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        變脫裝置中節(jié)能降耗新技術(shù)的應(yīng)用

        2016-11-14 02:35:02殷銀華余學(xué)軍李小飄
        氮肥與合成氣 2016年9期
        關(guān)鍵詞:三寧富液堿液

        殷銀華 余學(xué)軍 李小飄

        (湖北三寧化工股份有限公司湖北枝江443206)

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        變脫裝置中節(jié)能降耗新技術(shù)的應(yīng)用

        殷銀華余學(xué)軍李小飄

        (湖北三寧化工股份有限公司湖北枝江443206)

        0 前言

        湖北三寧化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱湖北三寧公司)合成氨裝置具有年生產(chǎn)能力總氨醇580 kt,采用型煤制氣生產(chǎn)合成氨的工藝路線,其變脫裝置采用濕法栲膠脫硫工藝,將變換氣中硫化氫質(zhì)量濃度降至5 mg/m3以下,滿足保護(hù)后工序甲醇、氨合成催化劑的要求。湖北三寧公司充分吸取以往2.0 MPa變脫裝置在生產(chǎn)運(yùn)行中暴露出的各種問(wèn)題,經(jīng)反復(fù)論證,大膽創(chuàng)新采用新技術(shù),經(jīng)2年多生產(chǎn)實(shí)踐證明效果顯著,生產(chǎn)工藝控制穩(wěn)定,電力消耗為“零”,工藝消耗較低,幾乎可忽略不計(jì)。

        1 工藝流程及設(shè)備參數(shù)

        工藝流程采用干濕串聯(lián)運(yùn)行模式,濕法脫硫選用云冠栲膠+純堿的脫硫工藝,干法脫硫選用河南同興活性炭T102脫硫工藝。2套100 000 m3/h(標(biāo)態(tài))變脫裝置并聯(lián)運(yùn)行,經(jīng)溴化鋰?yán)鋬鏊鋮s后送往變壓吸附(PSA)脫碳裝置。

        氣體流程:原料變換氣由變脫塔底部進(jìn)入,與上部下來(lái)的貧液在填料層逆向接觸,氣體中的絕大部分H2S被堿液吸收,從變脫塔頂部經(jīng)活性炭塔進(jìn)一步脫硫和分離水分,然后進(jìn)入冷卻器將氣體溫度降至20 ℃左右后,再送往PSA脫碳裝置。

        堿液流程:在變脫塔內(nèi)吸收H2S后的富液由變脫塔底部分為兩路:一路利用壓差驅(qū)動(dòng)除氧給水泵渦輪機(jī)回收電能;另一路直接減壓至閃蒸槽閃蒸。兩路匯合后進(jìn)入閃蒸槽,減壓閃蒸后的富液到再生槽再生,在催化劑的作用下,與O2發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫,以硫泡沫的形式析出,富液再生后成為貧液進(jìn)入貧液槽,經(jīng)貧液泵送至變脫塔吸收,循環(huán)使用。再生槽分離出的硫泡沫流入泡沫槽,經(jīng)泡沫泵打入半脫工段熔硫崗位處理。

        變脫裝置主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。

        表1 變換裝置主要設(shè)備參數(shù)

        2 變脫工段節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

        2.1新技術(shù)應(yīng)用一

        原來(lái)的2套變脫裝置分別配套1#和3#變脫泵(D650- 70×4型),該變脫泵單臺(tái)電機(jī)功率710 kW。為了達(dá)到電力“零”消耗的目標(biāo),現(xiàn)將變脫裝置主要耗電設(shè)備采用汽輪機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)變脫泵,經(jīng)設(shè)計(jì)2套變脫裝置共需栲膠脫硫液循環(huán)量為1 300~1 400 m3/h,如果采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)需要2臺(tái)功率710 kW、流量650 m3/h、揚(yáng)程260 m多級(jí)泵。由于汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)已非常成熟,生產(chǎn)汽輪機(jī)的企業(yè)較多,技術(shù)上不存在問(wèn)題,為此,可選擇大流量、高揚(yáng)程、高轉(zhuǎn)速的泵,最終選定了ASD250- 450R型泵(2#變脫泵)。該泵設(shè)計(jì)為整體不銹鋼,其流量為1 300 m3/h、揚(yáng)程260 m、轉(zhuǎn)速2 980 r/min,單級(jí)不銹鋼葉輪,機(jī)封選用博格曼集裝式機(jī)封。汽輪機(jī)選用B1.5- 3.53/0.7型背壓汽輪機(jī),其轉(zhuǎn)速3 000 r/min。功率1 400 kW,3.43 MPa、435 ℃動(dòng)力蒸汽來(lái)自鍋爐,汽輪機(jī)做功后產(chǎn)生的0.6 MPa 背壓蒸汽再利用,汽輪機(jī)與變脫泵實(shí)現(xiàn)了直連結(jié)構(gòu),減少了變速的麻煩和投資。目前,采用2#變脫泵供2套變脫裝置脫硫,停運(yùn)了1#和3#變脫泵。2014年3月投入運(yùn)行,將泵兩端軸瓦的潤(rùn)滑方式改為強(qiáng)制潤(rùn)滑,運(yùn)行2年非常穩(wěn)定,節(jié)能效果明顯,噸氨電耗下降20 kW左右。

