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        山東飛達化工科技有限公司合成氨、尿素、甲醇系統的綜合改造

        前 言

        山東飛達化工科技有限公司目前具有年產合成氨10萬噸、甲醇2萬噸、尿素15萬噸、碳酸氫銨2萬噸、濃硝酸3萬噸、復合肥2萬噸、橡膠防老劑系列產品3000噸、食品級二氧化碳2萬噸、氫氣320萬立方米、人造紅寶石80噸的生產能力。

        2006年年初,公司根據市場形勢和企業實際現狀,提出了工作目標的三大戰略轉移,其中首要的一條即是投資重點由新產品開發和項目建設向現有裝置的優化升級,通過綜合節能技術改造、降低生產成本,努力創建資源節約型和環境友好型企業方面轉型。圍繞這一目標,公司上下統一認識,雷厲風行,迅速制定措施,針對制約生產的薄弱環節快捷高效地進行了相應技術改造,成效顯著。

        1、原生產裝置存在的問題

        原生產裝置由于設備陳舊、工藝落后,存在生產不穩、產量低、原料煤耗高、電耗高、蒸汽耗高、環境差等問題。歸納起來主要有以下幾個方面:

        (1)造氣系統設備和工藝配置不合理、儀表檢測自動化控制水平落后、吹風氣回收裝置效率低且運行不穩定,造成系統阻力大、發氣量小、原料煤耗和蒸汽消耗居高不下。

        (2)兩套φ3500mm的脫硫系統吸收和再生設備不匹配,兩套再生系統分別是4萬噸和12萬噸的生產能力,存在大馬拉小車、電耗高、易偏流、脫硫效率低、氣體凈化度差的問題。

        (3)兩套碳丙脫碳系統由于其中一套已運行10年,常解再生塔的常解段和真解段以及閃蒸槽淋降板、脫碳塔氣液體分布器損壞嚴重,造成動力消耗增加、凈化度降低。并且兩套系統沒有能量回收裝置和碳丙液精密過濾裝置,造成電耗高運行周期短。閃蒸氣和富裕CO2沒有得到綜合利用。

        (4)兩套甲醇系統由于其中一套水冷器的換熱面積和醇分離器都偏小,氣體帶醇嚴重,造成甲醇損失,同時破壞銅洗崗位銅液組份,影響生產。

        (5)φ1000mm銅洗系統在夏季生產時由于合成循環水水溫高、氨冷負荷重、冰機無備機,存在電耗高、銅洗微量經常超標的現象。再生氣和余熱沒有得到有效利用。

        (6)合成系統在夏季生產時冰機負荷重出現超電流現象,入口氣氨壓力0.45MPa、出口1.60Mpa,并經常出現超壓現象。馳放氣和放空氣也沒有得到綜合利用。

        (7)合成、尿素兩循環水系統水質差、排污量大,影響環保。

        (8)脫鹽水系統采用陰陽樹脂交換,無預處理設備,存在酸堿消耗高、排放量大、水質差、環境污染等問題。

        (9)尿素生產過程中的解吸廢液沒有經過深度處理和回用,造成能源浪費和環境污染。

        (10)合成氨生產中的放空氣和其它廢氣沒有回收利用。

        2、裝置優化和綜合節能技術改造的主要內容

        由于公司位于淮河流域和南水北調的核心區域,環保的要求非常嚴格,所以,這次技改的原則:一是要在資源節約和綜合利用、清潔生產方面有所突破。二是節能降耗方面要達到國內同行業較好水平。為了確保這次改造達到預期的效果,我們經過反復的咨詢、論證、考查,采用了國內比較成熟、先進的新技術、新工藝、新設備、新材料。從2006年初開始準備并逐項實施,到11月時大修全部投入運行。投資1700余萬元,達到了預期的效果。

        (1)造氣系統改造 將8臺φ2600mm造氣爐全部更換為φ2600/φ2800mm錐型爐,除塵器改為內襯鑄鐵、防磨、旋風式,上下行煤氣管道由φ600mm擴為φ700mm,單爐吹風氣回收管道由φ600mm擴為φ800mm;采用4爐1鍋1塔流程,配套兩臺D600風機,兩臺900m2帶蒸過熱器的聯合廢熱鍋爐,兩臺φ2800mm洗氣塔,煤氣總管由φ700mm擴為φ1000mm;新上湖南儀峰生產的DCS自動尋優一套,使造氣的儀表監測上了一個臺階;新上3.2YTG圓彈性振動篩一套,提高了煤加工質量和塊煤利用率,保證了入爐煤品質,同時也減輕了員工勞動強度、改善了操作環境;對油壓控制系統進行了改造,通過改造閥站和油缸,調整蓄能器,更新部分油壓閥及部分油管,進一步穩定油壓,提高油壓閥門開關速度和安全性。

        (2)吹風氣回收系統的改造 公司原有兩套吹風氣回收裝置,一套為φ3400mm燃燒爐,一套為φ5000mm燃燒爐,由于原設計和安裝存在缺陷,燃燒爐頂和煙道經常燒壞,蒸汽過熱器使用壽命平均不足半年,為提高吹風氣回收裝置的運行周期,減少蒸汽消耗,公司技術人員大膽革新,將兩套裝置改造成一套;利用舊設備制作了一臺φ5000×11000mm的燃盡爐,串在φ5000mm燃燒爐后,新上15噸、2.5Mpa余熱鍋爐一臺,后接蒸汽過熱器和原來的兩臺10噸低壓余熱鍋爐,軟水預熱器和空氣預熱器適當加大換熱面積。改造完成后能回收8-12臺造氣爐的吹風氣,排煙溫度由過去的320℃降為140℃,吹風阻力和蒸汽品質得以保障,效益顯著。

