热水型溴化锂机组运行报告

李德朗

（湖北新洋丰合成氨厂，湖北荆门 448150）

我厂合成氨设计能力120kt／a，于2006 年投产，配套复合肥，为其提供氮元素。但随着集团新建肥料项目的接连投产，用氨量持续增长，产氨量已不能满足内部需要。公司为了进一步降低肥料成本，缓解销售旺季出现的采购压力，投入大量资金，对合成氨系统进行了技改扩产，满足生产上的需求。改造后的产能虽然达到了150kt／a，但紧随而来的是脱碳工段因气量大通不过，气体净化不达标，严重影响了系统工艺的稳定，直接威胁到安全生产。

我厂采用碳丙物理脱碳方法，脱碳溶液经循环水冷却后去吸收塔脱除CO2，吸收CO2的碳丙液经再生后用循环水降温，再经脱碳泵循环使用。因循环水降温能力有限，一年中有半数以上的时间因碳丙温度高，加之我厂脱碳压力偏低，脱碳后净化气中CO2含量都在0.8%以上，尤其夏季更是达到了1.0%以上，这样，不仅增加了脱碳系统的负荷，而且增加了后工段铜洗的液氨消耗，严重时造成精炼气微量跑高，危及合成，只有减机减量。

对脱碳系统的降温，多年来各厂都非常重视，方法也较多，有采用地下水、液氨制冷降低变换气温度或者降低碳丙液温度，或同时降低变换气和碳丙液温度。碳丙脱碳法要在比较高的系统压力和较低的温度下才能获得较好的脱碳效果，我厂脱碳系统设计压力为2.7MPa（表压），但是在实际生产中压力为2.3～2.4MPa，脱碳工段每年从四月下旬开始因气温逐渐升高，特别是6～9月份，碳丙温度高达38℃，经循环水降温后仍在35℃以上，远离净化度CO2＜0.4%的平衡温度25℃，整个夏季净化后CO2都在1%以上，给安全生产带来极大威胁，也造成铜洗工段氨耗大幅度增加。为解决这一难题，考虑过用液氨来制冷，后因复合肥厂消化不了气氨，合成工段的冷冻量又不够，改为增加200m3／h碳丙循环量来弥补，生产实践表明也行不通，脱碳塔出现了严重的带液现象。因此，只有通过技改途径，进一步降低碳丙温度才能解决这一难题，使夏季也能安全稳定生产。近年来，利用合成氨生产中回收的余热产生热水蒸发溴化锂溶液，采用溴化锂吸收式制冷机组制冷水降低碳丙液和变换气温度的厂家也较普遍。通过考察，该制冷系统运行稳定，维护方便，使用效果好。为有效解决夏季生产脱碳瓶颈问题，我厂选择了溴化锂吸收式热水型制冷机组。

1 技改工艺概述

该装置包括蒸发器，吸收器，冷凝器，发生器换热器，冷、热水泵和相关附件。冷剂在蒸发器内蒸发，带走冷水中的热量，从而制出冷水，在蒸发器中产生的制冷剂蒸汽在吸收器中被液态溴化锂浓溶液吸收，这使溶液变稀，此稀溶液由泵打入换热器，温度升高后进入发生器，被热水进一步加热而升温，溶液通过换热器后返回吸收器，重复使用。发生器中分离的制冷剂流向冷凝器，于其中液化后流入蒸发器喷淋，重复使用。该制冷机组制冷量由提供的热水能量决定。为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在装置中设有换热器，让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器的温度。合成氨厂生产系统回收的95℃以上热水用于制冷后降到70℃所能提供的能量对应选择机组大小。这种制冷水方法一是充分利用生产中的余热，二是相当于液氨制冷能耗的25%～30%。

另外，脱硫工段半水煤气温度高，也是合成氨生产原材料消耗高的主要问题之一，此次虽然将其冷却水与造气污水分开，形成独立的循环系统，但是循环水降温能力有限，气体温度仍达38℃左右，离夏季生产35℃的基本要求仍有距离，所以此次技改要将脱硫系统出口半水煤气和压缩五进原料气温度一并下降到35℃以下。

2 技改后工艺状况

溴化锂机组自2011年5月投运，投运后工艺状况如下。

（1）压缩一进半水煤气从38℃以上降到35℃以下。

（2）压缩五进原料气温度从40℃降到38℃以下。

（3）脱碳碳丙溶液从36℃降到30℃以下，脱碳出口净化气中CO2从1.0%以上降到0.8%以下。

（4）改善了氨合成工艺生产条件，相应提高了压缩机打气量，减小了系统阻力，节约了电耗。

3 带来的经济效益（以半年计）

（1）稳定夏季生产，日平均产量达500t，可增产液氨3t。

（2）减去机组耗电250kW·h后，吨氨节电15kW·h。

（3）生产稳定，产量得到提高，吨氨煤耗可下降10kg。

（4）脱碳原料气净化度提高，铜洗日耗氨减少1 500kg。

（5）效益评估 增产节氨效益（吨氨3 200元）3 200×（3＋1.5）＝14 400元／d

节电效益 0.35×500×15＝2 625元／d

节煤效益（吨煤950元） 950×500×0.01＝4 750元／d

半年总效益 （1.44＋0.262 5＋0.475）万元／d×180d＝391.95 万元

以上可以看出这套系统带来的效益是比较明显的，实际上我们这套溴化锂系统一年至少要运行9个月以上。平时运行中主要是要做好机组维护，要点如下：①按要求控制好机组真空度来延长机组使用寿命和获得较理想的运行效果；②半个月换冷水一次，保证换热效果和冷水的洁净度；③做好电器控制柜的降温和防潮；④遇紧急情况做好冷水系统的防冻伤，必要时排空冷水系统，从而保证装置的安全。