的吹風(fēng)氣進(jìn)行回收,充分利用其中有效氣體成分,添加可燃?xì)?合成放空氣、氨罐弛放氣使其引燃,所產(chǎn)生的高溫氣體通過廢熱回收過熱蒸汽25t/h,450。2.92Mh350.-40022340m3/h篡剝嘉副驢裝置回收利用。吹風(fēng)氣余熱回收工藝流程見圖l。由造氣工

2、段來的吹風(fēng)氣約65000m3/h(標(biāo)態(tài)及由合成工段來的合成放空氣約l 200m3/h(標(biāo)態(tài)與由空氣預(yù)熱器來的空氣在預(yù)混器內(nèi)混合后進(jìn)入燃燒爐內(nèi)燃燒,產(chǎn)生的10001050約86740m3/h(標(biāo)態(tài)高溫?zé)煔庖来芜M(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器、蒸汽過熱器、余熱鍋爐、軟水加熱器、低溫空氣預(yù)熱器,煙氣溫度降至150oC由引風(fēng)機(jī)引入經(jīng)煙囪排向大氣,鍋爐產(chǎn)生3.82MPa,450蒸汽并網(wǎng)發(fā)電,發(fā)電后的蒸汽用于生產(chǎn)。25守氣25340m3,lI(杯荊酣制堂150,3000m3,lI(標(biāo)態(tài)l150空氣,25340m3,II(標(biāo)態(tài)圖l吹風(fēng)氣余熱回收工藝流程2氨合成塔串塔新工藝氨合成系統(tǒng)增加1臺D1600mm的氨合成塔(2。與

3、原合成塔串聯(lián),共同組成雙塔單廢鍋流程。新增的2。氨合成塔采用南京國昌公司的C,C 型全徑向結(jié)構(gòu)。該合成塔共分為上、下兩段,均采用全徑向結(jié)構(gòu),使氣體在反應(yīng)器內(nèi)多次折流,氣固相得到更好、更充分的接觸,更有利于氨合成反應(yīng),有利于氨凈值的提高。2.1串塔工藝流程合成串塔工藝流程簡圖見圖2。來自冷交二出的氣體(冷氣,分成兩路,其中一路用于冷卻14和2。氨合成塔塔壁,冷卻塔壁后的兩路氣體,大部分用于塔內(nèi)冷激,小部分氣體與另一路氣體混合后進(jìn)人氣氣換熱器的管外與管內(nèi)的熱氣體進(jìn)行換熱。換熱后的氣體首先進(jìn)入14氨合成塔反應(yīng),反應(yīng)后的出塔氣(310,再進(jìn)入2氨合成塔繼續(xù)反應(yīng),出塔氣溫度升至355,進(jìn)入廢鍋副產(chǎn)蒸汽,

4、溫度降至210,再進(jìn)入熱交換器降溫到90后進(jìn)入水冷器冷卻降溫,溫度降至40進(jìn)行一次分氨,分氨后進(jìn)入循環(huán)機(jī)加壓,加壓后的氣體經(jīng)循環(huán)機(jī)油分,分離油水后,進(jìn)入冷交換器回收冷量?；厥绽淞亢蟮臍怏w與補(bǔ)充氣混合后進(jìn)人氨冷器進(jìn)一步降溫至一5,出氨冷器的氣體,經(jīng)冷交換器的下部分離器將冷凝下來的液氨分離下來。分離液氨后的氣體再經(jīng)冷交換器上部的換熱器與管內(nèi)的熱氣交換冷趕。出冷交換器的冷氣進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。1.1氮合成塔2.2。氨合成塔3.廢鍋4.熱交換器5.水冷器6.氨分離器7.循環(huán)機(jī)圖2串塔工藝流程簡圖2.2雙塔串聯(lián)工藝的優(yōu)點(diǎn)(1在原有氨合成塔后再串1個(gè)氨合成塔,可進(jìn)一步深化氨合成反應(yīng),即在不增加循環(huán)量的條件下,

5、噸氨的氣體消耗可減少16.12m3(標(biāo)態(tài),噸氨放空量可減少21.4m3(標(biāo)態(tài),可使氨凈值提高4%以上,噸氨冷凍量可降低28%,系統(tǒng)生產(chǎn)能力可提高30%,既可增加產(chǎn)量,又可降低系統(tǒng)能耗。(2雖然進(jìn)人廢鍋的氣量減少3.4%,但氣體溫度卻由原先的310提高至355,噸氨可多副產(chǎn)蒸汽50kg,即在不增加能耗的情況下,可多產(chǎn)中壓蒸汽,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(3該工藝僅在原氨合成塔與廢鍋之間串聯(lián)l臺新氨合成塔,其余的設(shè)備及管道均不動。增添或改動的管道很少,因此投資最省,但節(jié)能降耗增產(chǎn)的效果卻很好。(4該工藝采用南京國昌公司的GC型全徑向塔,其阻力僅0.20O.35MPa,使串聯(lián)工藝增加的阻力最小,完全可以

6、滿足系統(tǒng)壓差的要求。3改造效果(1改造前、后合成氨能耗指標(biāo)(以噸氨計(jì)對比見表1。由表l數(shù)據(jù)相比較可以看出,經(jīng)節(jié)能技改后,噸氨能耗降低了141.8kg標(biāo)準(zhǔn)煤,節(jié)能效果顯著。(2社會效益。吹風(fēng)氣回收后,將其中可燃有害氣體CO體積分?jǐn)?shù)由5.0%一7.0%燃燒降至0.2%以下,對吹風(fēng)氣、合成放空氣、氨罐弛放氣集中進(jìn)行了同收利用。采用合成氨塔串塔新工藝表l改造前、后合成氨能耗指標(biāo)對比2l 項(xiàng)目消耗指標(biāo)單位能耗/折標(biāo)煤/kg改造前改造后kJ改造前改造后注:(1表中單位能耗/k.1,指能源折算系數(shù)表中的平均低位發(fā)熱量,摘自化學(xué)工業(yè)部節(jié)能辦公室編的“化工節(jié)能降耗文件資料匯編”。全國通用。(2吹風(fēng)氣、弛放氣在節(jié)能前、后均排空,其排空量用“一”表示,因排空帶走熱最,損失的熱鼉也折算成消耗。(3燃煤在節(jié)能后不用,在折標(biāo)煤上用一117表示節(jié)能量。后,由于提高了氨合成反應(yīng)器的催化劑裝填量,降低了空速,提高反應(yīng)器的氨凈值,從而使得噸氨的能耗得以降低。合成氨系統(tǒng)綜合節(jié)能改造后,實(shí)現(xiàn)廢氣年減排放量9785km3,年節(jié)約標(biāo)煤17.609kt,年節(jié)約電2055.9萬kWh(余熱回收裝置回收余