煤矿现代化 ２０１ １年第１期 总第１００期 氦冷器在净化系统的应用及改．逭 屈政 （兖矿集团鲁南化肥厂甲醇分厂，山东滕＇ｋｌ ｌ ２７７５００） 摘要本文主要阐述了ＮＨＤ法在脱除ＣＯ 中对氨冷器的使用、改造和改造后的运行 效果。 关键词ＮＨＤ；氨冷器；改造；效果 中图分类号：ＴＱ２２３．１２１ 文献标志码：Ｂ文章编号：１００９—０７９７（２０１ １）０１－００６５－０２ 兖矿鲁南化肥厂是以德士古水煤浆气化炉为源 压闪蒸槽，此时有大部分溶解的ＣＯ 解吸出来，高位 头，采用四喷嘴烧嘴，日耗煤量约１１５０ｔ。系统在满足 闪蒸液经液封后进入气提塔顶部。溶液经过气提塔 日产２２００ｔ尿素生产的要求下，可以再向甲醇系统提 后，溶解在其中的ＣＯ 被Ｎ 气提出来成为贫液。然后 供高达７００００Ｎｍ３／ｈ的脱硫气量，并同时做到使氨净 由脱碳贫液泵升压后经流量调节进入脱碳塔顶部进 化系统向甲醇系统提供约２２０００ Ｎｍ３／ｈ的氢气量，以 行循环使用。流程如下图所示： 增加甲醇产量。能成功的将甲醇年产能增加至１８万 ｔ。该甲醇净化过程依次经过ＣＯ部分变换，ＣＯＳ中温 水解，Ｈ，Ｓ、ＣＯＳ、ＣＯ，的ＮＨＤ（聚乙二醇二甲醚）法脱 除，ＣＯＳ的常温水解，Ｈ：Ｓ的精脱除，制得总硫含量小 于０．１５ｍｇ／ｍ 即０．１ｐｐｍ，（Ｈ２＋ＣＯ２）／（ＣＯ＋ＣＯ２）＝ ２．０５～２．１５的合格精制气送望甲醇合成工段。 ＮＨＤ溶液吸收ＣＯ 、Ｈ Ｓ等气体的过程具有典型 的物理吸收特征，即ＣＯ 、Ｈ Ｓ等气体在ＮＨＤ溶液中 的溶液度随压力升高而增大，随温度降低而增大。本 文主要阐述了ＮＨＤ法在脱除ＣＯ：中对氨冷器的使 用、改造和改造后的运行效果。经改造后，效果良好。 现将改造情况总结如下，供同行参考。 １改造前情况 图１流程图 １．１ 改造原因 进脱碳塔的贫液为一５ ，在塔内吸收ＣＯ 的过 为了提高产能，在加大本系统气量的同时脱碳系 程中，由于ＣＯ，的溶解热以及吸收气体的显热使溶 统的温度增高（具体温度见表１）溶液再生效果差，人 液温度升高。出塔底的富液温度达６￣Ｃ，经氨冷器被 甲醇合成塔的二氧化碳含量增加，这就必然要增加脱 冷至３．５℃，压力降至０．７±０．０５ＭＰａ后进入高压闪蒸 碳塔的贫液循环量，进而多增加电耗。当循环量增加 槽，部分溶解的ＣＯ 和大部分的Ｈ：、ＣＯ在此解吸出 约６０～８０Ｎｍ３／ｈ时，二氧化碳的指标还是经常出现超 来。从高压闪蒸槽底部出来的溶液然后进入高位低 标现象，从而影响产量并引起能耗等小号定额增加。 预热器的备用设备，在气化系统投入运行以前使用低 锅炉给水的温度和循环水的温度非常接近，能够满足 压蒸汽进行预热，在气化系统投入运行以后，再投人 二级、三级闪蒸汽冷却的需要。同时可以降低循环水 二级、三级闪蒸冷却器，同样根据气化系统热量回收 的循环量每小时１ ８００ｍ 。 情况适当降低低压蒸汽的消耗量。 （３）闪蒸汽换热器改用清洁的锅炉给水来冷却， ４改造后的经济效益 同时解决了原来用灰水冷却，经常造成换热器被灰水 中的灰渣堵塞的问题。有利用闪蒸系统的长周期稳 （１）锅炉给水温度比气化系统的灰水的温度要 定运行。 低，对于一级闪蒸冷却器而言，换热器冷热流体的的 作者简介 温度差加大了，换热器效率提高了，回收的热量更多 王伟（１９６９一）山东省滕州市人，大专，工程师， 了。 兖矿国宏化工有限责任公司。 （２）二级、三级闪蒸冷却器使用锅炉给水冷却后， （收稿日期：２０１０—１—４） ・６５・ 煤矿现代化 ２０１ １年第ｌ期 总第１００期 附ｍ ｍ ｍ ｍ 以现在的氨冷器（换热面积：… ｍ ３３１ｍ：）的处理能力已不 能满足生产需要。故为了降低脱碳溶液的温度，降低 ５ ３ ｌ ２ 消耗增加产能，我们把系统的氨冷器进行了更换。