二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素的節(jié)能降耗分析

二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素的節(jié)能降耗分析

Summary：現(xiàn)階段，在二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素過程中對(duì)尿素生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行更新和優(yōu)化可以在極大程度上提高節(jié)能降耗水平。在尿素生產(chǎn)過程中二氧化碳汽提法屬于比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，也是現(xiàn)代煤化工企業(yè)在尿素生產(chǎn)過程中比較常用的生產(chǎn)系統(tǒng)。為了提高二氧化碳?xì)怏w工藝的生產(chǎn)效益，需要對(duì)二氧化碳汽提工藝的具體情況進(jìn)行分析，了解尿素生產(chǎn)的具體過程。并從不同角度出發(fā)提出科學(xué)有效的節(jié)能降耗措施，促進(jìn)煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。Keys：二氧化碳；汽提工藝；尿素生產(chǎn)；節(jié)能降耗前言二氧化碳汽提工業(yè)生產(chǎn)尿素裝置主要是從壓縮到氣提原料，包含高壓系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)以及蒸發(fā)系統(tǒng)、解析水解系統(tǒng)等。在具體的研究過程中，必須對(duì)生產(chǎn)尿素的整個(gè)流程進(jìn)行科學(xué)把握，才能夠利用合理的節(jié)能降耗措施提高二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素的整體效益。1二氧化碳汽提工藝簡(jiǎn)介在本企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中使用的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)是離心式二氧化碳?jí)嚎s機(jī)。二氧化碳?jí)嚎s機(jī)由透平KT120進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，包含兩缸四段，低壓缸以及高壓段主要利用齒輪箱完成增速，齒輪箱的增速比為1.39。在前兩段屬于同一個(gè)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸在同一個(gè)水平的上下剖分式缸體內(nèi)安裝，在二段出口設(shè)置有脫氫反應(yīng)器。后兩端也為同一根轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸主要安裝在筒形缸體內(nèi)。在兩個(gè)轉(zhuǎn)軸之間裝有增速器。不同段之間都設(shè)置有氣體冷卻器和液滴分離器。壓縮機(jī)主要有四段，出口溫度為117.5攝氏度，壓力為14.6MPa。在實(shí)際運(yùn)行過程中并不需要冷卻直接可以進(jìn)入合成系統(tǒng)的汽提塔，對(duì)提高生產(chǎn)效率有一定作用。2二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素流程在利用二氧化碳汽提工藝進(jìn)行尿素生產(chǎn)的過程中，其生產(chǎn)流程見圖1。圖1二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素流程需要從以下角度出發(fā)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行科學(xué)把握：2.1壓縮到氣提原料二氧化碳汽提主要是利用中低變工序促使一氧化碳和水蒸氣生成二氧化碳，之后原料氣可以進(jìn)入脫碳工序，二氧化碳在吸收塔中會(huì)被溶液吸收，而被吸收的溶液流到二氧化碳再生塔會(huì)被解析出二氧化碳，二氧化碳通過冷凝器進(jìn)行降溫后可以進(jìn)入分離器，分離器能夠分離出二氧化碳?xì)怏w中的水分以及溶液，最后將其流入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的入口分離器，進(jìn)入壓縮機(jī)。氨與二氧化碳在高壓甲銨冷凝器中會(huì)反應(yīng)生成甲銨。冷凝器的底部會(huì)分出銨液以及氨。之后反應(yīng)生成水與尿素。在這一生產(chǎn)過程中必須對(duì)物料進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止物料混合，確保物料有充足的混合時(shí)間。尿素在分配到氣體管時(shí)，在管壁處于緩慢下降的狀態(tài)，可以從氣體塔的下部進(jìn)入二氧化碳，而在管內(nèi)二氧化碳與尿素進(jìn)行接觸，最后加熱氣體。有一些氣體在高壓處理之后，如果仍然未冷凝會(huì)直接進(jìn)入高壓洗滌塔進(jìn)行回收，之后進(jìn)入吸收塔進(jìn)行再次回收[1]。2.2系統(tǒng)的循環(huán)過程在尿素－甲銨溶液進(jìn)行減壓處理后會(huì)進(jìn)入精餾塔，而氨以及二氧化碳在閃蒸后溫度隨之下降，尿素－甲銨溶液都會(huì)進(jìn)入循環(huán)加熱器。