3在进行技改的同时，不可忽视小改小革。许多小氮肥企业推广了化工部提出的十项小改小革，其特点是投资少、上马快、效果好。 这十项小改小革对节能降耗起到了重要作用。 ⑴提高半水煤气的质量。 造气的任务是供足气量，保证气质，原料消耗要低。控制气体的主要成份有两项：一是CO+H 2 的含量。二是氧含量。前者是保证氨合成反应的正常进行，后者是保护变换触媒，节约蒸汽，保证安全生产。 CO+H 2 的含量高，说明炉内温度控制适当，炉内反应好，蒸汽分解率高，单炉发气量大，既节约蒸汽，又制出合格的半水煤气，CO+H 2 的应控制≥68%。 半水煤气中氧含量，从工艺角度讲，越低越好，对于节越蒸汽、增加高压机打气量是十分有力的。氧含量≤0．5%是合理的。氧高，可使触媒温度猛升，此时需要用蒸汽压温，浪费了蒸汽，又损坏了触媒活性，半水煤中氧含量每增0．1%，可使变换触媒温度上升7℃，如果氧含量高1%时，则每吨氨多耗蒸汽0．5吨；同时半水煤汽中氧含量增高，占去了有效体积，从而减少了高压机打气量（指变换加压流程），影响了生产。 ⑵采用过热蒸汽制气 入炉蒸汽不可能全部被分解利用，未分解的蒸汽在洗气箱．洗气塔中被冷凝浪费。由于这些蒸汽损失而造成的热损失，决定了蒸汽分解率数值。采用过热蒸汽制气可提高蒸汽分解率，减少过热蒸汽带出的热损，提高造气炉气化强度。 ⑶合理控制变换CO 2 含量 一般变换气中CO 2 含量不应控制过高，防止铜洗造成微量事故。从理论上讲，触媒在一定温度下，加大水蒸汽用量可以提高变换率，但是CO的变换率与水蒸汽的加添量不是成正比例的增加，而是先快后慢，因此变换气中CO 2 含量又不能控制过低，否则增加蒸汽耗用量。在入变换气中CO 2 含量为30%时，而变换气中CO含量由3．5%降低到2%，则要求汽气比从0．97升高到1．37，此时蒸汽消耗量增加37%以上，实际生产中CO含量应控制在3～3．5%为合理，这样有利于节约蒸汽降低煤耗。 ⑷提高饱和热水塔热回收效率 在一定的变换炉出口温度条件下，如要求的变换率一定时，加入变换炉的蒸汽量也就为一定值。因此饱和塔回收的热量愈多，外加蒸汽量就可以愈少。饱和塔出口气体温度愈高，饱和度愈高，回收的蒸汽量就可以愈多。 进饱和塔的热水来自热水塔，因此提高进饱和塔的热水温度就是提高热水塔的出口水温。在实际操作中，热水塔出口水温是由热水循环量来决定的。一般来说，加大热水循环量，可以使气液接触良好，有利于传质和传热过程进行，因而可以提高饱和塔出口半水煤气饱和度和塔出口气体与进塔热水之间的温差。但热水循环量过大，除了出塔气体带水现象严重，塔内阻力增加外，出饱和塔半水煤气的温度反而会降低。这是因为循环热水的热量来自变换气，而这一热量对于一定气量来说也是基本不变的。当循环水量增大时，循环水经过热水塔和水加热器温升必然下降，这样饱和塔的热水温度降低，从而导致出饱和塔半水煤器温度降低，就达不到提高出饱和塔半水煤气中水蒸汽含量的最终目的。反之热水循环量减少时，虽然热水塔出口热水温度增高，但由于饱和塔热水量减少，进入饱和塔半水煤气气量不变的情况下，饱和塔出口半水煤气的温度也必然下降。热水循环量过大或过小，对于水蒸汽的回收都是不利的。工厂生产中应根据自己的设备条件，摸索能使饱和塔入口水温最高，饱和度最大的最佳循环量。 ⑸变换炉采用电炉升温 在热交换器出口与变换炉入口之间加一个电加热器，用电加热器升温还原，初期可以空气升温，节约了煤气与蒸汽，为造气．锅炉争取了检修时间。正常停车后的开车采用此法，只要送电即可提高炉温，很快恢复正常生产，此法操作简单，运用自如。 每次升温还原，较燃烧炉可节省开支约3000～4000元，还可适当缩短升温还原时间，投入生产。 ⑹分级回收压缩机油分排油气和平衡段回气 化肥厂所用的活塞式高压机由于级数较多，级与级之间为了平衡活塞力都设置了平衡室。原设计中，往往选择平衡室回气接口在低压段，工作气缸与平衡室之压力差△p愈大，通过活塞环漏入平衡室之漏气量来得大，因此可通过减少△p值，即增加平衡室之回气压力来减少漏气量，提高高压机打气量。如将L3．3～17/320高压机6～7段平衡室回气接5入，4～5段平衡室回气接3入，2～3段平衡室回气接1入。 同样压缩机油分排油气也可分级回收。 采用次法要慎重，对活塞受力情况要进行校验，以防受力不平衡引起震动。 ⑺合成循环气甲烷达到规定标准 合成混和气体中的惰性气体，主要是指CH 4 和Ar，它们占有一定体积降低了氢氮气的分压，使氨的生成率降低。因此惰性气体愈高，与氨的生成不利。惰性气体不参加反应，通过合成塔时要带走部分热量，影响触媒层温度。大量惰性气体的存在，还白白增加高压机．循环机的动力消耗。CH 4 和在高温下还会发生分解反应，对触媒造成危害。 但是在排放惰性气体时，氢氮气也随着损失一部份。因此要控制适当的循环CH 4 含量，这样可使补充气消耗定额减少。因此要选择适当的惰性气体含量。因此必须认真遵守部定指标3000吨型厂CH 4 ＞12%，5000吨型厂CH 4 ＞15%。 ⑻“三”气回收 ① 精炼再生气回收 原料气中CO4%，吨氨原料气的消耗定额3400标m 3 。在铜液再生后转入再生气中，回收利用再生气，吨氨回收再生气中CO约120标m 3 ，按90%的CO变换成H 2 计，可生成合成氨54．7公斤，占总产量的5%左右。 来自回流塔的再生气，与泵打来的软水（或稀氨水）在吸氨器接触混和，再生器中的氨和CO 2 被吸收，流体至回收塔，液体至塔底部，气体中的CO、H 2 、N 2 等气体由回收塔的顶部通过管道去脱硫岗位罗茨鼓风机入口。回收塔的稀氨水，由泵打入高位吸氨器，进行循环。当浓度达到70滴度时，由泵打到碳化氨水工段循环槽，并向回收塔补充软水。 ② 合成放空气回收 由净氨塔吸收合成放空气中的氨，合成放空气从净氨塔底部进入，氨被水吸收 的稀氨水去脱硫，净氨后的氢氮气与甲烷气，经氨全水封后进入锅炉炉膛燃烧。 吨氨可回收放空气259．521标m 3 ，吨氨可回收氨20．72公斤，占总产量的2%，放空气热值3066大卡/标m 3 ，相当于节能70多万大卡。 ③ 回收氨罐弛放气 氨罐弛放气入鼓泡吸收塔，经鼓泡吸收塔吸氨后至净氨塔，最后经压力调节阀送锅炉燃烧。 吨氨可回收可燃气11．31标m 3 ，回收氨20公斤左右。 ⑼提高锅炉效率并因地制宜地推广沸腾炉 提高锅炉效率就是采用措施降低机械不完全燃烧损失，排烟热损失，化学不完全燃烧损失，散热损失和灰渣热损失。 沸腾燃烧锅炉可吃次煤，吞吐量大，热效率较低。因此上沸腾炉要考虑原料（矸石）来源，运输方便等条件。 ⑽余热回收 即回收变换、合成、造气三个岗位的工艺反应余热。 变换系统可回收的热量吨氨达55．5万大卡。 合成系统可回收的热量吨氨达55．2万大卡。 造气炉夹套和废热锅炉吨氨可回收显热达27万大卡。 化工部推广的行之有效的十项节能技术措施，投资少、上马快、效果好。 四．今后小氮肥节能降耗，挖、革、改，应抓的工作、方向和设想 实践证明，小氮肥厂只要认真抓了经营管理上的“三管一算”和节能为中心的技术改造工作，就可以使小氮肥厂的经济效益大大提高一步，总能耗就可以达到上海、浙江等地的先进水平，就可以和中型氮肥厂并驾齐躯。 本调研报告还要提出在节能降耗工作中不太被人注意的，但是影响较为大的项目，现在一些地方已搞成功，但是尚未全面推开的技改项目及今后节能降耗工作的一些设想，以引起小氮肥行业领导和技术人员重视。 