氨吸收制冷技术及工程开发简介 免费.doc

氨吸收吸收制冷技术及工程开发简介一、 氨吸收制冷技术1、基本原理：氨吸收制冷是以氨为制冷剂的闭路循环过程，各氨冷器来气氨不断被稀氨水吸收，吸收后的浓氨水经泵提压送精馏塔不断被加热和提纯为高压气氨，经液化后去蒸发器和氨冷器汽化制冷，产生的气氨再被精馏塔底出来的稀氨水吸收，如此吸收、精馏、液化、气化、吸收而循环往复的过程实现将热能转化为生产所需的冷量即氨吸收制冷的原理。2、工艺流程：外界氨冷器或蒸发器产生的气氨经过冷器提温后在氨吸收制冷系统中被吸收器内被稀氨水吸收，吸收后的浓氨水经加压换热提温后进入精馏塔精馏提纯，塔顶气氨产品进入冷凝器，被水冷却液化制成液氨进入液氨贮槽，液氨贮槽内液氨经过冷器与外来气氨换热降温，然后送出本系统，提供给外界的氨冷 器或氨蒸发器，进入下一轮循环。精馏塔底出来的稀氨水经换热后送去吸收器吸收气氨成为浓氨水，进入浓氨水贮槽，再经氨水泵打入精馏塔精馏，循环使用。 制冷工序分高压、低压两个系统。低压系统包括过冷器管程，吸收器，浓氨水贮槽和氨水排出槽。高压系统包括精馏塔，溶液热交换器，冷凝器，液氨贮槽和过冷器壳程。设置低压系统的目的，是因为液氨蒸发的温度与压力有关，压力愈低，温度也愈低，同时氨蒸发时所吸收的热量与蒸发温度有关，温度愈低，气化热愈大，也即吸收的热量愈多制冷效果更好。因此低压系统中应尽量降低吸收器的温度，适当降低稀氨水的浓度，增加稀氨水流量，及时排放惰性气体含量，使系统的压力尽量降低。设置高压系统的目的是利于气氨的液化和液氨的提纯，压力高，气氨冷凝液化的温度就可相应提高，这样不但可以节省冷却水用量，因此塔顶冷却段的温度一定要严格控制。3、设备包括： 过冷器、吸收器、精馏塔、冷凝器、溶液热交换器、氨水排出槽、不凝气分离器、浓氨水贮槽、氨水泵、发生器、液氨贮槽、集气器等。4、氨吸收吸收制冷工艺特点：（1） 用氨吸收制冷比压缩制冷节电显著；（2） 设备简单，容易加工制造，除氨水泵外都是静止设备，全部可以露天安装；（3） 操作弹性大，一般适用于15106Kcal/h的规模，能在30110%设计范围内运行；（4） 装置运行和操作费用在一定的制冷温度范围内明显低于冰机制冷；（5） 有利热能的充分利用，生产中变换气余热或低压蒸气都可作为热源。5、主要技术经济指标：入本系统气氨：压力:0.1-0.3Mpa;温度:-10-10；流量5-20t/h送出液氨压力:0.8-1.5Mpa;温度:-5-10；流量5-20t/h冷却水压力:0.4-0.8Mpa;温度:10-30；流量500-1500t/h氨水泵扬程:1.5-2.8Mpa；流量70-200t/h热源(工艺气或蒸气):温度:180-250二、 工程开发情况 随着市场经济的日益推进和农业现代化程度的不断提高，近年来化肥行业发展迅速，如何采用先进的技术在合理、高效、节能的基础上增加现有的生产能力。使企业具备一定的市场生产力，是所有中小氮肥企业摆脱危机的关键。 煤气净化系统采用氨吸收制冷技术就是在这一前提下提出的：（1）、为发节能降耗的需要，很多厂家将净化系统脱碳工艺由原热钾碱法改为NHD脱碳，这样变换气剩余的较多，如果这部分热能不能利用，不但增加了低变水冷器的冷却水用量，还浪费了可以回收的热量；（2）、NHD脱碳属物理吸收，需低温操作，传统的氨压缩制冷需消耗大量的电能，而氨吸收制冷则利用低品位余热。1、我公司1999年扩产改造过程中将净化系统热钾碱法脱碳改为NHD脱碳，其主要特点是：（1）净化度高，在正常操作情况下脱碳气中的CO2可能稳定在0.1%；（2）NHD溶液无腐蚀性，无毒；（3）总能耗较热钾碱法脱碳下降3/4以上，但此工艺需要匹配冷冻机提供冷量，这样电耗增加很多。