【文章內容簡介】 現有尿素裝置主要設備序號設備名稱規(guī)格型號單位數量備注1尿素合成塔Φ1200 H=22654V=24m3臺2Φ1400 H=29532 V=44m3臺12預精餾塔Φ1400 H=29532臺23一吸塔Φ1200 /Φ1600 H=11045臺24二分塔Φ1200 H=99552臺25一分加熱器 F=550m2臺26氨預熱器F=34m2 臺27二循一冷凝器Φ1100 H=8975 F=350m2臺28二循二冷凝器Φ800 H=8475 F=125m2臺29氨冷凝器ACDΦ800 L=7226 F=220m2臺210氨冷凝器BΦ1300 L=7876 F=580m2臺211惰洗器Φ800/Φ110 H=7894 F=69m2臺212一吸冷卻器ABΦ800 H=7050 F=156m2臺213一段蒸發(fā)器Φ2000/Φ700 F上部=33m2 F下部=130m2臺114二段蒸發(fā)器Φ1600/Φ400 H=5930 F=12m2 臺115解吸塔Φ800 H=10225臺216CO2壓縮機4M2090/210B臺24M1666/220臺3 17一段蒸發(fā)器Φ2000/Φ700 H=9900F上=33m2 F下=130m2臺118二段蒸發(fā)器Φ1600/Φ400 H=5930 F=12m2臺119一段蒸發(fā)冷凝器Φ800 H=5940 F=216m2臺220液氨泵3YA820/22臺621一甲泵3J1A412/22臺622二甲泵臺623熔融泵RB6540250臺4 已有的節(jié)能設施(1) 造氣系統(tǒng)：建有熱管式廢熱鍋爐6臺，50t/h三氣鍋爐1臺（回收造氣吹風氣、氨槽弛放氣等） ；造氣爐夾套自產的蒸汽20t/h左右。(2) 變換系統(tǒng)：建有熱水網絡回收系統(tǒng)一套，利用變換系統(tǒng)的反應熱加熱脫鹽水，將水溫提高到80℃送入蒸汽鍋爐，節(jié)約了煙煤消耗。(3) 精煉系統(tǒng)：利用尿素一吸冷卻器熱水加熱銅液，節(jié)約蒸汽3t/h。(4) 氨合成系統(tǒng)：建有三臺廢熱鍋爐，回收氨合成的反應熱產蒸汽19t/h；(5) 尿素系統(tǒng)：綜合利用高低壓膨脹蒸汽。高壓膨脹蒸汽送尿素解吸系統(tǒng)，低壓膨脹蒸汽作為系統(tǒng)管道的保溫蒸汽。尿素系統(tǒng)的冷凝水（95～100℃）全部回收到鍋爐供水，節(jié)約了煙煤消耗。 現有生產裝置在節(jié)能方面存在的主要問題(1) 公司現有部分造氣吹風氣、合成放空提氫尾氣及氨槽馳放氣的潛熱沒有回收，造成能源浪費。(2) 現有的一臺“三廢”流化混燃鍋爐只能吃掉50%的爐渣、煤粉、煤泥，使該部分能源沒有得到充分利用，造成能源浪費。(3) 現有一套膜提氫裝置，因該裝置建設較早、能力偏小，已不適應現有生產能力，造成部分合成放空氣中的氫不能回收利用。(4) 合成弛放氣有效成份高，氨回收工藝落后，回收不徹底，回收的氨水需經蒸汽加熱分解解析后才能用于尿素生產。浪費蒸氣、浪費能源。隨著國家對環(huán)保的要求越來越高，提高資源的循環(huán)利用率關系到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，公司原有合成氨裝置及尿素裝置已經不能滿足新形式下節(jié)能減排的要求。因此本項目擬對現有生產裝置進行綜合節(jié)能改造，降低裝置能耗，使裝置充分發(fā)揮生產能力。 本項目綜合節(jié)能技術改造方案********化工有限公司擬采用“三廢”流化混燃鍋爐回收造氣吹風氣、合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣及造氣爐渣、煤粉、煤泥；采用膜提氫技術回收合成放空氣中的氫氣；采用無動力氨回收技術將氨槽馳放氣中的氨以氣氨形式回收用于尿素生產等改造措施進行合成氨節(jié)能改造的項目建設。 三廢流化混燃鍋爐新建一套φ8500三廢流化混燃爐，并配備一套余熱鍋爐裝置，回收造氣吹風氣、馳放氣及造氣爐渣、煤粉、煤泥作燃料，充分回收熱能。