科技簡訊

科技簡訊

循環氣油分離器的結構改進

1 存在問題

循環氣油分離器中心管在使用3年之內連續3次分別在Φ76mm×4mm中心管絲扣處、根部、中間部位斷裂，被迫停車檢修，影響系統正常生產。

2 故障原因

由于2臺循環機同時運行時循環氣不可能完全同步，循環氣經分離器氣體分離盤進入外殼和內件之間的環隙，氣體由上而下沿螺旋板旋流運動，從底部進入旋風分離器。出旋風分離器的氣體由積液盤和內件的環隙進入絲網分離層，再由外向內通過剛性濾芯，在濾芯分布盤集氣室內匯集，由中心管導出分離器。循環氣的不同氣流沖擊力使內件中心管組件在Φ85mm的管內左右搖動或被卡死，結果在Φ76mm×4mm中心管薄壁處斷裂，甚至發生降液管碰撞外筒的內壁而斷裂，給維修帶來極大的不便。

3 改進方案及效果

(1)循環氣油分離器內件原設計結構將內件中的端蓋坐在外筒內壁的止扣上，再將壓緊環用M16mm×70mm螺釘緊壓于端蓋上面。壓緊環同樣懸空在內腔內，與分離器內件固定為一整體，這樣只是加大內件的質量，無法達到固定內件的目的。為此，改進了壓緊環的結構，首先將內件旋轉在內腔的環形止口內，并增設上、下限位，使其不受氣流變化而擺動。

(2)中心管組件改用Φ83mm×15mm管加工制作，最薄處可達11mm，有能力抗擊氣流產生的沖擊力。

4改進效果

通過以上改進，可視為將分離器固定在外筒的內腔內，能克服循環氣的強度變化，使環隙間隙恒定。

(陜西理想化工有限責任公司

陜西漢中723000曹愛萍)

膜噴射塔盤在爐氣洗滌塔中的應用

煅燒過程產生的爐氣進入旋風分離器將堿塵分離后，爐氣進入洗滌箱用冷凝液噴淋洗滌，再由頂部進入冷凝塔，降溫后的爐氣由洗滌塔下部進入與自上而下的軟水相遇，再次洗滌除去殘存的堿塵和氨，然后由風機抽出放空，洗滌液送至過濾系統用作洗滌水。

1 現狀及存在問題

(1)Φ2500mm煅燒爐爐氣洗滌塔原來為Φ1600mm填料塔，因為填料塔阻力相對較大，風機克服系統阻力后不能滿足濃氣低壓機進口微正壓的要求，不經回收而全部放空;而且由于洗滌塔系統阻力較大，造成煅燒爐出口氣體壓力呈微正壓。

(2)洗滌塔出口氣體中氨含量比較高(＞0.7mg/L)，為保證氨含量≤0.5mg/L的指標，軟水用量比較大，為10～12m3/h;而且因軟水用量的增加，造成氣相帶水量比較多，導致后工序分離負荷增大。

(3)洗滌液送至過濾系統用作洗滌水，由于軟水用量增大，過濾后洗水用量已不能全部消耗，多余部分送淡液蒸餾系統。由于用水量大、氨含量低，造成淡液蒸餾系統蒸汽消耗增加。

2 項目改造內容

(1)由于膜噴射塔盤具有通量大、分離效率高、操作彈性大、壓降低、抗堵塞以及適合于含固體顆粒物系的特點，為回收Φ2500mm煅燒爐爐氣，針對原洗滌塔填料塔阻力大的問題，將原塔中填料、分布器、柵板及填料壓圈全部拆除，更換為膜噴射低阻力塔盤，共設4層塔盤。

(2)調整原有洗滌水(軟水)進口。調整后，塔頂部為軟水進口，中部設置稀氨水進口，軟水仍經原軟水管從塔頂加至塔盤受液槽上。

(3)將絲網除沫器更換為旋流板除沫器。

(4)氣相進口管由原距塔底7m下移至距塔底3m;加1只噴頭，將洗滌液經塔中部加入塔內循環提濃。

3 洗滌塔改造后效果及問題

洗滌塔改造后有關運行數據見表1。

表1 洗滌塔改造后有關運行數據

(1)洗滌塔效果比較理想，帶水量明顯下降，洗滌液打循環，軟水用量5m3/h左右，洗滌塔出口氣體中氨含量基本在0.225～0.425mg/L。

(2)風機克服系統阻力之后能夠滿足濃氣(含CO2體積分數70%)低壓機進口呈微正壓的要求，爐氣全部回收，爐氣中CO2體積分數65%～72%。

(3)由于洗滌塔前冷凝塔換熱效率下降，不僅造成洗滌塔進口氣體溫度＞60℃，洗滌塔出口氣體溫度＞50℃，對洗滌塔軟水用量有一定影響，Φ2500mm煅燒爐降負荷運行。