Ｏ ７ ２ ８ ９ 表１改造前月平均温度 ２００９年９月 １０月 ５ ３６ ８１１月 ｌ ｌ ３ ２ ９ １２月 ２ ２０１０年１月 ２月 ３月 ＿＿＿—～ ４．８ ４．９ ５ ４ １ ２ ２ ３．８ ３．９ ４ １ ２ ０ ５ １．２ １．１ １ ７ １．６ ５ ４ １ ２ ２４ ２．７ ３ ０ １ ８ ８ ２改造内容 ４ ２ ｌ １ ２ ５ ９ ０ ５ ｌ （１）利用原总厂硫回收净化部分没有使用的氨 冷器（换热面积：５０７ｍ ，设管层计为１．０ＭＰａ），本设备 利旧。 （２）氨冷器原来所使用的液氨为冰机提供，同时 增加另一路液氨，即合成ＩＶ氨合成的氨压机的液氨 也并入了系统。无论我们用那一路液氨，液氨的流程 都可以通过氨冷器的液位自调阀ＬＶ４１０３来调节液 位。具体流程如下： （３）主要原材料及设备。由于新上氨冷器管层的 设计压力只有１．０ＭＰａ，故将托碳净化的溶液流程进 行了改造，具体为：将新上氨冷器的安装位置放在脱 碳塔后，因脱碳塔的操作压力最高可达２．４ＭＰａ，我们 把新氨冷器放在了脱碳闪蒸槽的后面（脱碳闪蒸槽 的操作压力０．７±０．０５ＭＰａ）。进出氨冷器的ＮＨＤ富 液管我们也重新进行了配管。①管道弯头： ２１９× ７、２０＃、８０ｍ，弯头８个②槽钢１００×２０ｍ。 （４）投资估算。①、设备：利旧②管道及附件 ４．５万元③安装费用：１．５万总计：４．５＋１．５＝６万元。 图２改造前液氨流程图 ３改造后情况 进脱碳塔的贫液为一５℃，在塔内吸收ＣＯ 后从脱 碳塔塔底（温度达６ ），进入高压闪蒸槽，压力降至 ０．７±０．０５ＭＰａ，部分溶解的ＣＯ２和大部分的Ｈ 、ＣＯ ・６６・ 在此解吸出来。从高压闪蒸槽底部出来的溶液然后经 氨冷器被冷却进入高位低压闪蒸槽，此时有大部分溶 解的ＣＯ。解吸出来，高位闪蒸液经液封后进入气提塔 顶部。溶液经过气提塔后，溶解在其中的ＣＯ：被Ｎ 气 提出来成为贫液。然后由脱碳贫液泵升压后经流量调 节进入脱碳塔顶部进行循环使用。流程图３所示。 图３改造后流程图 ３．１改造后的效果 （１）新上氨冷器后脱碳溶液温度得到了降低（具 体温度见表２），从而可以降低脱碳循环量，即可降 一 一 一 一 一０ ４ ３ ４ ６０Ｎｍ３／ｈ的循环量，进而减低脱碳泵的电流。每小时 ３ ３ ６ ７ 节电１０５ｋＷｈ，以每度电０．５１元计，一年３３０天运行， 一０ 一４ 一３ 一４ 一 则可节省费用３３０×０．５１×２４×１０５＝４２．６ ５ ９４万元。 ３ ９ 表２改造后月平均温度 ●一 ０ 一 ５ 一 ３ 一 ５ 一 ８ ７ ５９月 １ １０月 ＴＩ４１０４ 一】．２ －２．２ －２．３ ＴＩ４１ｌ４ —０．１ 一一 一 一一２ ０ ５ ３ １．５ Ｏ 一１ １ ＴＩ４１１９ —４．５ ０ ８ ３ ７ ３４ －－５．５．５ ＴＩ４ｌ２０ －２ ９ —３．８ ３．９ ＴＩ４１３０ —４ ５ ５．４ －５．６ （２）入合成塔的二氧化碳指标得到了有效控制， 副反应减少，产能增加。避免了因精制气中二氧化碳 含量过高，增加甲醇放空量。提高了甲醇反应效率。 （３）改造后液氨管为两路，这两路气液氨管线不 能同时使用，也不能交叉使用，是两套系统但可以来 回切换。主要是：原来的一路液氨来自冰机，经换热后 的气氨返回冰机；增加的一路液氨来自氨压缩机，经 换热后的气氨返回氨压机。这两路液氨压力不一样， 冰机提供的液氨压力高于氨压机提供的液氨。 ４结束语 截至到本文成稿时，我甲醇净化系统的氨冷器改 造，已经安全稳定运行了８个多月，整体效果上看，基 本上解决了脱碳温度高、入合成塔二氧化碳指标高等 问题，其经验值得借鉴和推广。 （收稿日期：２０１１—１—４）