大型合成氨裝置的環(huán)保技術(shù)

                                    大型合成氨裝置的環(huán)保技術(shù)
                                       陳濤  王雪琴  劉慧杰
                       中原大化集團(tuán)合成氨河南濮陽市  457004
    摘要：介紹合成氨裝置在氨和氫回收、冷凝液的中壓汽提、堿液回收過程中,其環(huán)保設(shè)施及其運(yùn)行情況,對出現(xiàn)的問題先后通過技術(shù)改造給于解決,并提出還需整改之處。
    關(guān)鍵詞：合成氨裝置  環(huán)保  改造
    中圖分類號：TQ113.25    文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
    一、裝置的環(huán)保技術(shù)
    1.氨、氫回收
    在合成氨合成回路中,為了避免大量惰性氣體的積累,需要排出大量的弛放氣。早期的合成裝置是以火炬燃燒的方式處理,既浪費(fèi)了能源,又污染了環(huán)境,后又引入一段爐作燃料燒掉。公司合成氨裝置則是回收弛放氣中的氨和氫后,再送一段爐作燃料用,每天可回收成品氨26t、純氫氣14.85km3,既有效利用能源,提高合成氨產(chǎn)量,又降低了環(huán)境污染。目前這兩套裝置除換熱器10E001、冷箱11E001故障率稍高外,運(yùn)行比較正常。
    2.脫碳工藝?yán)淠旱闹袎浩?br />     早期建設(shè)的大型氨廠中,脫碳系統(tǒng)中大量工藝?yán)淠壕偷嘏欧?后來開發(fā)了低壓汽提法處理,汽提蒸汽排入大氣,回收部分脫鹽水。這兩種處理方法都導(dǎo)致冷凝液中溶解的甲醇、氨等有害物質(zhì)直接進(jìn)入周圍環(huán)境,造成嚴(yán)重污染。公司則采用中壓汽提裝置,把冷凝液送入汽提塔,通入中壓蒸汽,將有害物質(zhì)汽提出來,連同蒸汽一并送入一段爐作轉(zhuǎn)化用蒸汽,重新回到工藝系統(tǒng),避免了因排放造成的環(huán)境污染。同時這些有害物質(zhì)每天又可增加氨產(chǎn)量近2t,達(dá)到了變廢為寶的效果。這套裝置目前運(yùn)行狀況良好,國內(nèi)不少早期建設(shè)的氨廠,可以此為借鑒,進(jìn)行技術(shù)改造。
    3.堿液回收
    脫碳系統(tǒng)的堿液排放點(diǎn)較多,開停車、設(shè)備檢修期間排放較多,為此設(shè)計(jì)了地下管道,對殘鉀堿液重新回收利用,避免了環(huán)境污染。
    二、技術(shù)改造
    1.環(huán)保設(shè)施故障處理
    氨、氫回收裝置在運(yùn)行過程中,出現(xiàn)了一些問題,主要有:①冷箱11E001換熱管泄漏,造成高、低壓側(cè)串氣,嚴(yán)重時無法運(yùn)行。主要原因有:設(shè)備制造過程中有部分管子受到損傷;操作程序進(jìn)行較快,解凍不徹底或帶氨、水,形成的冰團(tuán)對管子彎曲部位造成沖擊。經(jīng)過檢修和改善操作后,問題得到緩解。②氨汽提塔10C002汽提效果不好,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),填料壓盤沒有安裝,造成填料上吹到液體分布器上面,致使液體嚴(yán)重偏流,為此設(shè)計(jì)制作了一套三層填料壓蓋,使用后基本解決了這個問題。③換熱器10E001不斷出現(xiàn)內(nèi)漏和外漏現(xiàn)象,檢修中將封頭的鋁質(zhì)密封墊片改為不銹鋼纏繞墊片,同時在開停車的工程中加強(qiáng)工藝紀(jì)律管理避免出現(xiàn)單側(cè)受壓的情況,已很少再出現(xiàn)泄漏。
    脫碳工藝?yán)淠旱闹袎浩嵫b置在運(yùn)行期間,換熱器05E011封頭經(jīng)常出現(xiàn)泄漏,該密封墊片材料原為橡膠石棉板,更換成鋼包石棉墊片后,基本遏制了頻繁泄漏的現(xiàn)象。
    2.蒸汽放空增加消音器
    在五大機(jī)組的開車過程中,總要伴隨暖機(jī)蒸汽放空,另外還有對流段盤管038002E03的保護(hù)蒸汽放空,這些中、高壓蒸汽放空,均能帶來刺耳的噪聲,既影響職工的身心健康,又?jǐn)_民。在蒸汽排放口設(shè)置放空消音器,徹底解決了這些噪聲的污染。
    3.冷凝液的回收
