大型合成氨裝置的環保技術
                                       陳濤  王雪琴  劉慧杰
                       中原大化集團合成氨河南濮陽市  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,其環保設施及其運行情況,對出現的問題先后通過技術改造給于解決,并提出還需整改之處。
    關鍵詞：合成氨裝置  環保  改造
    中圖分類號：TQ113.25    文獻標識碼：B
    一、裝置的環保技術
    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,既浪費了能源,又污染了環境,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,提高合成氨產量,又降低了環境污染。目前這兩套裝置除換熱器10E001、冷箱11E001故障率稍高外,運行比較正常。
    2.脫碳工藝冷凝液的中壓汽提
    早期建設的大型氨廠中,脫碳系統中大量工藝冷凝液就地排放,后來開發了低壓汽提法處理,汽提蒸汽排入大氣,回收部分脫鹽水。這兩種處理方法都導致冷凝液中溶解的甲醇、氨等有害物質直接進入周圍環境,造成嚴重污染。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,將有害物質汽提出來,連同蒸汽一并送入一段爐作轉化用蒸汽,重新回到工藝系統,避免了因排放造成的環境污染。同時這些有害物質每天又可增加氨產量近2t,達到了變廢為寶的效果。這套裝置目前運行狀況良好,國內不少早期建設的氨廠,可以此為借鑒,進行技術改造。
    3.堿液回收
    脫碳系統的堿液排放點較多,開停車、設備檢修期間排放較多,為此設計了地下管道,對殘鉀堿液重新回收利用,避免了環境污染。
    二、技術改造
    1.環保設施故障處理
    氨、氫回收裝置在運行過程中,出現了一些問題,主要有:①冷箱11E001換熱管泄漏,造成高、低壓側串氣,嚴重時無法運行。主要原因有:設備制造過程中有部分管子受到損傷;操作程序進行較快,解凍不徹底或帶氨、水,形成的冰團對管子彎曲部位造成沖擊。經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,經檢查發現,填料壓盤沒有安裝,造成填料上吹到液體分布器上面,致使液體嚴重偏流,為此設計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不斷出現內漏和外漏現象,檢修中將封頭的鋁質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工藝紀律管理避免出現單側受壓的情況,已很少再出現泄漏。
    脫碳工藝冷凝液的中壓汽提裝置在運行期間,換熱器05E011封頭經常出現泄漏,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象。
    2.蒸汽放空增加消音器
    在五大機組的開車過程中,總要伴隨暖機蒸汽放空,另外還有對流段盤管038002E03的保護蒸汽放空,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,又擾民。在蒸汽排放口設置放空消音器,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,由于副產物嚴重超標,無法回收利用,只有就地排放,造成資源浪費,污染環境。新加環保設備CO2汽提塔,利用排污收集罐產生的飽和低壓蒸汽(0.5t/h),對從汽提塔頂部進入的CO2冷凝液進行汽提,將冷凝液中的甲醇、甲醛和氨等物質解析出來,處理后的冷凝液經離子交換后作鍋爐給水或轉化爐水夾套的冷卻用水。該項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。
    工藝冷凝液汽提塔在原開停車過程中,要么開車產生工藝冷凝液時汽提塔尚未串入系統,要么停車時提前切出汽提塔,這都會造成工藝冷凝液COD超標無法回收,冷凝液只有就地導淋排放。經過對操作方法的改進,開車時汽提塔先通入少量中壓蒸汽,使有工藝冷凝液產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冷凝液汽提合格后再停汽提塔。這樣既減少了就地排放,杜絕環境污染,又節約水資源,降低了企業成本。
    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,設計為就地排放,再加上冷凍回路出現異常進油后,也要排油,進而攜帶部分氨進入環境。這兩種排放都會造成較嚴重的環境污染,因此,利用兩臺閑置貯罐,將這兩部分液體收集起來銷售,不但避免了環境污染,還為公司創造了可觀的經效益。此后,還將其他污染環境、又可回收的含氨殘液、氣引入這兩個貯罐回收,進一步降低了環境污染。
    裝置中有較多用油點,對正常和非正常報廢的油品都及時進行了回收,避免就地排放,污染環境。大機組用油點集中,便于管理,針對小機泵用油點分散的特點,定點設置了廢油桶,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
    只要是利用空氣進行的燃燒,都不可避免地產生NOX,尤其是像合成氨裝置的燃氣輪機和一段爐,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,環境污染比較嚴重。近年國內外對如何消除或減輕這種污染做了大量研究工作,比如開發出了低NOX燒嘴、燃料分級燃燒技術等。
    2.消除跑冒滴漏
    隨著無泄漏工廠的達標,跑冒滴漏現象得到較好地控制,但由于技術的原因,仍然存在不少問題,比如設備、管道等密封面出現的異常泄漏,必須通過技術手段予以解決。部分排放點、取樣點因頻繁啟動,造成閥門內漏的現象也比較多。應盡量縮短排放時間,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,以及生產運行出現問題的情況下,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行效率,但排放前要做好收集的準備工作,杜絕直接排入環境中的做法。
    此外,建立健全各種規章制度,是搞好環境保護的基礎。要堅持不懈地去貫徹落實這些制度,同時還要建立監督、獎懲機制,把這些制度落到實處,只有這樣才能搞好環保工作。
    作者通聯：中原大化集團合成氨河南濮陽市457004
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