1．严格水质处理，加强水的管理。 目前小氮肥厂普遍对水质处理和水的管理重视不够。 一是对水处理要求不严，水质达不到规定指标，致使设备结垢严重，影响换热，增加了能耗，甚至引起锅炉爆管。 二是水处理方法不当。如除硬不除碱，没有除氧装置，造成锅炉排污量大，管道及换热设备氧腐蚀。如藁城化肥厂地下水仅除硬不除碱，锅炉排污量可高达50%，不除氧的软水使水加热器乙每三个月损坏一台，价值3．5万眼=元，一年多一点的时间，有四台水加热器乙腐蚀价值15万元。 三是分级供水的经验值得推广。如藁城化肥厂根据锅炉和化工工艺用水（主要是碳化），对水质要求不同，采用氢——钠床交换，质量较高的软水送锅炉，使锅炉排污量由50%降至10%。单设磺化媒床供碳化。这两种水质不同，成本不一样，吨软水成本差0．7元。一年可节约运行费用7万多元。 四是用水不计量，浪费严重。北方水的资源紧张，要重视推广循环用水。根据小氮肥的给水系统特点，可采用两个独立的给水系统。一个是造气工段的给水系统。造气工段排出的洗涤水中含有H 2 S、酚、氰化物及粉尘等物质，不能直接排入水系中，否则会污染环境，破坏生态平衡。采用循环水闭路循环及污水处理生物塔等，可减少耗水量，有毒物质可达到排放标准。二是碳化、压缩、合成、冷冻、精炼等工段的联合循环水系统。这些工段主要是排管冷却和洗涤用水，其特点是不受直接污染，而且温升较低。水压只要2．0～2．5Kg/cm 2 即可，组成循环水系统是有利的。 除气缸夹套．生活及软水需用外，可供循环水量（包括造气、脱硫）占全厂水量的94% 。采用循环供水，可节约新鲜用水量90%以上。同时循环水成本低，一般直流供水成本为0．05～0．035元/吨，循环供水系统，供水成本为0．03～0．035元/吨。同时保护了环境，防止了污染，提高了传热和生产效率。 2．因地制宜上余热发电 去年九月二十四日化工部在无锡召开差压余热发电设计讨论会。差压余热发电是降低能耗的重要措施。度电标煤耗200～300克，比所在电网低1/2～1/3 ，供电成本是外供电的1/2～1/3 样子，吨氨能耗降低30万大卡，吨氨成本降低 3～8元。 但是新上发电应注意以下几点： ⑴没有搞好“三气回收”．“三热利用”单位，吨氨耗蒸汽＞3吨，不宜上发电。 ⑵旧锅炉使用不错，不要为上发电新上锅炉，25 Kg/cm 2 以下，效率较低锅炉不宜上发电。 ⑶年产15000吨合成氨，管理和技术水平都较高，可因地制宜上发电。3000吨以下，以750KW背压机组为宜。 ⑷锅炉蒸汽参数较低，造气炉多于两台，可上蒸汽马达，但要有低周保护，设置蒸汽旁路。蒸汽马达投资少，见效快，操作简便宜行。 3．静电除焦油器 高压机电耗占合成氨电耗的70～80% 左右，如何提高高压机打气量，使高压机长期稳定运行，减少开停车的次数，减少内漏，是提高高压机出力降低电耗的重要手段。 脱硫后半水煤气中焦油．杂质除不干净，致使活门、活塞环漏气严重，气体内部循环，是影响高压机长期稳定运行的重要原因。 静电除焦油器已在上海一带，如青蒲、嘉兴、吴凇试验成功，高压机打气量由单台日产8吨提高到10吨，活门、活塞环三个月可以不换，此项目值得推广。 4．低压吹风气潜热回收 以煤（焦）为原料间歇式制气的特点之一，就是必须专门设置一个鼓风阶段，烧去一部分原料煤为制气提供热量。吹风气即是鼓风阶段的燃烧产物。吹风气除具有显热外，还具有一定量的潜热。这是它在通过炭层的部分CO 2 。被赤热的碳还原为 CO，及原料的干馏产物也要混入其中所致。 目前生产上的普遍情况是，吹风气的潜热没有回收。1977年12月由化工部化肥工业研究所，成功地解决了低温吹风气直接加二次空气燃烧问题。