造氣吹風氣產生量為48450 Nm3/h，主要成份包括：CO2 14%，O2 %，CO %，H2 %，CH4 %，N2 71%。合成馳放氣產生量為2000 Nm3/h（含提氫尾氣），主要成份包括：H2 42%，CH4 28%，N2 30%。、合成馳放氣燃燒產生的蒸汽量計算如下：① 原料來源：A、造氣吹風氣： 48450 Nm3/hB、合成馳放氣： 2000 m3/h② 鍋爐進軟水溫度90℃，、450℃蒸汽，鍋爐效率70%。、馳放氣產蒸汽量計算：已知條件：（1）吹風氣成份：H2：%，CO：%， CO2：14%，O2：%，N2+Ar：71%。（2）馳放氣成份：H2：42%，CH4：28%，CO：0%， CO2：0%，O2： 0%，N2+Ar：30%。（3）造氣吹風氣：48450 Nm3/h，合成馳放氣： 2000 m3/h（4）鍋爐進軟水溫度90℃，、450℃蒸汽，鍋爐效率70%。（5）設計煙氣排放溫度1400C。（6）入爐預熱空氣溫度2000C。（7）入系統(tǒng)軟水溫度600C。（8）空氣過剩系數 。（9），蒸汽溫度4500C。計算：（1）求煙氣量、計算每1Nm3吹風氣耗用理論空氣量，用公式（7—2—1）《合成氨工藝設計手冊》VK0=1（%+%－O2%）/21%=1（+－）/21 =（2）吹風氣耗實際空氣量VS=αVK0==。實際空氣量為：48450=2336Nm3/h（3）吹風氣燃燒產物VCO2=（CO2+CO）=（14+）=VH2O=（H2+2CH4）=（+20）=VO2=（α1）VK0=（）=VN2=+=+71＝VY=VCO2+VH2O+VO2+VN2=+++=吹風氣燃燒產生的煙氣量為：48450=（4）馳放氣燃燒耗空氣量VK0=（+2CH4＋－O2）/21= (42+228＋0－0) /21 =計算實際空氣量：VS=αVK0==。需空氣量為2000=9909Nm3/h總需空氣量2336+9909=12245Nm3/h（5）計算馳放氣燃燒產物VH2O=（H2+2CH4）=（42+228）=VN2=+=+30=VCO2=（CH4）=28=VO2=（α—1）VK0=（—1）=VY=VCO2+VH2O+VN2+VO2=+++=每小時馳放氣燃燒產生煙氣量為：2000=燃燒爐出口煙氣總量為：+=（6）吹風氣加馳放氣綜合計算馳放氣中H2=200042%=840Nm3/h CH4=200028%=560Nm3/h N2=200030%=600Nm3/h吹風氣中H2=48450%=21801Nm3/h CH4=484500%=0Nm3/h N2=4845071%=34400Nm3/h CO=48450%=2907Nm3/h CO2=4845014%=6783Nm3/h O2=48450%=2180Nm3/h馳放氣吹風氣量為：48450+2000=50450Nm3/h馳放氣吹風氣各組分含量為：H2=3020Nm3/h CH4=560Nm3/h N2=35000Nm3/h CO=2907Nm3/h CO2=6783Nm3/h O2=2180Nm3/h氣體平均成分：H2=% CH4=% N2=% CO=% CO2=% O2=%（7）綜合耗空氣量VK0=1/21（++2CH4O2） =1/21（++2） =VS=αVK0==。（8）綜合燃燒產物按公式（7—2—6）至（7—2—11）計算燃燒產物：VCO2=（CO2+CO+CH4）=（++）=VH2O=（H2+2CH4）=（+2）=VO2=（α1）VK0=（）=VN2=+=+=VY=+++=YCO2=247。=%YH2O=247。=%YO2=247。= %YN2=247。