        (3)新增5000m3氣柜 投資280萬元新建5000m3氣柜一座,投入運行后有效增加了氣柜儲量,操作彈性增加。

        (4)脫硫系統改造 將兩臺φ3500mm的脫硫塔并聯后共用一套再生和冷卻系統,降低阻力和電耗:新上900m2石墨列管換熱器,用18℃的地下水降低壓縮一入煤氣溫度,提高壓縮機打氣量,同時提高地下水的溫度滿足反滲透的工藝要求;利用變換崗位退下來的主熱交換器改制成脫硫液冷卻器,降低入脫硫塔的脫硫液溫度,提高吸收效率;新上KSDL中空分散玻璃鋼冷卻塔和高效過濾器,形成獨立完善的脫硫循環冷卻水系統,提高了煤氣的凈化度、延長壓縮機的運行周期。

        (5)脫碳系統改造 將φ2600mm脫碳塔的氣、液體分布器分別改造成管式和槽盤式;將φ3400/φ4200mm常解再生塔的常解段和真解段由淋降板式改為填料式,氣提由鼓風改為引風;增加渦輪機能量回收和碳丙液高效過濾器;利用變壓吸附裝置回收閃蒸氣中的CO2生產20000t/a食品級CO2,回收完CO2的成品氣送往碳化崗位生產碳酸氫銨,尾氣送壓縮一入回收。

        (6)甲醇系統放造 將其中一套φ800mm甲醇系統擴大冷排換熱面積,油分和醇分更換為超濾聚結式內件。

        (7)銅洗系統改造 新上100萬大卡溴化鋰制冷機組、300m2石墨列管換熱器、400t/h中空水分散冷卻塔、利用閑置設備改造了一臺170 m2的冷卻器,利用尿素系統一吸冷卻器的熱脫鹽水制取10℃的低溫水,冷卻水冷后的銅液和合成冷排的循環冷卻水,減輕氨冷和冰機的負荷,降低電耗;利用尿素系統的蒸汽冷凝液在銅洗上加熱器中加熱銅液,降低蒸汽消耗。

        (8)合成、冷凍系統改造 新上高效等壓吸氨塔和銅洗再生氣氨回收塔,回收合成放空氣、弛放氣中的氨制備20%的工業純氨水外銷,回收銅洗再生氣中的氨制備氨水供碳化生產碳酸氫銨;新上變壓吸附提氫裝置,凈氨以后的合成放空氣和弛放氣經變壓吸附提取99.9%的氫氣,送往人造寶石生產裝置燒結紅寶石,尾氣回收至廢氣柜,供吹風氣回收裝置生產蒸汽;冷凍工段新上兩臺2500Kw蒸發式冷凝器,減輕了尿素循環水的負荷,冰機節電效果顯著。

        (9)合成、尿素兩循環冷卻水系統改造 利用閑置的舊設備設計改制了兩臺高效澄清器,將造氣爐夾套、聯合廢鍋、蒸氣緩沖罐、余熱鍋爐、變換飽和熱水塔等裝置的排污水澄清后作為兩循環水的補水;利用閑置的舊設備設計改制了四臺高效過濾器,新上兩格澄清池,過濾循環水保證水質達到提濃減排防止腐蝕和結垢的目的;反洗水經澄清后去廢水終端處理站。

        (10)廢水源頭治理改造 新上80t/h“反滲透”脫鹽水項目,淘汰掉即落后又帶來環境污染的軟水和淺除鹽工藝,“反滲透”排出的濃水用于生產和生活區沖洗廁所和景觀用水;新上15t/h尿素解析廢液深度水解裝置,尿素工藝冷凝液經處理后NH3-N含量3-5ppm、Ur含量3-5ppm。處理后的廢液再經除鐵、除氧后送往造氣爐夾套氣包產生蒸氣;將脫硫循環水的置換水導入造氣循環水中,經平流沉淀和微渦流澄清后,每小時引出5t高濃度的廢水去廢水終端處理站。

        (11)廢水終端治理改造 按照魯環發[2006]84號文《關于貫徹實施“山東省南水北調沿線水污染綜合排放標準”的通知》的要求,外排廢水中的NH3-N含量不超過15mg/l,COD含量不超過100mg/l,原終端污水處理設施無法達到該指標,我們經過反復考查論證最終確定采用徐州水處理研究所開發的改良A/O工藝。該技術有以下幾個特點:①進水按水質分類,清污分流。普通污水不通過預處理直接進入主處理工藝,高濃度污水則通過預處理再進入,從而減輕預處理設施的負荷,達到減小投資、節省運行費用的目的。②一級生化處理采用A/O工藝,但反應池采用改良SBR工藝,省去二沉池減少投資及占地。③采用短程硝化技術,減少了處理成本,反應池可減少20%的容積,造價低。

        3、結語

        投資重點轉移是公司一大戰略決策,相應項目的實施使公司現有生產裝置進一步得到優化升級,合成氨的綜合能耗、電耗、原料煤耗、蒸汽耗以及尿素和甲醇的消耗都有了明顯的下降。在資源綜合利用、發展循環經濟方面也走出了一條新的道路,為創建資源節約型和環境友好型企業打下了堅實基礎。下一步,公司將繼續按照:節能降耗,資源綜合利用,發展循環經濟,建設資源節約型和環境友好型企業的道路走下去。通過努力,在能耗和環境保護方面達到同行業國內先進水平。

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