(晋煤天源化工有限公司, 山西 高平048400)
[中图分类号] TQ 113.2 [文献标志码]B [文章编号] 1004-9932(2014)03-0032-03
我公司2套合成氨系统产生的弛放气总气量为13 000~15 000 m3/h,其组分如下:H2 64.14%,CH4 7.59%,N2 21.27%,Ar 3.39%,NH3 3.60%。为回收资源,提高能源利用率,降低生产成本,公司采用1套膜分离氢回收装置分离回收弛放气中的氢气。该装置于2006年7月投入运行,设计处理气量15 680 m3/h,投产之初取得了良好的经济效益和环境效益。
1 工艺流程
膜分离氢回收系统由弛放气预处理和膜分离回收两部分组成。
(1)弛放气预处理:将2套合成氨系统产生的弛放气合并,将其压力由12.0~13.9 MPa降至11.5~13.0 MPa后进入洗氨塔用脱盐水洗涤除氨,然后通过气液分离器消除雾沫夹带的水分,再经双套管加热器加热至50 ℃。
(2)膜分离回收氢:经预处理的弛放气进入并联的4根DN200、H=3 740 mm的膜分离器,通过膜分离器分离得到的渗透气(H2)分别进入合成气压缩机低压缸入口,而非渗透气(烃类大分子)则合并减压后进入燃料气管网燃烧处理。
2 运行中出现的问题及原因分析
2.1 出现的问题
由于膜分离氢回收装置长时间运行,氢回收能力逐渐衰减,至2010年8月H2回收率降至74.3%。2010年4—8月膜分离氢回收装置运行数据见表1。
表1数据显示:原料气流量略低于设计值,操作压力维持在11.50~12.20 MPa,低于设计压力;渗透气H2含量基本达标,但H2回收率远低于设计值(90%),并呈现微弱的逐步下降趋势;非渗透气的H2含量远超设计值,并呈现微弱的逐步上升趋势,最高值达到29.91%。膜分离氢回收装置回收氢能力的下降造成了有用资源的巨大浪费。
2.2 原因分析
(1) 分离膜老化
分离膜是内径为0.1~0.25 mm的聚酰亚胺中空纤维薄膜管,该管是一种多空聚合物,具有良好的气体选择
性。由于多空结构的管道孔径很小……
更多内容请见《中氮肥》2014年第3期