        2.2新技術(shù)應(yīng)用二

        變脫塔內(nèi)1.9 MPa富液經(jīng)減壓至0.55 MPa閃蒸槽,2套變脫裝置富液流量達(dá)1 300 m3/h,傳統(tǒng)做法是直接減壓或?qū)⒉顗耗芰炕厥蛰o助驅(qū)動(dòng)變脫泵電機(jī)做功,由于采用了汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)變脫泵,傳統(tǒng)方法不可取。湖北三寧公司與蘭州西禹泵業(yè)合作開(kāi)發(fā)大流量水力透平泵回收差壓能,該透平泵設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下:型號(hào)XWT1200- 13,設(shè)計(jì)點(diǎn)流量1 200 m3/h,揚(yáng)程130 m,轉(zhuǎn)速2 980 r/min以上。該渦輪機(jī)殼體采用不銹鋼鑄造,單獨(dú)開(kāi)發(fā)模具生產(chǎn),經(jīng)試車各項(xiàng)參數(shù)均滿足性能要求。后選擇輔助拖動(dòng)1臺(tái)315 kW除氧給水泵電機(jī),用離合器進(jìn)行連接,2014年3月投入運(yùn)行,由于實(shí)際運(yùn)行壓力低于設(shè)計(jì)壓力,且管道壓降的影響,實(shí)際壓差僅1.1 MPa,回收功率200 kW以上。

        2.3新技術(shù)應(yīng)用三

        變脫裝置設(shè)計(jì)時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)不需要硫泡沫處理裝置和配制堿液裝置,與半脫共用配套裝置,新鮮堿液、催化劑由半脫裝置補(bǔ)入變脫裝置,硫泡沫由變脫裝置送往半脫裝置處理。此設(shè)計(jì)初衷是改善變脫裝置現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,但在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn),直接補(bǔ)充半脫裝置堿液至變脫裝置,不僅可調(diào)節(jié)變脫堿液成分,而且可大大降低工藝消耗,為此,變脫裝置不專門配制堿液和催化劑,變脫硫泡沫去半脫裝置,半脫堿液返回變脫裝置,可實(shí)現(xiàn)堿液系統(tǒng)平衡。實(shí)踐證明,通過(guò)半脫裝置與變脫裝置的聯(lián)動(dòng),變脫裝置的栲膠、釩、純堿等物質(zhì)消耗可忽略不計(jì),半脫裝置的工藝消耗沒(méi)有明顯增加,生產(chǎn)工藝也未受影響,變脫裝置脫硫效率能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,再生狀況良好。半脫、變脫裝置工藝參數(shù)如表2所示。

        表2 半脫、變脫裝置工藝參數(shù)

        2.4新技術(shù)應(yīng)用四

        在變脫裝置氣體出口設(shè)計(jì)冷卻器,用于降低PSA脫碳裝置進(jìn)口氣體溫度,達(dá)到降低氣體中飽和水分和提高脫碳吸附劑吸附效率的作用。選用雙良公司蒸汽雙效型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組來(lái)冷卻工藝氣體,將PSA脫碳裝置進(jìn)口氣體溫度由原先的30~40 ℃降至15~20 ℃,脫碳吸附劑效果明顯提高,特別是夏季,脫碳?xì)怏w損失減小。

        3 結(jié)語(yǔ)

        此次變換氣脫硫裝置改造的設(shè)計(jì)和運(yùn)行均達(dá)到預(yù)想效果,大膽采用行業(yè)新技術(shù),大膽創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì),對(duì)變脫裝置的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了一次革新,真正實(shí)現(xiàn)了最大限度降低電力和工藝消耗,節(jié)約了生產(chǎn)成本,取得滿意的結(jié)果。

        2016- 04- 07)

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