=%（9）燃燒溫度按式（7—2—14）計算最高燃燒溫度：IY=YYQ0a+IR+IK－qF已知燃氣中H2=% CH4=% CO=%燃燒熱Q0a=（YH2QH2+YCH4QCH4+YCOQCO） =（%10760+%35847+%12703） =入燃燒爐燃料tI=2800C時，直接查表計算：CO=H2=IR=%+%+%+%+ %+ % =入爐空氣tK=2000C時，In=則I=（++）/=假設燃燒爐最高燃燒溫度為8500CCO2=O2=IY=%+%+1179%+%=假設燃燒爐最高燃燒溫度為9000CCO2=O2=IY=%+%+1248%+%=最高燃燒溫度tR=850+（）（900850）/（）1096℃燃燒爐出口溫度ts＝1096＝℃（10）蒸汽產量計算燃燒爐帶出熱量℃時，查表計算CO2=2219KJ/Nm3 H2O=1712KJ/Nm3 O2=1465KJ/Nm3 N2=1394/Nm3 IY=2219%+1712%+1394%+1465%=Q＝＝ KJ/h140℃煙氣帶出的熱量140℃時，查表計算CO2=O2=IC =%+%+%+%=Q＝＝ KJ/h預熱入燃燒爐空氣帶出的熱量（熱效率按70%）：200℃空氣帶出的熱量Q=12245/70%= kJ/h、450℃過熱蒸汽焓i=60℃系統(tǒng)進水焓i=鍋爐熱效率取70%鍋爐蒸發(fā)量 Q=()70% /() =17948㎏/h 則回收廢氣鍋爐年副產蒸汽量： 24350＝150360噸/年3 造氣爐渣、煤粉、煤泥燃燒產生的蒸汽量造氣爐排放的爐渣及造氣除塵器產生的煤粉、%,其低位發(fā)熱量約為9462 KJ/kg,年產12萬噸氨醇產生的爐渣、煤粉、煤泥的量為:12104%=31684噸/年全部燃燒產生的熱量為316849462103=107 KJ、450℃過熱蒸汽焓i=60℃系統(tǒng)進水焓i=鍋爐熱效率取70%則全年產生的蒸汽量為10770%247。()=68065噸.4 三廢混燃鍋爐回收造氣吹風氣、合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣以及造氣爐渣、煤粉、煤泥燃燒放出的熱量，℃，℃的蒸汽共計218425噸。℃的蒸汽50噸，產汽量不足部分摻燒白煤末和煤矸石補充。5 三廢混燃爐主要新增設備詳見表35 表35 三廢混燃爐主要新增設備序號設備名稱規(guī)格型號單位數量備注1三廢流化混燃爐Φ852815320 臺.12組合式除塵器Φ652016800 臺13余熱鍋爐Q170/臺14一次鼓風機919 NO16D 臺15二次鼓風機臺16引風機Y473 NO22D臺17 鍋爐給水泵DG85678 臺臺Φ1000836028多管除塵器 臺19水膜除塵器套110脫硫塔Φ300011000臺110在線監(jiān)測套1 氫回收改造氨合成過程中產生的放空氣約2100m3/h，主要成分為：H2 48%，CH4 %， NH3 %，N2 %，其中含有大量的有效氣體氫，這部分氣體過去 未能全部回收,而直接送去燃燒,浪費了大量能源，該氣體的回收利用對提高經濟效益具有很大的潛力。本項目擬上膜提氫回收裝置，采用膜技術裝置回收氣體中的氫送壓縮系統(tǒng)，回收氫后的尾氣再送至廢氣燃燒鍋爐作為燃燒爐的燃料，回收其熱能。氫回收工藝流程為：自合成系統(tǒng)來的放空氣(壓力30MPa) MPa左右，然后進入氨吸收塔，氣體與循環(huán)氨水泵打進的稀氨水在填料層中逆流接觸，進行預洗，稀氨水吸收氣體中的NH3，經氨吸收塔水洗后的氣體中的NH3含量低于200ppm，由塔頂部排出進入氣液分離器，分離出的氣體在套管加熱器中被加熱至50℃左右，經管道過濾器過濾后進入膜分離器，氫氣經滲透匯集后從膜分離器下口排出，未滲透的尾氣從膜分離器上口排出，與壓縮三入新鮮氣匯合后進壓縮機四、五、六段加壓后進入合成系統(tǒng)，回收其熱能。圖31 氫回收工藝流程圖本項目進膜提氫回收裝置的合成系統(tǒng)放空氣為2100m3/h，經提氫后的滲透氣為1200m3/h，送壓縮系統(tǒng)，主要成分為H2 %，CH4 %， NH3 0%，N2 %；經提氫后的尾氣為900m3/h，送廢氣鍋爐作燃料副產蒸汽，主要成分為H210%，CH4 42%， NH3 %，N2 %。氫回收裝置回收氫：1200 m3/h%24350＝8598240m3 m3氫氣，采用膜技術裝置回收氫在不增加原煤的情況下，年可多產合成氨8598240247。 ＝4350噸，年可節(jié)約原煤 4530＝6342噸。 因采用膜提氫技術，氨合成壓力下降2 MPa左右，壓縮機耗電下降50 KWh/噸氨醇，年產12萬氨醇則全年可節(jié)約電量：12