1979年3月山东文登化肥厂采用低温吹风气和连续燃烧合成二气的办法回收低温吹风气，也获得成功。此后山东即墨和胶南化肥厂、江苏太仓化肥厂也都采用同样办法取得成功。 低温吹风气含可燃物5．6%，低热值183大卡/标m 3 ，吨氨产吹风气1957标m 3 ，如果回收率86．5%，吨氨实际可回收的热量是30．9783大卡。 低温吹风气显热为102大卡/标m 3 ，吨氨可回收显热为19．9614万大卡，以回收率51% 计算，吨氨实际可回收的显热是30．9783大卡。 如果将合成二气引入燃烧锅炉同低温吹风气一块燃烧，按吨氨回收200/标m 3 ，组分中氢57%，甲烷21%计，回收率87．2%，吨氨可回收热量56．3614大卡。 三项吨氨共回收热量98．02万大卡，相当吨氨节约标准烟煤140公斤价值8．4万元左右，按1．5万吨合成氨厂计，年回收价值12．6万元。 低温吹风气回收，自1977年以来在试验和生产中以积累了丰富经验，技术上已基本成熟，经济效果也是明显的，值得各厂采用。 5．上海化工设计院最近在几个小化肥厂节能技改中的采用余热利用——蒸汽综合平衡措施取得了显箸成效，一个指导思想是低能位余热加热热水，高能位余热付产蒸汽。 ⑴水处理软水先去变换第二水加热器加热到105℃，然后分两路，一路去造气废热锅炉，一路去锅炉房用。 ⑵精炼铜液上加热器出口80℃，循环热水去合成水加热器加热到165℃，然后经汽包去铜液上加热器加热铜液，而循环热水冷却到80℃，再送去合成水加热器加热到165℃循环使用。循环热水除加热铜液外，尚有富余，可付产少量低压蒸汽供造气使用。 ⑶回收造气吹风气和合成燃烧副产蒸汽，吨氨副产10～13 Kg/cm 2 ，蒸汽1．3吨。 ⑷造气废热锅炉与锅炉房来10～13 Kg/cm 2 饱和蒸汽，汇合后进入蒸汽马达，利用蒸汽压差发电，背压后的2～3 Kg/cm 2 低压蒸汽经废热锅炉过热后去造气用，吨蒸汽发电约15度。 ⑸变换工段及其它工段需要的蒸汽由锅炉房供给。 通过上述措施，全厂吨氨回收热量170万大卡。 对于年产2万吨合成氨的厂，如果锅炉需要更新可采用25Kg/cm 2 、400℃的6．5吨/h锅炉，背压后的过热蒸汽供造气炉制气，变换用的蒸汽可由吹风气及放空气燃烧的废热锅炉供给。 ⑹上海化工设计院关于2万吨以下的厂，砍掉锅炉，尽可能多的，尽可能合理地利用余热，生产系统内部所需要汽量可以接近自给的设想。 ①造气工段废热锅炉除烧吹风气和合成二气外，再补充一部分半水煤气，产25Kg/cm 2 过热蒸汽，差压发电后，再供造气和其它工段使用，不开外供蒸汽锅炉。 ① 变换工段所需要蒸汽，主要由合成工段中置锅炉供给，少量由造气废热锅炉供给。 ② 精炼工段铜液再生所热量由变换第二水加热器提供。 本设想中，提高蒸汽参数搞差压发电是较为合理的，本设想一吨氨可供发电的蒸汽是2156公斤，背压发电可发154度，对于一个二万吨的厂，可选用500KW机组。 如果本设想变成现实，吨氨总能耗可达到11460400大卡。 上面从几个方面就小氮肥行业发展历史，节能降耗现状及今后挖、革．改方面做了简要阐述，不妥和谬误的地方在所难免，请予指正。 参考资料 1．《小氮肥设计技术》82年第二期．第五期。 2．82年五月《刘尊三同志在全国小氮肥红旗单位学习班上的讲话》。 3．化工部小合成氨设计技术中心站《小氮肥厂小改小革降耗节能资料汇编》上．下册。 4．上海化工设计院《小化肥余热利用——蒸汽综合平衡设想》。 5．《经营管理》1982年第九期。 6．河北省石油化工局《生产、工艺管理》。 7．河北化工学院《氮肥生产基础知识》。 8．藁城县化肥厂《差压余热发电初步总结》。 显示全部