合成氨系统综合节能改造浅谈 - 图文-

1、20合成氨系统综合节能改造浅谈李荣存(山东阿斯德化工有限公司肥城271600合成氨系统综合节能改造工程是在现有生产装置基础上进行改造,主要内容包括新增吹风气余热回收装置和采用氨合成塔串塔新工艺。1吹风气余热回收装置为进一步挖潜改造,增加企业效益,经多方考察论证决定采用德州市科汇化工有限公司研制的上燃式强蓄热燃烧炉配25t/h余热锅炉装置对造气系统的吹风气进行回收,充分利用其中有效气体成分,添加可燃气(合成放空气、氨罐弛放气使其引燃,所产生的高温气体通过废热回收过热蒸汽25t/h,450。2.92Mh350.-40022340m3/h篡剥嘉副驴装置回收利用。吹风气余热回收工艺流程见图l。由造气工

2、段来的吹风气约65000m3/h(标态及由合成工段来的合成放空气约l 200m3/h(标态与由空气预热器来的空气在预混器内混合后进入燃烧炉内燃烧,产生的10001050约86740m3/h(标态高温烟气依次进入高温空气预热器、蒸汽过热器、余热锅炉、软水加热器、低温空气预热器,烟气温度降至150oC由引风机引入经烟囱排向大气,锅炉产生3.82MPa,450蒸汽并网发电,发电后的蒸汽用于生产。25守气25340m3,lI(杯荆酣制堂150,3000m3,lI(标态l150空气,25340m3,II(标态图l吹风气余热回收工艺流程2氨合成塔串塔新工艺氨合成系统增加1台D1600mm的氨合成塔(2。与

3、原合成塔串联,共同组成双塔单废锅流程。新增的2。氨合成塔采用南京国昌公司的C,C 型全径向结构。该合成塔共分为上、下两段,均采用全径向结构,使气体在反应器内多次折流,气固相得到更好、更充分的接触,更有利于氨合成反应,有利于氨净值的提高。2.1串塔工艺流程合成串塔工艺流程简图见图2。来自冷交二出的气体(冷气,分成两路,其中一路用于冷却14和2。氨合成塔塔壁,冷却塔壁后的两路气体,大部分用于塔内冷激,小部分气体与另一路气体混合后进人气气换热器的管外与管内的热气体进行换热。换热后的气体首先进入14氨合成塔反应,反应后的出塔气(310,再进入2氨合成塔继续反应,出塔气温度升至355,进入废锅副产蒸汽,

4、温度降至210,再进入热交换器降温到90后进入水冷器冷却降温,温度降至40进行一次分氨,分氨后进入循环机加压,加压后的气体经循环机油分,分离油水后,进入冷交换器回收冷量。回收冷量后的气体与补充气混合后进人氨冷器进一步降温至一5,出氨冷器的气体,经冷交换器的下部分离器将冷凝下来的液氨分离下来。分离液氨后的气体再经冷交换器上部的换热器与管内的热气交换冷赶。出冷交换器的冷气进入下一个循环。1.1氮合成塔2.2。氨合成塔3.废锅4.热交换器5.水冷器6.氨分离器7.循环机图2串塔工艺流程简图2.2双塔串联工艺的优点(1在原有氨合成塔后再串1个氨合成塔,可进一步深化氨合成反应,即在不增加循环量的条件下,

5、吨氨的气体消耗可减少16.12m3(标态,吨氨放空量可减少21.4m3(标态,可使氨净值提高4%以上,吨氨冷冻量可降低28%,系统生产能力可提高30%,既可增加产量,又可降低系统能耗。(2虽然进人废锅的气量减少3.4%,但气体温度却由原先的310提高至355,吨氨可多副产蒸汽50kg,即在不增加能耗的情况下,可多产中压蒸汽,提高了企业的经济效益。(3该工艺仅在原氨合成塔与废锅之间串联l台新氨合成塔,其余的设备及管道均不动。增添或改动的管道很少,因此投资最省,但节能降耗增产的效果却很好。(4该工艺采用南京国昌公司的GC型全径向塔,其阻力仅0.20O.35MPa,使串联工艺增加的阻力最小,完全可以

6、满足系统压差的要求。3改造效果(1改造前、后合成氨能耗指标(以吨氨计对比见表1。由表l数据相比较可以看出,经节能技改后,吨氨能耗降低了141.8kg标准煤,节能效果显著。(2社会效益。吹风气回收后,将其中可燃有害气体CO体积分数由5.0%一7.0%燃烧降至0.2%以下,对吹风气、合成放空气、氨罐弛放气集中进行了同收利用。采用合成氨塔串塔新工艺表l改造前、后合成氨能耗指标对比2l 项目消耗指标单位能耗/折标煤/kg改造前改造后kJ改造前改造后注:(1表中单位能耗/k.1,指能源折算系数表中的平均低位发热量,摘自化学工业部节能办公室编的“化工节能降耗文件资料汇编”。全国通用。(2吹风气、弛放气在节能前、后均排空,其排空量用“一”表示,因排空带走热最,损失的热鼍也折算成消耗。(3燃煤在节能后不用,在折标煤上用一117表示节能量。后,由于提高了氨合成反应器的催化剂装填量,降低了空速,提高反应器的氨净值,从而使得吨氨的能耗得以降低。合成氨系统综合节能改造后,实现废气年减排放量9785km3,年节约标煤17.609kt,年节约电2055.9万kWh(余热回收装置回收余