短短3年時間,中國一躍成為全球硝酸硝銨產(chǎn)能大國,但產(chǎn)能嚴(yán)重過剩致使市場低迷。中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長顧宗勤于上周在西安舉辦的2017年硝酸硝銨行業(yè)工作會上強(qiáng)調(diào),行業(yè)越是低迷,節(jié)能降耗、安全環(huán)保和技術(shù)進(jìn)步越顯重要。今后硝酸硝銨行業(yè)要重點做好對存量資產(chǎn)的技術(shù)改造,加快新技術(shù)推廣。
回收利用排放物
顧宗勤認(rèn)為,在資源回收利用方面,硝酸硝銨行業(yè)的創(chuàng)新重點是提高硝酸和氨的中和壓力,充分利用中和反應(yīng)熱,加強(qiáng)造粒塔粉塵和氨的回收;采用膜法或者離子交換法,回收利用硝銨蒸發(fā)高氨氮廢水。
據(jù)四川金象賽瑞化工股份有限公司副總裁李旭初介紹,目前硝酸硝銨行業(yè)在環(huán)保上主要面臨兩大問題:一是氮氧化物排放;二是硝銨廢液處置。針對這兩大問題已經(jīng)有一些較為成熟的技術(shù),比如氮氧化物幾乎都采用催化還原方式進(jìn)行處理;硝銨廢液處置采用電滲析技術(shù)。
李旭初表示,出于經(jīng)濟(jì)性考量,行業(yè)內(nèi)又分別開發(fā)了投資更少、可資源化回收利用的另外兩類處理工藝。在氮氧化物排放處理方面,開發(fā)了雙氧水處理方案,其原理是利用雙氧水的強(qiáng)氧化性,將NO尾氣氧化為NO2,再與水反應(yīng)生成硝酸,使尾氣排放指標(biāo)降至50ppm以下,達(dá)到氨催化還原處理的效果。與催化還原方法相比,該方法每生產(chǎn)1噸硝酸可減少處理費用0.8元,以年產(chǎn)15萬噸硝酸為例,全年可減少處理成本12萬元,并且實現(xiàn)資源處理回收。
在硝銨廢液處理上,產(chǎn)業(yè)開發(fā)了采用反滲透膜技術(shù),其原理是利用不同材料的膜,將硝銨廢液中的硝銨滲透過去,采用三級膜滲透攔截,最終將廢液中硝銨由進(jìn)口的5000ppm,提濃至11%~12%回收?;厥蘸髲U水的硝銨含量在5ppm以內(nèi)的,回到硝酸吸收塔作為吸收液循環(huán)使用;硝銨含量在40ppm以內(nèi)的,回到化水站混床制取精制水。
提高蒸汽使用率
據(jù)與會專家介紹,硝酸生產(chǎn)的耗電主要在蒸汽透平機(jī)的蒸汽消耗上,在硝酸生產(chǎn)過程中盡量多產(chǎn)蒸汽的同時提高蒸汽使用效率,是節(jié)能降耗的關(guān)鍵。
李旭初告訴記者,硝酸機(jī)組的蒸汽透平機(jī)主要采用全凝式的凝汽方式,凝汽器兩端溫差一般都在10℃~12℃,使凝汽器的真空度受到限制,影響透平機(jī)效率。目前開發(fā)的一種無軸螺旋裝置,可放入凝汽器的換熱管中,利用冷卻水的流動使無軸螺旋在換熱管中以300~1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速旋轉(zhuǎn),改變換熱管中冷卻水層流的狀態(tài),強(qiáng)化換熱,大幅提高換熱系數(shù)K值20%以上;同時破壞水垢在管中的形成,使垢不能在管壁上滯留,實現(xiàn)強(qiáng)化換熱及在線清潔的雙功能。
據(jù)測算,年產(chǎn)15萬噸硝酸機(jī)組使用無軸螺旋裝置,每小時可少用0.30噸4.0MPa的過熱蒸汽,按全年8000小時計算,可節(jié)省蒸汽2400噸,創(chuàng)效36萬元,節(jié)省標(biāo)煤310噸,減排CO21476噸。
記者從會上獲悉,硝酸生產(chǎn)裝置中,氨氧化產(chǎn)生的大量余熱可生產(chǎn)大量高品質(zhì)蒸汽。以年產(chǎn)15萬噸硝酸裝置為例,每小時可產(chǎn)25噸4.0MPa中壓蒸汽,所以每小時要用25噸脫鹽水,而這些脫鹽水進(jìn)鍋爐之前,先要進(jìn)行高溫脫氧以防氧腐蝕,每小時需消耗0.3MPa~0.5MPa的低壓蒸汽1.2~1.5噸,另外還消耗一部分聯(lián)胺化學(xué)藥劑。
對此,常州南極公司開發(fā)出了一種低溫催化脫氧技術(shù)。該技術(shù)可使加入鍋爐的脫鹽水在常溫下脫氧,按每年節(jié)省9600~12000噸低壓蒸汽,蒸汽每噸70元計,每年創(chuàng)造67萬~84萬元經(jīng)濟(jì)效益,可省標(biāo)煤1600~2000噸,減少CO2排放6400~8000噸,具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
優(yōu)化四合一機(jī)組
四合一機(jī)組是硝酸生產(chǎn)的重要設(shè)備。據(jù)李旭初介紹,隨著國產(chǎn)四合一機(jī)組運行時間的推移,四合一機(jī)組空氣軸流壓縮機(jī)一、二級葉片容易出現(xiàn)腐蝕和疲勞斷裂。
李旭初對此建議:目前已在運行的硝酸機(jī)組,每年定期對空氣軸流壓縮機(jī)的一、二、三級葉片做探傷檢驗,及時發(fā)現(xiàn)有缺陷葉片微裂紋,并予以更換。對于修復(fù)或存在問題的機(jī)組,將一級、二級葉片材質(zhì)更換為耐腐蝕抗疲勞的材料,從源頭防止機(jī)組損壞,提高機(jī)組的使用安全性。
顧宗勤表示,陜鼓在四合一機(jī)組技術(shù)改造方面走在行業(yè)前列。他們通過換熱網(wǎng)絡(luò)分析、循環(huán)水管網(wǎng)分析、四合一機(jī)組匹配性研究、尾氣排放治理等綜合分析,為硝酸企業(yè)制定了裝置系統(tǒng)能效優(yōu)化方案,降低了尾氣氮氧化物排放,提高了裝置運行經(jīng)濟(jì)性。
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