【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 現(xiàn)有尿素裝置主要設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1尿素合成塔Φ1200 H=22654V=24m3臺(tái)2Φ1400 H=29532 V=44m3臺(tái)12預(yù)精餾塔Φ1400 H=29532臺(tái)23一吸塔Φ1200 /Φ1600 H=11045臺(tái)24二分塔Φ1200 H=99552臺(tái)25一分加熱器 F=550m2臺(tái)26氨預(yù)熱器F=34m2 臺(tái)27二循一冷凝器Φ1100 H=8975 F=350m2臺(tái)28二循二冷凝器Φ800 H=8475 F=125m2臺(tái)29氨冷凝器ACDΦ800 L=7226 F=220m2臺(tái)210氨冷凝器BΦ1300 L=7876 F=580m2臺(tái)211惰洗器Φ800/Φ110 H=7894 F=69m2臺(tái)212一吸冷卻器ABΦ800 H=7050 F=156m2臺(tái)213一段蒸發(fā)器Φ2000/Φ700 F上部=33m2 F下部=130m2臺(tái)114二段蒸發(fā)器Φ1600/Φ400 H=5930 F=12m2 臺(tái)115解吸塔Φ800 H=10225臺(tái)216CO2壓縮機(jī)4M2090/210B臺(tái)24M1666/220臺(tái)3 17一段蒸發(fā)器Φ2000/Φ700 H=9900F上=33m2 F下=130m2臺(tái)118二段蒸發(fā)器Φ1600/Φ400 H=5930 F=12m2臺(tái)119一段蒸發(fā)冷凝器Φ800 H=5940 F=216m2臺(tái)220液氨泵3YA820/22臺(tái)621一甲泵3J1A412/22臺(tái)622二甲泵臺(tái)623熔融泵RB6540250臺(tái)4 已有的節(jié)能設(shè)施(1) 造氣系統(tǒng)：建有熱管式廢熱鍋爐6臺(tái)，50t/h三氣鍋爐1臺(tái)（回收造氣吹風(fēng)氣、氨槽弛放氣等） ；造氣爐夾套自產(chǎn)的蒸汽20t/h左右。(2) 變換系統(tǒng)：建有熱水網(wǎng)絡(luò)回收系統(tǒng)一套，利用變換系統(tǒng)的反應(yīng)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(tái)廢熱鍋爐，回收氨合成的反應(yīng)熱產(chǎn)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(xiàn)有生產(chǎn)裝置在節(jié)能方面存在的主要問題(1) 公司現(xiàn)有部分造氣吹風(fēng)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(fèi)。(2) 現(xiàn)有的一臺(tái)“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(fèi)。(3) 現(xiàn)有一套膜提氫裝置，因該裝置建設(shè)較早、能力偏小，已不適應(yīng)現(xiàn)有生產(chǎn)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(jīng)蒸汽加熱分解解析后才能用于尿素生產(chǎn)。浪費(fèi)蒸氣、浪費(fèi)能源。隨著國家對(duì)環(huán)保的要求越來越高，提高資源的循環(huán)利用率關(guān)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(jīng)不能滿足新形式下節(jié)能減排的要求。因此本項(xiàng)目擬對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進(jìn)行綜合節(jié)能改造，降低裝置能耗，使裝置充分發(fā)揮生產(chǎn)能力。 本項(xiàng)目綜合節(jié)能技術(shù)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(fēng)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(shù)回收合成放空氣中的氫氣；采用無動(dòng)力氨回收技術(shù)將氨槽馳放氣中的氨以氣氨形式回收用于尿素生產(chǎn)等改造措施進(jìn)行合成氨節(jié)能改造的項(xiàng)目建設(shè)。 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(fēng)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(fēng)氣產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的蒸汽量計(jì)算如下：① 原料來源：A、造氣吹風(fēng)氣： 48450 Nm3/hB、合成馳放氣： 2000 m3/h② 鍋爐進(jìn)軟水溫度90℃，、450℃蒸汽，鍋爐效率70%。、馳放氣產(chǎn)蒸汽量計(jì)算：已知條件：（1）吹風(fēng)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(fēng)氣：48450 Nm3/h，合成馳放氣： 2000 m3/h（4）鍋爐進(jìn)軟水溫度90℃，、450℃蒸汽，鍋爐效率70%。（5）設(shè)計(jì)煙氣排放溫度1400C。（6）入爐預(yù)熱空氣溫度2000C。（7）入系統(tǒng)軟水溫度600C。（8）空氣過剩系數(shù) 。（9），蒸汽溫度4500C。計(jì)算：（1）求煙氣量、計(jì)算每1Nm3吹風(fēng)氣耗用理論空氣量，用公式（7—2—1）《合成氨工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》VK0=1（%+%－O2%）/21%=1（+－）/21 =（2）吹風(fēng)氣耗實(shí)際空氣量VS=αVK0==。