淺析合成氨技術(shù)改造中的問(wèn)題及對(duì)策

鄧守平(深圳市藍(lán)寶實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518104)

淺析合成氨技術(shù)改造中的問(wèn)題及對(duì)策

鄧守平(深圳市藍(lán)寶實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518104)

節(jié)能降耗是一種現(xiàn)實(shí)需求也是一種發(fā)展趨勢(shì)，合成氨作為工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗義不容辭。本文就凈化系統(tǒng)改造以及填平補(bǔ)齊對(duì)合成氨進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，針對(duì)技術(shù)改造后存在的加壓變換管、換熱器的泄漏，變脫塔阻力大，脫碳富液泵帶氣，脫水裝置效率低，氣閥積塵，煤氣爐負(fù)荷不足等問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

合成氨;技術(shù)改造;問(wèn)題及對(duì)策

隨著社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的推進(jìn)，人們對(duì)于可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)知逐漸加深，對(duì)能源的合理利用，降低能源消耗、提升能源利用率逐漸提上了生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域的日程[1,2]。合成氨是各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)支柱型行業(yè)，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降耗可以為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的節(jié)能降耗打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降耗也迫在眉睫[3,4]。

本文針對(duì)合成氨工業(yè)中能源消耗較大的問(wèn)題，從氨合成的技術(shù)出發(fā)，對(duì)凈化系統(tǒng)改造以及填平補(bǔ)齊兩個(gè)方面的技術(shù)改造進(jìn)行闡述，并就技術(shù)改造中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的對(duì)策，希望能通過(guò)合理的技術(shù)改造在改善能源消耗的同時(shí)提升行業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益，保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

1 合成氨技術(shù)改造

1.1 凈化系統(tǒng)改造

對(duì)合成氨凈化系統(tǒng)采用加壓變換、變換氣脫硫、NHD脫碳，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行DCS控制，改造后操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)穩(wěn)定。

加壓變換通過(guò)飽和的熱水來(lái)回收中壓蒸汽，通過(guò)間接傳熱方法可以減少外部蒸汽的需求；對(duì)于輸送低于露點(diǎn)溫度氣體的管道，采用不銹鋼有效的阻止設(shè)備腐蝕；此外通過(guò)添加調(diào)節(jié)副線來(lái)增加裝置的操作彈性。

變換氣脫硫通過(guò)采用濕法和干法串聯(lián)的形式可以使氣體中的硫含量下降至ppm級(jí)，既避免了溶劑的污染，也可以延長(zhǎng)催化劑的壽命，減少對(duì)設(shè)備的損傷。

NHD脫碳主要通過(guò)NHD貧液進(jìn)行脫碳，具備凈化度高、操作簡(jiǎn)單、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)勢(shì)，脫碳后的富液則通過(guò)閃蒸的方式進(jìn)行純化，減少溶劑損傷。

1.2 填平補(bǔ)齊

填平補(bǔ)齊主要通過(guò)在現(xiàn)有的場(chǎng)地上增設(shè)3臺(tái)煤氣爐，同時(shí)配備3臺(tái)螺桿冰機(jī)，增設(shè)系統(tǒng)開(kāi)停機(jī)方便、生產(chǎn)穩(wěn)定。

2 合成氨技術(shù)改造中存在的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 加壓變換管道的泄漏

加壓變換系統(tǒng)中由于溫度相對(duì)較高且使用溫差較大，在使用過(guò)程中進(jìn)口管的主管、出口管到換熱器之間的管路均屬于薄弱點(diǎn)，在使用過(guò)程中易于發(fā)生腐蝕而出現(xiàn)泄漏。對(duì)于進(jìn)口管主管泄漏的問(wèn)題，可以使用Cr-Ni-Ti類(lèi)管材，此外也可以將副線接入主管的內(nèi)部；對(duì)于出口管到換熱器之間的管路，需要合理的設(shè)計(jì)支撐彈簧以及彎頭補(bǔ)償，在接口處增加合適的大法蘭進(jìn)行加固。

2.2 換熱器的泄漏

換熱器在使用過(guò)程中其下節(jié)列管易于發(fā)生泄漏，累積的泄漏量約為總量的十分之一，究其原因主要是露點(diǎn)腐蝕。針對(duì)這一問(wèn)題，可以在列管中內(nèi)襯管子并進(jìn)行密封焊接，此外采用過(guò)熱蒸汽代替原來(lái)采用的飽和蒸汽，避免露點(diǎn)腐蝕，改進(jìn)后泄漏量降低約百分之二，效果明顯。

