兖矿鲁南化工有限公司以煤为原料、共有4台气化炉生产尿素50万t/a、甲醇20万t/a、醋酐10万t/a。生产系统经过不断地优化、改造,装置能力不断提升,系统产生的尾气量也有所增大,但由于这些尾气没有合适的回收利用方法,只有并入火炬系统燃烧、放空,造成了系统资源的浪费。结合公司实际,确定了尾气回收的方案。
尾气统计
(1) 净化Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ的脱碳高压闪蒸气设计为通过压缩机提压后回系统再利用。随着合成氨及甲醇系统产能的提升,脱碳闪蒸气量增大,由于压缩机打气量有限,为了控制闪蒸槽运行压力,部分闪蒸气不得不放空,放空总量在6000 m3/h左右。
(2)甲醇膨胀气因压力低(0.4 MPa)、气量少,无法回收至系统(5.0 MPa)使用,放空量为150~300 m3/h。
(3) 醋酐低压CO气压力低(0.18 MPa),无法回收利用,经吸收塔后直接送火炬系统燃烧放空,放空量为1000 m3/h左右。
改造方案
将尾气送至热电一车间1#吹风气锅炉(利旧)进行焚烧,产3.8 MPa蒸汽供生产系统使用。
具体方案为:将甲醇一车间净化Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的脱碳闪蒸气及甲醇膨胀气通过1条主管送入1#吹风气锅炉燃气主管;将醋酐车间低压CO气通过利旧管线送入1#吹风气锅炉燃气主管。2个车间的尾气经过2条管线送入锅炉,既可以同时送气,也可以分别送气,在操作上有一定的灵活性。
弛放气来自弛放气总管,流量100~300 m3/h,起长明火和助燃作用,经气动调节阀进入气水分离器(兼有安全水封作用),将其中水分离后,分2路进入弛放气助燃器,与第一空气预热器来的空气混合,并在燃烧炉上部燃烧。
方案实施
净化闪蒸气利用原净化Ⅰ去煤炼油变换气联通管线,3个净化的尾气就近配管至该利旧管线,利旧管道在燃料煤场原料控制室上补管廊处断开,配管至1#锅炉入口总管处;醋酐尾气利用醋酐至电除尘东管廊闲置DN80管道,该管道与利旧管线连接,引至锅炉房前,从锅炉房前再重新配管至1#锅炉。以上配管材料全部利旧。
入锅炉前尾气管线各增加1只止回阀和1只阻火器;燃烧炉、二空方箱、省煤器顶部及侧墙的耐火材料修复;省煤器、过热器、烟囱恢复45 m检查修复;修复或恢复吹风气锅炉仪表测量点共计52个;更换现场腐蚀严重的仪表穿线管100 m,重新配置仪表保温管;对防爆挠性管进行更换;现场到控制室4根电缆重新敷设(其中有2根补偿导线)。
尾气回收改造项目总费用91万元,改造后投运以来,运行稳定,蒸汽产量15 t/h。在72 h考核期间,气化4炉运行,合成Ⅱ双机,合成Ⅲ四机运行,合成Ⅳ运行稳定,尿素两大两小机运行,醋酐运行稳定。氨醇日产能2400~2600 t,尿素日产能1780~1800 t,醋酐日产能190~200 t。
72 h考核数据显示,尾气回收项目蒸汽产量15.1 t/h,锅炉给水15.4 t/h,弛放气量166.3 m3/h,每小时电机耗电298 kW·h。按非化肥用电0.7元/ kW·h 、锅炉给水5.2元/m3、 蒸汽120元/t、年运行300 d计算,年综合经济效益为1095万元。