(4)運行1個月后，對洗滌塔塔底氨水濃度進行了分析，Φ2500mm煅燒爐氣洗滌塔塔底氨水濃度6～10tt(開車時能達到30tt)，軟水用量明顯增多，最多時達15m3/h，塔盤效率不高。經分析，可能是由于煅燒爐負荷輕、爐氣氣量小而氣量不能形成水膜，膜噴射塔盤效率降低所致。后增大煅燒爐負荷，塔效率沒有明顯好轉。停車檢查發現，塔盤安裝過程中，每塊塔盤之間的密封不好，致使塔盤上沒有足夠的液位，不能形成水膜，造成效率下降。重新安裝后，問題得到解決。因此，膜噴射塔盤在實際應用中，塔盤安裝過程中每塊塔盤間的密封至關重要。

(石家莊雙聯化工有限責任公司

河北石家莊050200崔素玉周祖杰劉鵬)

羅茨鼓風機變頻技術改造

1 改造情況

安徽三星化工有限責任公司脫硫系統原有257m3/min(電機功率280kW)和463m3/min(電機功率500kW)的半水煤氣羅茨鼓風機各3臺，配有Φ273mm的氣體近路，通過自調閥來調節脫硫系統的壓力。為防止后序工段氫氮壓縮機突然跳車時半水煤氣倒流造成羅茨鼓風機出口壓力高超電流跳閘，氣體近路閥門開度一般在50%左右。根據羅茨鼓風機的電機功率，在配電室內安裝了1臺DLHVF-400/6000型高壓變頻器，采用該變頻器調節羅茨鼓風機出口壓力，將原氣體近路全部關閉(作為備用)。

2 改造效果及完善

投運以后，為便于加減負荷操作，調頻范圍一般控制在25～50Hz，停運了1臺257m3/min(電機功率280kW)羅茨鼓風機，采用高壓變頻器調節轉速的羅茨鼓風機電流從24A降至18A;電機轉速降低后，有利于羅茨鼓風機的長周期運行;取得顯著的節電和節能效果。為了實現DCS控制和充分發揮高壓變頻器在羅茨鼓風機運行中的優勢，又將高壓變頻器移到微機中操作，方便了加減負荷操作及穩定了生產。

操作按鈕有:預充電、解除報警、啟動、停止和急停;高壓變頻器頻率調節可以在0～50Hz范圍內任意調節;同時面板上還顯示實時的變頻器頻率和羅茨鼓風機電流值;狀態有輕故障和重故障指示、工頻和變頻狀態、高壓合閘允許狀態、變頻器備妥狀態。

為了防止后序工段氫氮壓縮機突然跳車造成羅茨鼓風機出口壓力超壓跳車或損壞轉子、機殼而影響生產，在高壓變頻器控制程序中添加了超壓聯鎖程序。該程序的中心思路采用3級控制，既能在脫硫系統超壓時及時降低系統壓力，又可最大程度上維持生產的連續性，避免大幅波動。具體程序算法是:當羅茨鼓風機出口壓力＞45kPa時，彈出報警對話框，同時進行聲光報警;延時5s后，將羅茨鼓風機的控制頻率強制從當前頻率降低至當前頻率的50%。當系統壓力＞48kPa時，直接將當前的頻率降至0Hz;當系統壓力＞50kPa時，直接關閉高壓變頻器，停運羅茨鼓風機。

3 效益分析

本次改造總投資22萬元;停運1臺280kW的羅茨鼓風機，若不計降低電流的效益，僅按年運行時間8000h、電價0.45元/(kW·h)計，年節電效益100.8萬元;3個月即可收回投資。

(安徽三星化工有限責任公司

安徽渦陽233610張曉靜)

傳統間歇式造氣工藝的再優化

1 由產水煤氣改為產半水煤氣

明泉化肥廠的合成氨裝置和醇化裝置均采用Φ2610mm造氣爐，合成氨裝置東、西造氣系統的半水煤氣送1#氣柜，一期和二期醇化裝置造氣系統的水煤氣送2#氣柜。根據甲醇和液氨的市場形勢，對醇化裝置進行醇聯氨工藝改造，故醇化裝置的造氣爐就需要由生產水煤氣改為生產半水煤氣。

原醇化裝置水煤氣主要氣體成分(體積分數)中N2＜1.0%，CO2＜6.3%，CO約35.0%，H2約56.0%。因水煤氣中氮含量控制得較低，所以醇化裝置造氣爐所產氮氣含量較高的煤氣(即富氮氣)需要全部回收至合成氨氣柜，醇化裝置造氣循環中無上吹加氮過程;醇化造氣爐所產吹風氣不能回收至2#氣柜，造氣爐無法通過回收進行加氮;為此，醇化裝置造氣爐安裝上加氮并停用富氮管線，并改變微機程序、工藝流程等。2013年，一期、二期醇化裝置造氣爐實現了制取半水煤氣。醇化裝置通過不斷優化和調整造氣爐爐況，半水煤氣中CO2體積分數基本控制在＜7.6%，其他主要成分CO和H2含量控制得較理想，且吹風氣中CO體積分數＜6.5%，節能降耗效益明顯。

