科技簡訊

循環(huán)氣油分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1 存在問題

循環(huán)氣油分離器中心管在使用3年之內(nèi)連續(xù)3次分別在Φ76mm×4mm中心管絲扣處、根部、中間部位斷裂，被迫停車檢修，影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)。

2 故障原因

由于2臺(tái)循環(huán)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)循環(huán)氣不可能完全同步，循環(huán)氣經(jīng)分離器氣體分離盤進(jìn)入外殼和內(nèi)件之間的環(huán)隙，氣體由上而下沿螺旋板旋流運(yùn)動(dòng)，從底部進(jìn)入旋風(fēng)分離器。出旋風(fēng)分離器的氣體由積液盤和內(nèi)件的環(huán)隙進(jìn)入絲網(wǎng)分離層，再由外向內(nèi)通過剛性濾芯，在濾芯分布盤集氣室內(nèi)匯集，由中心管導(dǎo)出分離器。循環(huán)氣的不同氣流沖擊力使內(nèi)件中心管組件在Φ85mm的管內(nèi)左右搖動(dòng)或被卡死，結(jié)果在Φ76mm×4mm中心管薄壁處斷裂，甚至發(fā)生降液管碰撞外筒的內(nèi)壁而斷裂，給維修帶來極大的不便。

3 改進(jìn)方案及效果

(1)循環(huán)氣油分離器內(nèi)件原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)將內(nèi)件中的端蓋坐在外筒內(nèi)壁的止扣上，再將壓緊環(huán)用M16mm×70mm螺釘緊壓于端蓋上面。壓緊環(huán)同樣懸空在內(nèi)腔內(nèi)，與分離器內(nèi)件固定為一整體，這樣只是加大內(nèi)件的質(zhì)量，無法達(dá)到固定內(nèi)件的目的。為此，改進(jìn)了壓緊環(huán)的結(jié)構(gòu)，首先將內(nèi)件旋轉(zhuǎn)在內(nèi)腔的環(huán)形止口內(nèi)，并增設(shè)上、下限位，使其不受氣流變化而擺動(dòng)。

(2)中心管組件改用Φ83mm×15mm管加工制作，最薄處可達(dá)11mm，有能力抗擊氣流產(chǎn)生的沖擊力。

4改進(jìn)效果

通過以上改進(jìn)，可視為將分離器固定在外筒的內(nèi)腔內(nèi)，能克服循環(huán)氣的強(qiáng)度變化，使環(huán)隙間隙恒定。

(陜西理想化工有限責(zé)任公司

陜西漢中723000曹愛萍)

膜噴射塔盤在爐氣洗滌塔中的應(yīng)用

煅燒過程產(chǎn)生的爐氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器將堿塵分離后，爐氣進(jìn)入洗滌箱用冷凝液噴淋洗滌，再由頂部進(jìn)入冷凝塔，降溫后的爐氣由洗滌塔下部進(jìn)入與自上而下的軟水相遇，再次洗滌除去殘存的堿塵和氨，然后由風(fēng)機(jī)抽出放空，洗滌液送至過濾系統(tǒng)用作洗滌水。

1 現(xiàn)狀及存在問題

(1)Φ2500mm煅燒爐爐氣洗滌塔原來為Φ1600mm填料塔，因?yàn)樘盍纤枇ο鄬?duì)較大，風(fēng)機(jī)克服系統(tǒng)阻力后不能滿足濃氣低壓機(jī)進(jìn)口微正壓的要求，不經(jīng)回收而全部放空;而且由于洗滌塔系統(tǒng)阻力較大，造成煅燒爐出口氣體壓力呈微正壓。

(2)洗滌塔出口氣體中氨含量比較高(＞0.7mg/L)，為保證氨含量≤0.5mg/L的指標(biāo)，軟水用量比較大，為10～12m3/h;而且因軟水用量的增加，造成氣相帶水量比較多，導(dǎo)致后工序分離負(fù)荷增大。

(3)洗滌液送至過濾系統(tǒng)用作洗滌水，由于軟水用量增大，過濾后洗水用量已不能全部消耗，多余部分送淡液蒸餾系統(tǒng)。由于用水量大、氨含量低，造成淡液蒸餾系統(tǒng)蒸汽消耗增加。

2 項(xiàng)目改造內(nèi)容

(1)由于膜噴射塔盤具有通量大、分離效率高、操作彈性大、壓降低、抗堵塞以及適合于含固體顆粒物系的特點(diǎn)，為回收Φ2500mm煅燒爐爐氣，針對(duì)原洗滌塔填料塔阻力大的問題，將原塔中填料、分布器、柵板及填料壓圈全部拆除，更換為膜噴射低阻力塔盤，共設(shè)4層塔盤。