實(shí)際空氣量為：48450=2336Nm3/h（3）吹風(fēng)氣燃燒產(chǎn)物VCO2=（CO2+CO）=（14+）=VH2O=（H2+2CH4）=（+20）=VO2=（α1）VK0=（）=VN2=+=+71＝VY=VCO2+VH2O+VO2+VN2=+++=吹風(fēng)氣燃燒產(chǎn)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(jì)算實(shí)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(jì)算馳放氣燃燒產(chǎn)物VH2O=（H2+2CH4）=（42+228）=VN2=+=+30=VCO2=（CH4）=28=VO2=（α—1）VK0=（—1）=VY=VCO2+VH2O+VN2+VO2=+++=每小時(shí)馳放氣燃燒產(chǎn)生煙氣量為：2000=燃燒爐出口煙氣總量為：+=（6）吹風(fēng)氣加馳放氣綜合計(jì)算馳放氣中H2=200042%=840Nm3/h CH4=200028%=560Nm3/h N2=200030%=600Nm3/h吹風(fēng)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(fēng)氣量為：48450+2000=50450Nm3/h馳放氣吹風(fēng)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(chǎn)物按公式（7—2—6）至（7—2—11）計(jì)算燃燒產(chǎn)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(jì)算最高燃燒溫度：IY=YYQ0a+IR+IK－qF已知燃?xì)庵蠬2=% CH4=% CO=%燃燒熱Q0a=（YH2QH2+YCH4QCH4+YCOQCO） =（%10760+%35847+%12703） =入燃燒爐燃料tI=2800C時(shí)，直接查表計(jì)算：CO=H2=IR=%+%+%+%+ %+ % =入爐空氣tK=2000C時(shí)，In=則I=（++）/=假設(shè)燃燒爐最高燃燒溫度為8500CCO2=O2=IY=%+%+1179%+%=假設(shè)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(chǎn)量計(jì)算燃燒爐帶出熱量℃時(shí)，查表計(jì)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(shí)，查表計(jì)算CO2=O2=IC =%+%+%+%=Q＝＝ KJ/h預(yù)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(jìn)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(chǎn)蒸汽量： 24350＝150360噸/年3 造氣爐渣、煤粉、煤泥燃燒產(chǎn)生的蒸汽量造氣爐排放的爐渣及造氣除塵器產(chǎn)生的煤粉、%,其低位發(fā)熱量約為9462 KJ/kg,年產(chǎn)12萬噸氨醇產(chǎn)生的爐渣、煤粉、煤泥的量為:12104%=31684噸/年全部燃燒產(chǎn)生的熱量為316849462103=107 KJ、450℃過熱蒸汽焓i=60℃系統(tǒng)進(jìn)水焓i=鍋爐熱效率取70%則全年產(chǎn)生的蒸汽量為10770%247。()=68065噸.4 三廢混燃鍋爐回收造氣吹風(fēng)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(jì)218425噸?！娴恼羝?0噸，產(chǎn)汽量不足部分摻燒白煤末和煤矸石補(bǔ)充。5 三廢混燃爐主要新增設(shè)備詳見表35 表35 三廢混燃爐主要新增設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1三廢流化混燃爐Φ852815320 臺(tái).12組合式除塵器Φ652016800 臺(tái)13余熱鍋爐Q170/臺(tái)14一次鼓風(fēng)機(jī)919 NO16D 臺(tái)15二次鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)16引風(fēng)機(jī)Y473 NO22D臺(tái)17 鍋爐給水泵DG85678 臺(tái)臺(tái)Φ1000836028多管除塵器 臺(tái)19水膜除塵器套110脫硫塔Φ300011000臺(tái)110在線監(jiān)測(cè)套1 氫回收改造氨合成過程中產(chǎn)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(fèi)了大量能源，該氣體的回收利用對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益具有很大的潛力。本項(xiàng)目擬上膜提氫回收裝置，采用膜技術(shù)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(jìn)入氨吸收塔，氣體與循環(huán)氨水泵打進(jìn)的稀氨水在填料層中逆流接觸，進(jìn)行預(yù)洗，稀氨水吸收氣體中的NH3，經(jīng)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(jìn)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(jīng)管道過濾器過濾后進(jìn)入膜分離器，氫氣經(jīng)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(jìn)壓縮機(jī)四、五、六段加壓后進(jìn)入合成系統(tǒng)，回收其熱能。圖31 氫回收工藝流程圖本項(xiàng)目進(jìn)膜提氫回收裝置的合成系統(tǒng)放空氣為2100m3/h，經(jīng)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(jīng)提氫后的尾氣為900m3/h，送廢氣鍋爐作燃料副產(chǎn)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(shù)裝置回收氫在不增加原煤的情況下，年可多產(chǎn)合成氨8598240247。 ＝4350噸，年可節(jié)約原煤 4530＝6342噸。 因采用膜提氫技術(shù)，氨合成壓力下降2 MPa左右，壓縮機(jī)耗電下降50 KWh/噸氨醇，年產(chǎn)12萬氨醇則全年可節(jié)約電量：12