綠色技術(shù)助氮肥企業(yè)脫困

“凈化是合成氨生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，在其成本中占比只有10%左右，不是大頭。但是，凈化系統(tǒng)工段較多，包括半水煤氣脫硫、變換、變脫、脫碳、精脫硫、精制等6個(gè)工段，流程最多、設(shè)備最多，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的成本影響很大。如果保障不了凈化效果，企業(yè)的生產(chǎn)成本就會(huì)提高，長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行也會(huì)受影響�？梢赃@樣說(shuō)，在當(dāng)前嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)下，如果哪家氮肥企業(yè)做不好凈化，就會(huì)率先出局�！鄙虾＿_(dá)門化工工程技術(shù)有限公司總經(jīng)理於子方的這番話，反映出了采用綠色技術(shù)對(duì)氮肥企業(yè)脫困的重要性。

那么，目前有哪些新的綠色技術(shù)可供氮肥企業(yè)選擇應(yīng)用？記者對(duì)此進(jìn)行了梳理。

脫硫凈化技術(shù)助力環(huán)保

長(zhǎng)春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司項(xiàng)目副總經(jīng)理何冰認(rèn)為，脫硫凈化是關(guān)系合成氨生產(chǎn)的重要技術(shù)，是保證生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。尤其是在環(huán)保要求日漸嚴(yán)格的今天，脫硫更顯示出其重要性。

據(jù)何冰介紹，該公司通過(guò)大量的調(diào)查研究和多次實(shí)驗(yàn)，克服傳統(tǒng)填料塔易堵塔、系統(tǒng)阻力大、動(dòng)力消耗高、投資費(fèi)用高、氣體液體分布難、循環(huán)量大且不易調(diào)節(jié)等難題，最終確定了在常壓脫硫中用空噴技術(shù)來(lái)取代或部分替代單純的填料塔型，在加壓脫硫中推廣qyd高效復(fù)合傳質(zhì)內(nèi)件。

何冰表示，所謂空噴技術(shù)，就是濕式氧化法脫硫中的無(wú)填料技術(shù)。通過(guò)改變噴頭的霧化技術(shù)、噴頭在塔內(nèi)的布置形式，可徹底解決堵塔、系統(tǒng)阻力大、設(shè)備龐大的問(wèn)題，能降低一次性投資，有效提高了高壓機(jī)打氣量，同時(shí)也降低了風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗。何冰強(qiáng)調(diào)，大量的工業(yè)應(yīng)用證明，空噴技術(shù)在天然氣、沼氣、焦?fàn)t煤氣脫硫方面更有應(yīng)用價(jià)值。

而qyd高效傳質(zhì)內(nèi)件，是東獅科貿(mào)公司經(jīng)過(guò)多年研究，進(jìn)行了多次試驗(yàn)，并借鑒鼓泡塔、泡罩塔、垂直篩板塔、填料塔等各種塔型的優(yōu)點(diǎn)，最終開(kāi)發(fā)而成的一種新型吸收塔內(nèi)件。該內(nèi)件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、操作彈性大、塔阻力低，在近幾年的應(yīng)用實(shí)踐中經(jīng)不斷改進(jìn)完善，更趨成熟可靠，已在齊魯一化公司、河南晉開(kāi)公司、湖南智成公司、徐州豐成公司等企業(yè)得到應(yīng)用。

何冰告訴記者，qyd高效傳質(zhì)內(nèi)件的技術(shù)特點(diǎn)非常明顯。在新塔設(shè)計(jì)中，塔的高度要比填料塔降低1/3左右；該內(nèi)件使用后，溶液的循環(huán)量要比填料塔降低30%～50%；裝置用于新塔設(shè)計(jì)時(shí)，高度大幅降低，因此在選取泵的揚(yáng)程時(shí)也要比原來(lái)低10米左右，這樣可大大降低脫硫的動(dòng)力消耗；由于氣液接觸時(shí)間大幅縮短，更有利于脫硫液對(duì)硫化氫的選擇性吸收、溶液的再生、硫泡沫的浮選，以及降低碳酸氫鈉生成率；如果用于新塔設(shè)計(jì)，與填料塔相比，可節(jié)省30%～50%的投資。

等溫變換技術(shù)節(jié)能降耗

氮肥生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，對(duì)變換技術(shù)提出了新要求。在這種情況下，各種等溫變換技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，也引起了不少氮肥企業(yè)的關(guān)注。