(2)調(diào)整原有洗滌水(軟水)進(jìn)口。調(diào)整后，塔頂部為軟水進(jìn)口，中部設(shè)置稀氨水進(jìn)口，軟水仍經(jīng)原軟水管從塔頂加至塔盤受液槽上。

(3)將絲網(wǎng)除沫器更換為旋流板除沫器。

(4)氣相進(jìn)口管由原距塔底7m下移至距塔底3m;加1只噴頭，將洗滌液經(jīng)塔中部加入塔內(nèi)循環(huán)提濃。

3 洗滌塔改造后效果及問題

洗滌塔改造后有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1。

表1 洗滌塔改造后有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)

(1)洗滌塔效果比較理想，帶水量明顯下降，洗滌液打循環(huán)，軟水用量5m3/h左右，洗滌塔出口氣體中氨含量基本在0.225～0.425mg/L。

(2)風(fēng)機(jī)克服系統(tǒng)阻力之后能夠滿足濃氣(含CO2體積分?jǐn)?shù)70%)低壓機(jī)進(jìn)口呈微正壓的要求，爐氣全部回收，爐氣中CO2體積分?jǐn)?shù)65%～72%。

(3)由于洗滌塔前冷凝塔換熱效率下降，不僅造成洗滌塔進(jìn)口氣體溫度＞60℃，洗滌塔出口氣體溫度＞50℃，對(duì)洗滌塔軟水用量有一定影響，Φ2500mm煅燒爐降負(fù)荷運(yùn)行。

(4)運(yùn)行1個(gè)月后，對(duì)洗滌塔塔底氨水濃度進(jìn)行了分析，Φ2500mm煅燒爐氣洗滌塔塔底氨水濃度6～10tt(開車時(shí)能達(dá)到30tt)，軟水用量明顯增多，最多時(shí)達(dá)15m3/h，塔盤效率不高。經(jīng)分析，可能是由于煅燒爐負(fù)荷輕、爐氣氣量小而氣量不能形成水膜，膜噴射塔盤效率降低所致。后增大煅燒爐負(fù)荷，塔效率沒有明顯好轉(zhuǎn)。停車檢查發(fā)現(xiàn)，塔盤安裝過程中，每塊塔盤之間的密封不好，致使塔盤上沒有足夠的液位，不能形成水膜，造成效率下降。重新安裝后，問題得到解決。因此，膜噴射塔盤在實(shí)際應(yīng)用中，塔盤安裝過程中每塊塔盤間的密封至關(guān)重要。

(石家莊雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司

河北石家莊050200崔素玉周祖杰劉鵬)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)改造

1 改造情況

安徽三星化工有限責(zé)任公司脫硫系統(tǒng)原有257m3/min(電機(jī)功率280kW)和463m3/min(電機(jī)功率500kW)的半水煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)各3臺(tái)，配有Φ273mm的氣體近路，通過自調(diào)閥來調(diào)節(jié)脫硫系統(tǒng)的壓力。為防止后序工段氫氮壓縮機(jī)突然跳車時(shí)半水煤氣倒流造成羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力高超電流跳閘，氣體近路閥門開度一般在50%左右。根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率，在配電室內(nèi)安裝了1臺(tái)DLHVF-400/6000型高壓變頻器，采用該變頻器調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力，將原氣體近路全部關(guān)閉(作為備用)。

2 改造效果及完善

投運(yùn)以后，為便于加減負(fù)荷操作，調(diào)頻范圍一般控制在25～50Hz，停運(yùn)了1臺(tái)257m3/min(電機(jī)功率280kW)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，采用高壓變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的羅茨鼓風(fēng)機(jī)電流從24A降至18A;電機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，有利于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的長周期運(yùn)行;取得顯著的節(jié)電和節(jié)能效果。為了實(shí)現(xiàn)DCS控制和充分發(fā)揮高壓變頻器在羅茨鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)，又將高壓變頻器移到微機(jī)中操作，方便了加減負(fù)荷操作及穩(wěn)定了生產(chǎn)。

操作按鈕有:預(yù)充電、解除報(bào)警、啟動(dòng)、停止和急停;高壓變頻器頻率調(diào)節(jié)可以在0～50Hz范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié);同時(shí)面板上還顯示實(shí)時(shí)的變頻器頻率和羅茨鼓風(fēng)機(jī)電流值;狀態(tài)有輕故障和重故障指示、工頻和變頻狀態(tài)、高壓合閘允許狀態(tài)、變頻器備妥狀態(tài)。