2 提高單爐產氣量

隨著裝置的產能不斷擴大，原單臺造氣爐產氣負荷能滿足40t/d氨醇產能，現已不能滿足生產需求，因現場無預留地，無法新增造氣爐，為此，通過提高單爐產氣量達到滿足生產對供氣量的要求。一方面，通過增加布料筒的長度，由0.6m增加到1.0m，降低了醇化裝置造氣系統阻力，確保造氣爐能在高溫下運行;造氣爐下行煤氣溫度由300℃左右降低至260℃左右，減少了熱量損耗，實現了造氣爐長周期穩定運行。另一方面，將原料煤按不同煤質、粒度進行合理搭配和摻燒，同時要求主操作人員24h不間斷監控造氣爐爐況。經過不斷摸索和調整，2014年單臺造氣爐產氣量已提高至能滿足46～47t/d氨醇產能，單爐產氣量達6100m3/h，造氣爐整體的熱損失明顯下降，管理水平得到進一步提升。

3 造氣爐改造

根據明泉化肥廠合成氨系統平衡改造方案，為滿足擴能需要，采取以下改造措施:造氣爐筒體直徑由Φ2610mm改為Φ2800mm，單爐發氣量可提高14%;爐體夾套適當增高，由2345mm增高至2600mm，采用現有低壓夾套形式;造氣爐風機對葉輪等進行改造，提高風機風量;入爐蒸汽管道適當擴徑，由DN200mm改為DN250mm;現造氣爐采用了七層六邊專用爐箅;相應更換成Φ2800mm造氣爐爐底總成、灰渣箱和爐條機。

4 結語

通過對造氣系統的不斷改造和優化，實現了安全、高產、低耗，原料煤消耗逐步降低，現在合成氨和醇化裝置噸氨總原料煤消耗在1220kg左右，提高了企業的經濟效益和競爭力。

(山東晉煤明水化工集團有限公司明泉化肥廠

山東章丘250200陳延棟滿飛)

半水煤氣壓縮機冷卻器自主化學清洗總結

半水煤氣經脫硫工序凈化后仍含有一定量的煤焦油、硫磺等雜質，這些雜質易沉積在半水煤氣壓縮機的換熱器殼程內，影響其換熱效果和縮短了其使用壽命，故需要頻繁清洗換熱器。由于各家清洗公司的清洗技術參差不齊、清洗效果相差較大，甚至導致設備腐蝕率大大超標的現象，同時存在費用高及清洗時間的不確定性。為此，河南心連心化肥有限公司二分公司提出了冷卻器自主化學清洗方案。

1 清洗液配方的確定

根據化學清洗的反應機理，有針對性地對煤焦油的清洗技術進行了研究，經過幾十次化學清洗模擬試驗后，尋找出在清洗溫度80～90℃工況下的清洗液最佳配方(見表1)。

表1 清洗液最佳配方

2 清洗過程的控制

換熱器整個化學清洗過程重點是對清洗溫度和清洗液的濃度(pH為11)的監控，從而使清洗液與煤焦油進行較佳的皂化反應，達到除去煤焦油的目的。根據換熱器壁內附著煤焦油含量調整藥劑配方(控制在表1的范圍內)，清洗過程用時一般在24～36h。為了檢測清洗過程中對設備材質的腐蝕速率，從加入清洗液起，在清洗槽中懸掛不銹鋼和碳鋼掛片，檢測整個清洗過程中的腐蝕速率(表2)。

表2 清洗過程中腐蝕速率控制情況

3 化學清洗結果

換熱器經該方法進行化學清洗后，管壁可見其外表面清潔、無殘留煤焦油、無積碳、無金屬粗晶析出等現象，且化學清洗平均腐蝕速率符合國家標準HG/T238—1992《工業設備的化學清洗質量標準》的規定，即碳鋼腐蝕速率≤6.0g/(m2·h)，不銹鋼腐蝕速率≤2.0g/(m2·h)。換熱器經化學清洗前、后工藝對比見表3。

表3 換熱器經化學清洗前、后工藝對比

4 結語

經相關測算，自主化學清洗成本比清洗公司的清洗成本節省58元/m2，每年可為河南心連心化肥有限公司二分公司節省清洗費用16.5萬元，目前該項技術已經在河南心連心化肥有限公司全公司范圍內推廣。

(河南心連心化肥有限公司

河南新鄉453700丁達建)