无动力氨回收技术应用总结

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无动力氨回收技术应用总结
论文摘要： 本文详细介绍了无动力氨回收技术工艺原理、流程。将该装置在小氮肥企业环保、污水治理方面的作用做了总结。 关键词：无动力  氨回收 一、前言 中油宁夏炼化公司化肥厂45kt/a合成氨无动力氨回收装置投入运行以来，氨回收效果明显，至今运行良好，以下就本装置在我厂的应用进行总结。 二、氨回收装置的必要性 中油宁夏炼化公司化肥厂是宁夏最早的氮肥企业，多年来，企业经过多次技术改造，生产规模由最初的5kt/a扩大到现在的45kt/a。随着生产规模的扩大和产品结构的调整，以及企业内部不断革新挖潜技术改造，使生产成本逐步降低，并取得了一定经济效益。随着生产规模的扩大，而合成两气氨回收依然延用传统等压回收吸收处理。在氨回收过程中，由于等压回收吸收效率差、产生稀氨水量大且处理困难，极易造成外排污水中氨氮超标污染环境。因此如何做好气体中氨的回收，提高氨利用率，降低外排污水氨氮含量以及减少周围环境污染，一直是化肥厂考虑的问题。化肥厂曾偿试采用蒸氨法进行回收氨，但终因回收成本太高，且不能彻底解决稀氨水残液处理问题，而未能实施。经过多方考察论证，探讨交流，化肥厂最终选择了山东郯城县华润化工节能技术有限公司HR型无动力氨回收技术。装置设计同时回收合成放空气、储槽弛放气、液氨在销售罐装槽车过程中减压排放的尾气。通过回收处理，以求彻底解决化肥厂氨气污染环境及外排污水氨氮超标问题。 三、工艺原理及特点 无动力氨回收技术是近两年来新发展的氨气回收工艺，该技术利用焦耳-汤姆森效应，采用节流膨胀原理来降低弛放气温度，同时利用弛放气压头，推动能量转换器对外作功，降低弛放气的焓值，从而降低弛放气的温度，最后在恒压状态下，弛放气被逐步冷却到-40℃以下，降低了氨在气相中的分压，使其液化，从而达到分离的目的。 该技术在分离气氨的过程中，根据不同企业实际情况，其流程又各有所不同。为补偿冷量不足，可增加小功率氨气压缩机，或引进其它可利用气源参与膨胀，提供冷量，以达到更好分离效果。该技术其优点是整个工艺过程，没有氨水的二次污染，分离效果好，运行成本很低，操作简单方便，安全稳定。 四、工艺流程及主要设备 （1）    工艺流程 由氨贮槽来的弛放气和合成放空气混合后温度约10～15℃，进入缓冲罐稳压后进入氨回收系统，经过第一特效换热器，与净氨后的低温气体(称净化气)冷热交换，回收冷量后，温度降到-10℃左右，进入第一气液分离器，分离出部分氨后，气体经高效除油装置除油后，进入第二冷、热交换器，气体进一步冷却，温度降到约-15℃，进入第二气液分离器，分离出绝大部分氨后，气体进入第三冷热交换器及第三分离器，进一步分离掉少量氨后，温度降到-20℃，气体最后进入第四冷热交换器及第四气液分离器，被膨胀机来的气体冷却，温度降到-40℃以下，分离掉残余的微量氨后，气体返回第三热交换器，交换冷量复热后，净化气去能量回收装置，及保护气系统，利用膨胀制冷原理，产生低温气体，膨胀后的低温净化气依次通过四、三、二、一冷热交换器，冷热交换后，出系统，去吹风气回收工段作为助燃气用。 一段分离器分离出的液氨节流返回第一冷热交换器，进行蒸发吸热，降低贮槽来的原料气的温度，气氨排出系统，二段分离器分离出的液氨节流返回第二热交换器，蒸发吸热后排出系统。三、四级分离器分离的少量液氨与二级分离器分离出的氨混合后，一并进入第二冷交换器，蒸发换热后排出系统。 （2）主要设备 设备名称 结构形式/mm 数量 1 缓冲罐 Φ1200×14×3500 1台 2 换热器 全焊式铝翅片 4台 3 分离器 超滤式 3只 4 除油器 旋风式 1只 5 能量转换器 风动轴承 2套 6 氨增压机 V型单作用 1台 五、主要工艺指标 序号 名称 指标 1234567891011121314 入装置弛放气压力转换器出口压力转换器轴承气压力冰机入口压力尾气压力中压转换器密封气压力低压密封气压力入装置弛放气温度转换器出口温度最终分离温度轴承气温度密封气温度转换器转速(暂定)中压转换器转速(暂定)低压 1.4～1.6Mpa（实际1.0～1.2）≤0.05Mpa0.7Mpa≤0.35Mpa≤0.05Mpa0.8Mpa0.3Mpa≤30℃-60±10℃-50±5℃20～50℃20～50℃≤110000转/分≤110000转/分 ｀ 六、装置运行效果 (1)装置氨回收效果： 氨回收工程竣工后，经过一周的试运行，装置运行较为平稳，对弛放气处理效果明显，经过标定，改造前后弛放气中氨回收率分别为22.54%和95.5%，处理效果见下表一： 表一： 改造前后气体分析对比表 项目 改造前 改造后 进口（%） 出口（%） 进口（%） 出口（%） 1 60.07 42.93 43.4 2.23 2 33.40 27.33 42.93 2.39 3 54.62 33.40 37.57 2.04 4 60.07 42.93 27.68 1.02 5 37.57 37.57 33.12 1.18 6 27.33 27.33 38.43 1.26 平均 45.51 35.25 37.18 1.68 回收率 22.54% 95.5% （2）对终端污水处理影响： 无动力氨回收装置稳定运行后，随着氨回收率的提高，氨回收补充到冰机系统的氨量日益增加，回收氨量可满足45kt/a铜洗工段自用氨需求，并大幅度减少外排污水氨氮含量，见表二： 表二： 污水氨氮变化表 数据摘录：2006年11月1日～12月20日 改造前 改造后（mg/l） 分析日期 氨氮含量（mg/l） 分析日期 氨氮含量（mg/l） 2006.11.1 1950.12 2006.12.1 406.86 2006.11.2 1865.94 2006.12.4 350.74 2006.11.3 2314.89 2006.12.5 331.33 2006.11.6 659.39 2006.12.6 347.15 2006.11.7 519.10 2006.12.7 412.00 2006.11.8 1220.58 2006.12.8 462.98 2006.11.13 1431.02 2006.12.11 420.89 2006.11.14 1038.19 2006.12.12 519.10 2006.11.15 1066.25 2006.12.13 462.98 2006.11.17 533.13 2006.12.14 389.72 2006.11.20 561.18 2006.12.15 491.04 平均 1084.49 平均 417.71 氨氮消减率 61.48% 上表可看出，氨回收对化肥厂污水氨氮消减率达61.48%，使污水中氨氮含量平均在500mg/l以下，降低了后续污水处理的技术难度。 七、装置运行要点 （1）稳定装置操作压力：本套氨回收系统设计运行压力为1.4～1.6Mpa，而实际操作压力为1.0～1.2Mpa。作为氨回收装置操作压力越高，对冷量的回收利用越充分，特别气相中平衡氨浓度越低，回收效果越好，因此尽量保证能量转换器正常运行压力≥1.0Mpa。 （2）进入装置气量保持稳定：稳定的气量是保证能量回收装置安全、平稳运行的关键，生产中尽量稳定操作，减少波动，调节幅度 （3）保证分离器液位：分离器液位高低、稳定，直接影响回收及分离效果，正常操作中将液位保持在1/2位置。 （4）液氨罐装充压应缓慢：由于一般液氨槽车容积较大，充氨罐装开始时压力较低，因此对氨回收系统造成压力大幅波动，影响膨胀机平稳运行，如果条件允许，可采取机械罐装。 八、经济环保效益 氨回收装置投运后每天直接回收液氨量在2吨多，每年可回收液氨667吨（按8000小时计），每吨液氨按市场价2000元计算， 每年创造经济效益133.4万元。 装置解决了氨气污染环境问题，大幅度降低了外排污水氨氮含量，减少了污水处理技术难度，降低了150万元污水处理费用。 九、结语     氨回收装置解决了化肥厂环境污染问题，使污水氨氮消减率达到61.48%，装置氨回收效率达到95.5%，每年创造经济效益约133万元，是一项较好的经济环保项目。

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