為了防止后序工段氫氮壓縮機(jī)突然跳車造成羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力超壓跳車或損壞轉(zhuǎn)子、機(jī)殼而影響生產(chǎn)，在高壓變頻器控制程序中添加了超壓聯(lián)鎖程序。該程序的中心思路采用3級(jí)控制，既能在脫硫系統(tǒng)超壓時(shí)及時(shí)降低系統(tǒng)壓力，又可最大程度上維持生產(chǎn)的連續(xù)性，避免大幅波動(dòng)。具體程序算法是:當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力＞45kPa時(shí)，彈出報(bào)警對(duì)話框，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警;延時(shí)5s后，將羅茨鼓風(fēng)機(jī)的控制頻率強(qiáng)制從當(dāng)前頻率降低至當(dāng)前頻率的50%。當(dāng)系統(tǒng)壓力＞48kPa時(shí)，直接將當(dāng)前的頻率降至0Hz;當(dāng)系統(tǒng)壓力＞50kPa時(shí)，直接關(guān)閉高壓變頻器，停運(yùn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)。

3 效益分析

本次改造總投資22萬元;停運(yùn)1臺(tái)280kW的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，若不計(jì)降低電流的效益，僅按年運(yùn)行時(shí)間8000h、電價(jià)0.45元/(kW·h)計(jì)，年節(jié)電效益100.8萬元;3個(gè)月即可收回投資。

(安徽三星化工有限責(zé)任公司

安徽渦陽233610張曉靜)

傳統(tǒng)間歇式造氣工藝的再優(yōu)化

1 由產(chǎn)水煤氣改為產(chǎn)半水煤氣

明泉化肥廠的合成氨裝置和醇化裝置均采用Φ2610mm造氣爐，合成氨裝置東、西造氣系統(tǒng)的半水煤氣送1#氣柜，一期和二期醇化裝置造氣系統(tǒng)的水煤氣送2#氣柜。根據(jù)甲醇和液氨的市場形勢(shì)，對(duì)醇化裝置進(jìn)行醇聯(lián)氨工藝改造，故醇化裝置的造氣爐就需要由生產(chǎn)水煤氣改為生產(chǎn)半水煤氣。

原醇化裝置水煤氣主要?dú)怏w成分(體積分?jǐn)?shù))中N2＜1.0%，CO2＜6.3%，CO約35.0%，H2約56.0%。因水煤氣中氮含量控制得較低，所以醇化裝置造氣爐所產(chǎn)氮?dú)夂枯^高的煤氣(即富氮?dú)?需要全部回收至合成氨氣柜，醇化裝置造氣循環(huán)中無上吹加氮過程;醇化造氣爐所產(chǎn)吹風(fēng)氣不能回收至2#氣柜，造氣爐無法通過回收進(jìn)行加氮;為此，醇化裝置造氣爐安裝上加氮并停用富氮管線，并改變微機(jī)程序、工藝流程等。2013年，一期、二期醇化裝置造氣爐實(shí)現(xiàn)了制取半水煤氣。醇化裝置通過不斷優(yōu)化和調(diào)整造氣爐爐況，半水煤氣中CO2體積分?jǐn)?shù)基本控制在＜7.6%，其他主要成分CO和H2含量控制得較理想，且吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)＜6.5%，節(jié)能降耗效益明顯。

2 提高單爐產(chǎn)氣量

隨著裝置的產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，原單臺(tái)造氣爐產(chǎn)氣負(fù)荷能滿足40t/d氨醇產(chǎn)能，現(xiàn)已不能滿足生產(chǎn)需求，因現(xiàn)場無預(yù)留地，無法新增造氣爐，為此，通過提高單爐產(chǎn)氣量達(dá)到滿足生產(chǎn)對(duì)供氣量的要求。一方面，通過增加布料筒的長度，由0.6m增加到1.0m，降低了醇化裝置造氣系統(tǒng)阻力，確保造氣爐能在高溫下運(yùn)行;造氣爐下行煤氣溫度由300℃左右降低至260℃左右，減少了熱量損耗，實(shí)現(xiàn)了造氣爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面，將原料煤按不同煤質(zhì)、粒度進(jìn)行合理搭配和摻燒，同時(shí)要求主操作人員24h不間斷監(jiān)控造氣爐爐況。經(jīng)過不斷摸索和調(diào)整，2014年單臺(tái)造氣爐產(chǎn)氣量已提高至能滿足46～47t/d氨醇產(chǎn)能，單爐產(chǎn)氣量達(dá)6100m3/h，造氣爐整體的熱損失明顯下降，管理水平得到進(jìn)一步提升。