據(jù)湖南安淳高新技術(shù)有限公司副總經(jīng)理戴豐育介紹，隨著新型煤氣化技術(shù)的推進(jìn)，連續(xù)氣化技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，變換氣中的一氧化碳含量在傳統(tǒng)的30%基礎(chǔ)上不斷提高，有的甚至到了70%～85%。而高含量一氧化碳合成氣的變換難度極大，傳統(tǒng)的冷激換熱、氣氣間冷換熱、管式反應(yīng)器等適應(yīng)不了新工藝條件的要求，以致大量一氧化碳被白白放空或做燃料燒掉�？量痰姆磻�(yīng)條件，向變換技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，在這種情況下，懸掛水管式等溫反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生。

戴豐厚告訴記者，懸掛水管式等溫反應(yīng)器已在新疆天業(yè)集團(tuán)得到了成功應(yīng)用，具有如下優(yōu)點(diǎn)：一是流程簡(jiǎn)化，換熱器設(shè)在塔內(nèi)；二是工藝智能化，床層溫度軸向、徑向各點(diǎn)溫度均穩(wěn)定在219～222℃；三是操作傻瓜化，通過(guò)控制汽包蒸汽壓力，可以輕松調(diào)節(jié)床層溫度；四是成果高效化，幾乎可全部利用產(chǎn)生的中壓蒸汽。

南京敦先化工科技有限公司于近年成功開(kāi)發(fā)出水移熱等溫變換技術(shù)。該公司總工程師王慶新告訴記者，公司的技術(shù)已于去年12月6日在湖南安鄉(xiāng)晉煤金牛化工有限公司得到成功應(yīng)用。

王慶新表示，與傳統(tǒng)工藝相比，采用水移熱等溫變換技術(shù)可減少主設(shè)備1/3，縮短流程1/3，減少工程投資1/3，并可省去變換循環(huán)冷卻水。

應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，企業(yè)采用水移熱等溫變換技術(shù)改造后，變換系統(tǒng)出口的一氧化碳含量由原來(lái)的1.2%降至0.6%，系統(tǒng)阻力由原來(lái)的1.2兆帕降至0.07兆帕，蒸汽消耗下降了135千克/噸氨，變換冷水消耗下降了20立方米/噸氨，同時(shí)副產(chǎn)0.7兆帕飽和蒸汽236千克/噸氨，供造氣使用。王慶新表示，該公司現(xiàn)在擁有適于粉煤加壓氣化、水煤漿加壓氣化、無(wú)飽和熱水塔、有飽和熱水塔等技術(shù)和裝置的等溫變換技術(shù)。

據(jù)石家莊正元塔器設(shè)備有限公司副總工程師李昌印介紹，一氧化碳變換是合成氨生產(chǎn)過(guò)程中的重要工序。依托多年來(lái)對(duì)變換反應(yīng)理論的研究，以及工藝設(shè)備開(kāi)發(fā)的實(shí)踐，該公司完成了等溫變換爐和配套工藝流程的工業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)水管式變換反應(yīng)器，副產(chǎn)2.5兆帕飽和蒸汽，結(jié)合氨合成系統(tǒng)軟水加熱器提供的熱水，實(shí)現(xiàn)了變換系統(tǒng)的“準(zhǔn)零汽耗”。

該工藝裝置已于2012年11月18日完成催化劑硫化，在中冀正元公司一次開(kāi)車成功，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，裝置規(guī)模為12萬(wàn)噸總氨/年。裝置開(kāi)車后，企業(yè)已全停原中低低變換裝置，徹底改變了原裝置催化劑均已到后期、系統(tǒng)阻力變大、需停車更換催化劑的現(xiàn)狀。就這樣，一臺(tái)等溫變換爐完成了原變換爐三段催化劑的生產(chǎn)任務(wù)，系統(tǒng)壓降大幅降低，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

裝置開(kāi)車到現(xiàn)在的運(yùn)行情況表明，通過(guò)工藝系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，可在大型合成氨裝置高一氧化碳的變換過(guò)程中得到較好應(yīng)用。滄州正元公司年產(chǎn)60萬(wàn)噸合成氨、80萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目也計(jì)劃采用該裝置技術(shù)。