基于上述原因，经过多方论证，最后大用了氨吸收制冷工艺提供冷量，并对系统的氨吸收制冷工艺进行多项改进，使其适应本系统操作条件，主要改造项目如下：（1） 将NHD脱碳过程所需要的冷量由过去冰机提供改为氨吸收制冷提供，利用低变出口气余热用于氨吸收制冷，氨吸收制冷产生产冷量9.2106KJ/h，不仅满足了NHD脱碳工艺，剩余冷量送至合成氨加工系统；（2） 氨吸收制冷冷凝器热量大部分回收，利用于锅炉给水预热；（3） 氨吸收制冷开车后将低变水冷器的生产余热回收利用，将这部分余热用于加热脱盐水后去反渗透;（4） 脱碳塔气体入口增加氨冷器，使脱碳塔入口气体温度由原来的20下降到25，控制了NHD溶液中的含水量，从而可以停止使用NHD溶液脱水系统，节约脱水所用蒸汽，脱碳塔塔底温度的降低提高了气体的净化度，脱碳塔出口气体中的CO2。（5） 氨吸收制冷总投资480万元。循环冷却水量450m3/h.2、2003年我公司扩产改造总休看生产能力扩大到600t/h，新增一套变换系统，脱碳系统、氨合成系统随着能力的增加需要冷量也相应增加，在此前提下，利用第三套变换系统低变气余热投资400万元，又建一套能提供20.9106KJ/h的氨吸收制冷系统,这是我国当前规模最大的氨吸收制冷系统，第二套氨吸收制冷系统在原有技术的基础上又做了改进，在2000年11月一次开车成功，操作非常稳定，小时产氨19t/h左右，完全满足生产中冷量的需求，合成车间原有8台8AS17型冰机全部停了下来。 由此可见，氨吸收制冷用于NHD脱碳系统为低品位热能的回收开辟了新的途径。同时给工厂带来了可观的经济效益。3、山东某化工厂借鉴我公司氨吸收制冷的经验投产一套15tNH3/h的氨吸收制冷系统，给NHD脱碳和NHD脱硫及空分系统提供冷量，采用低压蒸汽做热源，现正处于开车过程。附录吉林长山化肥集团长达有限公司5106kcal/h氨吸收制冷工艺方案长化技术中心1. 总概吉林长山化肥集团长达有限公司（以下简称长达公司）原以重油为原料生产合成氨、尿素，进入二十世纪末期，因原料供应紧张及价格上涨，企业被迫停产。停产后企业冷静面对现实，积极开展自救，顽强拼博，绝处逢生，实现了原料路线，从困境中崛起，危难时拼博，为长化人摆脱危机，迎来了企业发展与振兴的良机。 2003年技术中心受长达公司委托对长达公司第三套净化系统制定“5106kcal/h氨吸收制冷工艺方案”。 本方案依据本公司专利及专有技术成果的内容及多年的工程设计经验而制订。 方案应用的成果及方案的核心技术内容为我公司先进的氨吸收制冷先进技术（传统氨吸收制冷工艺的更新换代技术），以此来给净化系统提供冷量，回收低变气余热，替代冰机系统。吉林化工学院氨精馏系统技术及内件，填料技术。1.1方案编制指导思想1.1.1选用先进有，技术成熟，关键设备及系统配置采用氨吸收制冷工艺,确保装置稳定,安全运行,经济合理。1.1.2采用积极措施,按照工程“三废”治理“三同时”的原则消除生产对环境和职工所造成的危害。1.1.3认真贯彻“五化“设计原则：一体化、露天化、转型化、国产化、社会化。1.2公称能力：制冷量5106kcal/h。2. 长达公司生产工艺简介 制气工段：采用恩德粉煤常压造气，两台4104Nm3/h的恩德炉，能力18104NH3/a。压缩工段：蒸汽透平压缩机，出口压力3. 0Mpa。净化工段：采用3.0Mpa中低、低变换，ADA脱硫，NHD脱碳，加甲烷化净化工艺。合成工段：精制气进入高压压缩机进入氨合成系统，DN1500和DN1000氨合成系统各一套，合成氨生产能力18104t/a左右。3. 氨吸收制冷工艺介绍 氨吸收制冷工艺是在原有技术基础上结合我厂实际情况开发出来的，目前已有7项技术申报专利。 技术发展第一阶段： 1999年公司1525改造脱碳系统由热钾碱脱碳改为NHD脱碳，经我公司不断改变工艺条件，流程及设备结构，摸索出一套运行数据，工