3 造氣爐改造

根據(jù)明泉化肥廠合成氨系統(tǒng)平衡改造方案，為滿足擴(kuò)能需要，采取以下改造措施:造氣爐筒體直徑由Φ2610mm改為Φ2800mm，單爐發(fā)氣量可提高14%;爐體夾套適當(dāng)增高，由2345mm增高至2600mm，采用現(xiàn)有低壓夾套形式;造氣爐風(fēng)機(jī)對(duì)葉輪等進(jìn)行改造，提高風(fēng)機(jī)風(fēng)量;入爐蒸汽管道適當(dāng)擴(kuò)徑，由DN200mm改為DN250mm;現(xiàn)造氣爐采用了七層六邊專用爐箅;相應(yīng)更換成Φ2800mm造氣爐爐底總成、灰渣箱和爐條機(jī)。

4 結(jié)語

通過對(duì)造氣系統(tǒng)的不斷改造和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了安全、高產(chǎn)、低耗，原料煤消耗逐步降低，現(xiàn)在合成氨和醇化裝置噸氨總原料煤消耗在1220kg左右，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

(山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司明泉化肥廠

山東章丘250200陳延棟滿飛)

半水煤氣壓縮機(jī)冷卻器自主化學(xué)清洗總結(jié)

半水煤氣經(jīng)脫硫工序凈化后仍含有一定量的煤焦油、硫磺等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)易沉積在半水煤氣壓縮機(jī)的換熱器殼程內(nèi)，影響其換熱效果和縮短了其使用壽命，故需要頻繁清洗換熱器。由于各家清洗公司的清洗技術(shù)參差不齊、清洗效果相差較大，甚至導(dǎo)致設(shè)備腐蝕率大大超標(biāo)的現(xiàn)象，同時(shí)存在費(fèi)用高及清洗時(shí)間的不確定性。為此，河南心連心化肥有限公司二分公司提出了冷卻器自主化學(xué)清洗方案。

1 清洗液配方的確定

根據(jù)化學(xué)清洗的反應(yīng)機(jī)理，有針對(duì)性地對(duì)煤焦油的清洗技術(shù)進(jìn)行了研究，經(jīng)過幾十次化學(xué)清洗模擬試驗(yàn)后，尋找出在清洗溫度80～90℃工況下的清洗液最佳配方(見表1)。

表1 清洗液最佳配方

2 清洗過程的控制

換熱器整個(gè)化學(xué)清洗過程重點(diǎn)是對(duì)清洗溫度和清洗液的濃度(pH為11)的監(jiān)控，從而使清洗液與煤焦油進(jìn)行較佳的皂化反應(yīng)，達(dá)到除去煤焦油的目的。根據(jù)換熱器壁內(nèi)附著煤焦油含量調(diào)整藥劑配方(控制在表1的范圍內(nèi))，清洗過程用時(shí)一般在24～36h。為了檢測(cè)清洗過程中對(duì)設(shè)備材質(zhì)的腐蝕速率，從加入清洗液起，在清洗槽中懸掛不銹鋼和碳鋼掛片，檢測(cè)整個(gè)清洗過程中的腐蝕速率(表2)。

表2 清洗過程中腐蝕速率控制情況

3 化學(xué)清洗結(jié)果

換熱器經(jīng)該方法進(jìn)行化學(xué)清洗后，管壁可見其外表面清潔、無殘留煤焦油、無積碳、無金屬粗晶析出等現(xiàn)象，且化學(xué)清洗平均腐蝕速率符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG/T238—1992《工業(yè)設(shè)備的化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，即碳鋼腐蝕速率≤6.0g/(m2·h)，不銹鋼腐蝕速率≤2.0g/(m2·h)。換熱器經(jīng)化學(xué)清洗前、后工藝對(duì)比見表3。

表3 換熱器經(jīng)化學(xué)清洗前、后工藝對(duì)比

4 結(jié)語

經(jīng)相關(guān)測(cè)算，自主化學(xué)清洗成本比清洗公司的清洗成本節(jié)省58元/m2，每年可為河南心連心化肥有限公司二分公司節(jié)省清洗費(fèi)用16.5萬元，目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在河南心連心化肥有限公司全公司范圍內(nèi)推廣。

(河南心連心化肥有限公司

河南新鄉(xiāng)453700丁達(dá)建)