2.3 變脫塔的阻力大

技術(shù)改造后變脫塔的阻力急劇增大，嚴(yán)重影響溶液的循環(huán)導(dǎo)致生產(chǎn)存在問(wèn)題，究其原因主要是因?yàn)槿芤褐袘腋×蛟黾恿俗枇?，放填料的格柵選用不合適導(dǎo)致填料強(qiáng)度不高而發(fā)生塌陷，降低了氣體流通的面積從而增加了阻力，此外選用的分布器內(nèi)徑過(guò)小，雜質(zhì)造成了堵塞。根據(jù)上述分析，可以去掉填料底層的網(wǎng)，將填料材質(zhì)由PVC變換為PP，選用孔徑為25的分布器，經(jīng)過(guò)處理后變脫塔的阻力可以恢復(fù)正常。

2.4 脫碳的富液泵中帶氣

技術(shù)改造后NHD脫碳時(shí)富液泵攜帶氣體比較嚴(yán)重，導(dǎo)致溶劑溢出，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題可以從如下幾個(gè)方面進(jìn)行解決：首先優(yōu)化氣液比使得塔槽的液位趨于穩(wěn)定，確保分離效果；其次采用二氧化碳?xì)夤瘢€(wěn)定槽內(nèi)壓力，減小其波動(dòng)；最后在管道上增加一組液封管避免NHD的溢出。

2.5 脫水裝置的效率低下

NHD脫水裝置在使用時(shí)易于形成液泛從而使得效率較低，這主要可以通過(guò)對(duì)板式換熱器進(jìn)行改造，例如增加換熱器的換熱面積，改變介質(zhì)的流向等措施進(jìn)行改進(jìn)，此外對(duì)脫水塔里面的換熱器的效率進(jìn)行增加。

2.6 壓縮機(jī)的氣閥易于積塵

在技術(shù)改造后雖然在裝置中增加了除塵器，但是壓縮機(jī)的氣閥積塵較為嚴(yán)重，通常每?jī)纱尉托枰M(jìn)行全部停機(jī)后將其拆開(kāi)進(jìn)行清理，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率，針對(duì)這一問(wèn)題，可以在電除塵器前面以及后面增加一個(gè)水洗塔，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后基本上每個(gè)月只需要進(jìn)行一次小的修改。

2.7 3600煤氣爐的負(fù)荷不足且返焦較高

在原有場(chǎng)地增加煤氣爐后，由于爐子的直徑較大，爐子的留碳較為嚴(yán)重，使得下錐體中的焊縫易于燒裂，針對(duì)這一問(wèn)題，可以用均布爐箅替換前期的扇形爐箅，同時(shí)對(duì)風(fēng)管進(jìn)行一次改造，合理的進(jìn)行吹風(fēng)排氣同時(shí)穩(wěn)定風(fēng)壓。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)合成氨進(jìn)行凈化系統(tǒng)改造以及填平補(bǔ)齊兩個(gè)方面的節(jié)能技術(shù)改造，有效的降低系統(tǒng)的能源消耗，針對(duì)技術(shù)改造后存在的加壓變換管、換熱器的泄漏，變脫塔阻力大，脫碳富液泵帶氣，脫水裝置效率低，氣閥積塵，煤氣爐負(fù)荷不足等問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

[1]周勇進(jìn),蔣濤.河北某合成氨廠造氣鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能技改方案設(shè)計(jì)[J].變頻器世界,2017,2:55-56.

[2]牟連斌,代少增,陳德志.某合成氨廠造氣工段PLC蒸汽節(jié)能改進(jìn)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,13:261.

[3]楊炎,佘林源.功熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在合成氨廠節(jié)能技改中的運(yùn)用[J].廣州化工,2014,13:188-189.

[4]趙凱智,張萬(wàn)偉,焦玉香.大型合成氨廠循環(huán)水泵的節(jié)能技術(shù)改造[J].石油化工應(yīng)用,2011,30(2):94-96.

鄧守平（1968-），男，漢族，湖北省宜昌市人，深圳市藍(lán)寶實(shí)業(yè)有限公司，化學(xué)工程師，主要從事研究方向：化學(xué)工程