合成氨生产中两气的合理回收利用

表1�改造前、后铜洗再生气回收系统主要工艺参数对比时间再生气回收量m3/h出口再生气氨含量%水洗塔出口氨水浓度%地沟水氨氮含量mg/L用水量t/h改造前4000�072�0~2�78705(新鲜水)改造后7000�056~81301�2(软水)��(3)设有软水流量计,可以根据再生气出口氨含量的变化调节水量,耗水量低,水洗塔出口氨水浓度高。(4)回收后的稀氨水送往尿素系统再利用,避免了资源浪费和环境污染。(5)再生气回收量大。(6)工艺简单,便于操作。3�改造效果半年多的运行实践表明,改造后再生气回收量明显增大;再生气回收系统再没有碳铵结晶堵塞的发生;稀氨水浓度大大提高,全部回收利用,铜洗再生自用氨大部分得到了回收。铜洗再生气回收系统的改造是成功的。改造后每小时回收稀氨水1�2m3,稀氨水浓度7%,每小时回收氨84kg,年回收氨734t,每吨氨价格以1500元计,年经济效益约110万元;每小时回收再生气700m3,回收后的再生气作为原料气,每吨氨可节约原料煤38kg,日节约原料煤约14�1t,经济效益显著。由于不再有稀氨水排放,环境污染问题得到了有效遏制,社会效益也相当显著。第1期2006年1月中�氮�肥M�SizedNitrogenousFertilizerProgressNo�1Jan.2006合成氨生产中两气的合理回收利用王新杰(西北化工研究院,陕西临潼�710600)[中图分类号]X781�4�[文献标识码]B�[文章编号]1004�9932(2006)01�0013�02[收稿日期]2005�07�18[作者简介]王新杰(1953-),男,陕西西安人,高级工程师。��我国现有合成氨生产企业900多家,除引进的大型装置外,其余装置均为20世纪国外60年代或70年代水平,规模小、能耗高。在当前能源紧张的状况下,合成氨生产的节能技术受到高度重视,精炼再生气和合成弛放气(以下简称两气)的回收就是其中的节能措施之一。两气回收后主要应用在以下几方面。(1)将两气送回到造气系统,作为吹风气回收燃烧炉的安全气,也称长明火(主要起到安全作用)。(2)利用两气燃烧放出的热量生产蒸汽。(3)未设吹风气回收的厂家,将两气回收送至锅炉房当燃料。以上均是将两气作为燃料使用,虽然两气得到了回收利用,但利用是否合理?值得探讨。本文对两气回收作为燃料进行经济分析,并提出两气的合理回收利用方法。1�两气回收作为燃料的经济分析1�1�两气的基础数据精炼再生气的热值为10258kJ/m3,合成弛放气的热值为8362kJ/m3。精炼再生气和合成弛放气的产生均经过多道工序,其生产成本比半水煤气的生产成本要高一些。生产半水煤气以无烟煤或焦炭为原料,其生产成本见表1。表1�不同原料煤生产半水煤气的成本原料产气量m3/t煤价元/t半水煤气成本元/m3无烟煤1800~20005500�3~0�27焦炭1700~19006000�35~0�31��注:煤价为2004年煤炭进厂价,半水煤气成本未计其他费用。可见半水煤气的生产成本应在0�32元/m3左右,也就是说,两气生产成本在0�35元/m3以上。1�2�两气用作燃料的经济分析燃料煤一般以烟煤为主,每千克烟煤的价格为0�18~0�2元,每千克烟煤的热值为22572~23408kJ。而两气每立方米的平均热值为9196kJ,两气的价格在0�35元/m3以上。两者比较,1kg烟煤的热值是1m3两气热值的两倍多,而1kg烟煤的价格仅为1m3两气价格的一半。如此看来,将两气用作燃料是不经济的。2�两气的合理回收利用2�1�两气的合理回收利用方法精炼再生气成分为CO2、O2、CO、H2、N2和少量NH3,合成弛放气成分为H2、N2、CH4及少量Ar和NH3。从两气的成分可看出,将两气回收,再进一步净化后作为原料气返回生产系统使用是非常经济、合理的。20世纪80年代,我国南方一些厂家就采取这种节能技术:将精炼再生气经过净氨塔后,作为原料气直接送往变换系统参加反应;合成弛放气经过净氨器净化后,经提氢设备提H2,再将H2返回系统。有的厂家则采取该法提取合成弛放气中的CH4,作为合成原料气。2�2�两气回收作为原料气的经济分析随着科技的发展,净化技术不断提高,两气回收作为原料气的经济效益也更显著。笔者曾为山西省一家中型合成氨厂做过经济上的分析论证,情况如下。该厂年产合成氨120kt、尿素200kt,产氨量为15�5~16t/h。精炼再生气成分(体积百分率):H2��54%~56%��CO�30%~31%CO28%~8�5%�N2�4%~5%O2�0�3%~0�4%合成弛放气成分(体积百分率):H2�52%~54%�N2�32%~34%CH44%~5%�NH32%~4%Ar1�5%~2�0%从生产分析报表上知,进入精炼前气体中CO含量一般在2