加熱后甲銨會(huì)進(jìn)一步分解，之后將溶液進(jìn)行分離處理。尿素經(jīng)過閃蒸后，氣體在精餾后被送入低壓甲銨的冷凝器中，可以對(duì)冷凝器中的液體進(jìn)行回收。冷卻水可以直接帶走熱量，并且冷卻水能夠循環(huán)利用。液體從底部排出后，通過升壓處理，可以送到高壓洗滌塔頂部[2]。2二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素的節(jié)能降耗措施2.1發(fā)揮電機(jī)變頻調(diào)速裝置的作用在二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素過程中，為了提高其節(jié)能降耗水平，可以對(duì)電機(jī)變頻調(diào)速裝置進(jìn)行有效應(yīng)用。特別是在高壓甲銨泵以及高壓液氨泵運(yùn)行過程中，對(duì)電機(jī)變頻調(diào)速裝置的有效應(yīng)用可以大大降低耗電量，提高節(jié)能效果。電機(jī)變頻調(diào)速裝置的合成壓力一般為14MPa，低于水溶液循環(huán)過程中尿素生產(chǎn)工藝的合成壓力，能夠降低二氧化碳?jí)嚎s機(jī)以及高壓甲銨泵、高壓液氨泵的電能消耗。2.2配置兩臺(tái)吸收塔在對(duì)吸收塔進(jìn)行設(shè)置時(shí)，可以將常壓吸收塔和低壓吸收塔進(jìn)行搭配應(yīng)用。在高壓洗滌器中，高壓系統(tǒng)的尾氣無法直接排放，需要利用0.4MPa吸收塔對(duì)氣體內(nèi)部的二氧化碳/氨氣等進(jìn)行有效吸收之后，工藝介質(zhì)可以進(jìn)入高壓吸收塔，再次對(duì)低壓氣體與常壓氣體中的二氧化碳和氨氣進(jìn)行吸收。在這一過程中可以大大節(jié)約原料消耗，并且對(duì)降低有害氣體的排放量也有積極作用，具有較強(qiáng)的節(jié)能環(huán)保效益[3]。2.3對(duì)壓縮機(jī)調(diào)速、防喘振控制系統(tǒng)進(jìn)行改造在二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素時(shí)，裝置運(yùn)行時(shí)的調(diào)速和防喘振控制系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)預(yù)留一定開度，而壓縮機(jī)的低壓缸內(nèi)循環(huán)量比較低，導(dǎo)致壓縮機(jī)的運(yùn)行能耗增加，并且會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的工作效率產(chǎn)生影響。因此，對(duì)其進(jìn)行改造升級(jí)，可以優(yōu)先選擇控制系統(tǒng)的服務(wù)商，能夠突破傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)速中存在的弊端，對(duì)提高調(diào)速的平穩(wěn)性和精準(zhǔn)性有重要幫助。防喘振裕度在合適范圍內(nèi)能夠大大降低二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的能量消耗。2.4對(duì)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)透平蒸汽噴嘴進(jìn)行改進(jìn)在尿素生產(chǎn)過程中需要對(duì)裝備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)全面把握，前期低壓蒸汽品質(zhì)差會(huì)影響二氧化碳?jí)嚎s機(jī)透平蒸汽噴嘴以及汽缸表面的完整性，導(dǎo)致這兩個(gè)部件很容易被腐蝕，影響其運(yùn)行效益。對(duì)噴嘴蒸汽噴進(jìn)行改造后，透平葉片內(nèi)部不能獲取平滑有序的蒸汽流程，會(huì)導(dǎo)致蒸汽消耗量增加，降低工作效率。相關(guān)人員可以對(duì)壓縮機(jī)透平蒸汽噴嘴進(jìn)行更換，能夠解決工作效率比較低的問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。結(jié)語(yǔ)總之，在二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素過程中對(duì)先進(jìn)科技進(jìn)行充分應(yīng)用，可以大大提高尿素生產(chǎn)效率。但是為了保證二氧化碳汽提工藝的節(jié)能環(huán)保效益，需要加強(qiáng)節(jié)能降耗措施的合理應(yīng)用。在未來的二氧化碳汽提工藝發(fā)展過程中，除了積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)之外，還需要考慮先進(jìn)技術(shù)與節(jié)能降耗之間的關(guān)系，對(duì)二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)要素進(jìn)行合理控制。在實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化的同時(shí)，提高二氧化碳汽提工藝生態(tài)環(huán)保效益，促進(jìn)煤化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。Reference：[1]張?jiān)聺?二氧化碳汽提工藝在尿素生