我首套12MPa高壓氫回收冷箱投用
氫回收負荷率比設計值提高10%, 節能效果顯著
中原大化合成裝置改造後的新冷箱(呂標倫)
近日從中原大化集團有限責任公司獲悉, 該公司與杭州福斯達深冷裝備股份有限公司合作, 採用國產高壓鋁製板翅式換熱器化工冷箱替代進口產品, 對合成氨裝置尾氣氫回收系統進行節能改造獲得成功.
據了解, 該高壓冷箱今年3月投入調試運行, 經過10個月的考核, 運行工況穩定;富氫氣產品產量和純度及甲烷, 氮, 氬的脫除效果均達到合同要求;氫回收負荷率比設計值提高了10%;具有換熱效率高, 能耗低, 結構緊湊, 佔地小, 操作靈活, 開啟時間短, 節能效果顯著等特點, 填補了這一領域的國內空白.
杭州福斯達公司副總經理, 技術總監牛玉振告訴記者, 高壓鋁製板翅式換熱器化工冷箱主要技術指標為: 進冷箱尾氣量為17600Nm3/h;燃料氣各組分含量為: Ar+O2﹥3.378%, CH4﹥15.38%, H2<18.9253% ;换热要求为: 尾气出口氮, 氩, 甲烷液化, 温度达-187℃;返流氢, 燃料气与尾气进口温差小于2℃;富氢量为12600Nm3/h, 富氢含氢量为89%, 从尾气中回收氢量大于96%;阻力要求尾气与返流氢阻力值小于0.2MPa.
冷箱改造現場冷箱改造現場
中原大化合成氨廠廠長王慶傑告訴記者, 氫回收冷箱裝置是合成氨整個系統中的重要節能裝置. 氨回收後氣體中含有大量的氫氣, 如果這種尾氣送去做燃料, 是很大的浪費. 為了實現合成氨系統中氫, 氮比的最佳值, 需要進行氫回收處理. 現存的氫回收單元冷箱引自國外, 已經運行20多年, 多次發生泄漏, 運行工況較差, 性能降低. 經過多次檢修, 冷箱仍無法滿足工藝設計和節能要求. 因此, 中原大化決定對冷箱進行升級改造.
中原大化化肥事業部總經理王建新告訴記者, 經過多方考察, 調研與論證, 中原大化公司確定與杭州福斯達公司, 無錫佳龍換熱器股份有限公司開展聯合攻關, 創造性地提出了採用高壓板翅式換熱器代替高壓伴管纏繞式換熱器的技術改造工藝流程方案.
牛玉振告訴記者, 高壓板翅式換熱器設計難點是翅片選擇, 板束結構設計, 兩相流分布設計, 材料選擇與集氣室設計. 冷箱的設計難點則是溫度的調控, 流程的組織, 換熱器, 分離設備的組織, 及氮, 氬, 甲烷的淨化, 管道連接的設計. 福斯達首次在國內設計, 製造了壓力達到12MPa的高壓板翅式換熱器化工冷箱, 且冷箱高度只有10米, 佔地9平方米.
牛玉振介紹說, 這次為中原大化冷箱升級改造的創新點在於用高壓板翅式換熱器替換掉高壓的伴管纏繞式換熱器, 高壓板翅式換熱器的熱力學計算, 強度計算, 結構設計等都是福斯達自主研發完成, 由無錫佳龍換熱器股份有限公司嚴格按福斯達的設計圖片製造. 根據整個流程的運行情況, 福斯達分析了原料氣中甲烷, 氬氣的性質, 改變節流閥後的壓力, 冷箱外進行壓力調節, 使整個系統能夠平穩運行, 且冷箱各項技術指標都優於設計值.
'新冷箱的替代性改造升級, 對我國其他合成氨裝置尾氣回收系統的節能改造, 具有重要的推廣與借鑒意義. ' 中原大化集團董事長張霖說.