    CO2冷凝液(約2t/h)除含有二氧化碳外,在開停車時可能含有甲醇、甲醛、氨等雜質(zhì),由于副產(chǎn)物嚴(yán)重超標(biāo),無法回收利用,只有就地排放,造成資源浪費(fèi),污染環(huán)境。新加環(huán)保設(shè)備CO2汽提塔,利用排污收集罐產(chǎn)生的飽和低壓蒸汽(0.5t/h),對從汽提塔頂部進(jìn)入的CO2冷凝液進(jìn)行汽提,將冷凝液中的甲醇、甲醛和氨等物質(zhì)解析出來,處理后的冷凝液經(jīng)離子交換后作鍋爐給水或轉(zhuǎn)化爐水夾套的冷卻用水。該項(xiàng)目充分利用了放空低壓蒸汽這一能源,將不能回收的冷凝液變廢為寶。
    工藝?yán)淠浩崴谠_停車過程中,要么開車產(chǎn)生工藝?yán)淠簳r汽提塔尚未串入系統(tǒng),要么停車時提前切出汽提塔,這都會造成工藝?yán)淠篊OD超標(biāo)無法回收,冷凝液只有就地導(dǎo)淋排放。經(jīng)過對操作方法的改進(jìn),開車時汽提塔先通入少量中壓蒸汽,使有工藝?yán)淠寒a(chǎn)生時立即處于汽提條件下。停車時在保證汽提塔有液位的前提下,盡可能的保證所有的工藝?yán)淠浩岷细窈笤偻Ｆ崴?。這樣既減少了就地排放,杜絕環(huán)境污染,又節(jié)約水資源,降低了企業(yè)成本。
    4.殘液、氣回收
    在合成回路,有少量含氨冷凝液,因氨含量不大,排量又小,設(shè)計(jì)為就地排放,再加上冷凍回路出現(xiàn)異常進(jìn)油后,也要排油,進(jìn)而攜帶部分氨進(jìn)入環(huán)境。這兩種排放都會造成較嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,利用兩臺閑置貯罐,將這兩部分液體收集起來銷售,不但避免了環(huán)境污染,還為公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)效益。此后,還將其他污染環(huán)境、又可回收的含氨殘液、氣引入這兩個貯罐回收,進(jìn)一步降低了環(huán)境污染。
    裝置中有較多用油點(diǎn),對正常和非正常報(bào)廢的油品都及時進(jìn)行了回收,避免就地排放,污染環(huán)境。大機(jī)組用油點(diǎn)集中,便于管理,針對小機(jī)泵用油點(diǎn)分散的特點(diǎn),定點(diǎn)設(shè)置了廢油桶,較好地保證了廢油的回收。
    三、存在問題及解決方向
    1.煙氣排放中NOX較多
    只要是利用空氣進(jìn)行的燃燒,都不可避免地產(chǎn)生NOX,尤其是像合成氨裝置的燃?xì)廨啓C(jī)和一段爐,燃燒用空氣的溫度比較高,NOX的含量就更高,而且是直接排入大氣,環(huán)境污染比較嚴(yán)重。近年國內(nèi)外對如何消除或減輕這種污染做了大量研究工作,比如開發(fā)出了低NOX燒嘴、燃料分級燃燒技術(shù)等。
    2.消除跑冒滴漏
    隨著無泄漏工廠的達(dá)標(biāo),跑冒滴漏現(xiàn)象得到較好地控制,但由于技術(shù)的原因,仍然存在不少問題,比如設(shè)備、管道等密封面出現(xiàn)的異常泄漏,必須通過技術(shù)手段予以解決。部分排放點(diǎn)、取樣點(diǎn)因頻繁啟動,造成閥門內(nèi)漏的現(xiàn)象也比較多。應(yīng)盡量縮短排放時間,以延長閥門的使用壽命,如果工藝要求排放時間較長的,要將排放物收集起來,比如含氨冷凝液或氣體,均可排人固定貯罐。
    3.短期排放問題
    在裝置停、開車的過程中,以及生產(chǎn)運(yùn)行出現(xiàn)問題的情況下,都存在一個短期排放的問題,如冷凍回路的排油,從操作上講,有些排放不可避免,有些排放能提高裝置的運(yùn)行效率,但排放前要做好收集的準(zhǔn)備工作,杜絕直接排入環(huán)境中的做法。
    此外,建立健全各種規(guī)章制度,是搞好環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)。要堅(jiān)持不懈地去貫徹落實(shí)這些制度,同時還要建立監(jiān)督、獎懲機(jī)制,把這些制度落到實(shí)處,只有這樣才能搞好環(huán)保工作。
    作者通聯(lián)：中原大化集團(tuán)合成氨河南濮陽市457004
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