以技术改造方式实现节能减排降本增效

以技术改造方式实现节能减排降本增效

王翔张琼

（山西天泽煤化工集团股份公司048026）

山西天泽煤化工集团股份公司是山西省最大的尿素生产企业，现具有年产84万吨合成氨、140万吨尿素、30万吨甲醇、3万吨甲醛、1.5万吨三聚氰胺的综合生产能力。近两年来，公司在克服原材料价格持续暴涨、国内尿素产能严重过剩、销售市场低迷、低碳经济和节能减排任务繁重的困境，为保证企业健康稳步发展，不断地加大节能降耗，加大环境保护投资力度，新上一批节能环保和低碳、循环经济项目，可进一步降低生产成本，增强抵御市场风险能力。现总结如下：

1.12+6MW 吹风气回收余热发电低碳节能项目

低碳经济的实质是能源高效利用、清洁能源开发。为此，我公司在煤气化厂“50.40”项目和永丰公司“18.30”项目中，分别配套实施了12MW、6MW余热发电项目。将造气生产过程中排放的吹风气；合成氨、甲醇生产过程中排放的可燃尾气集中回收燃烧后产生3.82MPa 蒸汽，通过发电机组背压发电后，产生的0.4MPa低压蒸汽返供造气生产，使能量达到递级利用和循环利用，既解决了有害气体对环境造成的污染，又提高了资源利用率。由于受电力进网审批手续办理程序复杂的影响，煤气化厂“50.40”项目配套12MW吹风气余热发电项目于2009年10月试车并网；永丰公司配套6MW吹风气余热发电项目于2010年3月开工，计划9月投运。该项目总投资4590万元, 建成后年可利用吹风气量共18360×105Nm3,发电10541万度，节标煤36894吨。该项目被列入山西省和晋城市重点节能工程，并获得了经济补偿。

2. 2×220万m3/年污水治理及回用项目

公司下属厂生产中废水来自于造气、尿素、甲醇精馏等主要工段，原系统配套的废水处理措施，只能达标排放，排放的废水中有些物质会对当地水质造成环境污染，并造成水资源的浪费。为节约珍贵的水资源，保护生态环境，在三个厂分别配套实施了两套220万m3/年(设计能力300 m3/h)污水处理及回用项目。该项目选用以生物处理与物化处理和反渗透处理为主体的工艺路线，其中生物处理选择一级“短程硝化反硝化”生物脱氮工艺和二级“反硝化脱氮”+“曝气生物滤池”工艺；物化处理采用“混凝沉淀”+“过滤”工艺；脱盐工艺采用“纳滤（NF）”工艺。经过多重工艺深度处理后的水可用作循环水补水使用。项目投运后年可削减COD 1280吨，NH3-N 534吨，SS 642吨，节约一次水338万m3。

煤气化厂污水处理项目于2008年11月首先建成达标排放工程后效果明显，中水回用工

程计划2010年7月开工，年底建成投运。化工厂、永丰公司污水处理项目达标排放于2010年3月份完成并投入运行，中水回用工程2010年6月建成投运后，现有150 m3／h达标水返回脱盐水经混床处理后进入脱盐水系统，缓解了新鲜水供应紧张不能保证生产的局面。煤气化厂污水回用工程正在建设中，预计2010年底建成试车。

3. 三套尿素装置的解吸废水回用项目

原公司三套尿素装置的解析废水约3×30m3/h，只能达标排放，为节约珍贵的水资源，变废为宝，公司于2010年4月在化工厂、永丰公司、煤气化厂建成了三套30m3/h尿素解吸废水回用项目。该项目利用徐州水处理研究所“尿素解吸废液深度处理回用技术”。通过添加专用药剂，可将深度水解后废液回收充作脱盐水用在造气夹套、余热回收锅炉。项目于2010年4月份现在永丰、化工厂投入运行，三套装置仅投资13万元，年可共节约脱盐水64.8万吨。通过生产运行，避免了因一次水紧张，夏季高温季节对生产造成的影响，社会、经济效益良好。

4. 2.7Mpa等压变换装置节能降耗项目

化工厂合成氨变换受当时技术水平的影响，主要利用北京顺义化肥厂闲置的3万吨中串低变换设备，于2002年经过改造并采用0.8Mpa全低温变换工艺，生产能力扩大至6万吨／年合成氨。通过近几年来的生产运行，该装置存在着系统阻力偏大、能耗高、设备安全性能差等弊端。为贯彻国家节能降耗精神，保障安全生产，公司确定采用2.7Mpa等压变换工艺来淘汰原装置，使化工厂合成氨能耗进一步降低。

本节能技术改造主要通过对提高变换压力，使变换与脱碳等压，可以减少约30％的CO2气返回压缩机的功耗。采用2.7Mpa无饱和热水塔、喷水增湿节能型全低温变换和湿式栲胶变脱工艺。该技术的实施，吨氨可节电40度，相当于年节标煤 2520吨。该项目总投资2400万元，已于2009年8月建成投运。

5. 16000m3/h脱碳闪蒸气回收节能项目

公司下属化工厂、永丰化肥公司现有4套碳丙脱碳装置，生产中闪蒸气中含有20％左右的H2、CO有用气体成分全部被放空，造成能源浪费。本项目采用由成都天立化工科技公司开发的变压吸附法建成16000 m3/h的装置，对该部分有效气体进行回收利用。项目总投资800万元，项目于2010年7月建成投运后，产品气CO2控制在5%～8%，H2控制在70%，CO控制在3.2%，回收气量为5400m3/h，可增产合成氨43.2吨/日，年可节约标煤13600吨，

节能效果和经济效益明显。

6.化工厂循环水、合成氨挖潜改造项目

化工厂2003年建成投产的第一套“18.30”装置，是兼并原解放军总后第6013工厂后分期改造建成的。2004年改造后达到“24.40”生产规模，为实现节能降耗，降低生产成本，将采取先进的技术进行挖潜技改，使装置能力达到“30.52”的生产能力，针对合成氨系统循环水供水能力和地下管网管道偏小，氨合成循环机和氮氢压缩机供气能力存在瓶颈等问题进行了挖潜改造。循环水系统将冷冻系统由循环水改为蒸发式水冷器，节约循环水约2400m3/h；优化改造循环水管网，消除制约瓶颈；循环机扩缸改造后单机能力由8m3/min 增至103/min，并拆迁老厂一台5m3/min循环机，提高氨合成能力；拆迁老厂一台110m3/min 氮氢压缩机，使合成氨生产能力达到日产960吨／日，满足日产1700吨尿素扩改要求。循环水系统5月份改造后，在7～8月份高温季节，日产910吨合成氨的生产状况下，循环水可满足生产要求。

7.尿素系统改加双氧水节能改造

在我公司三套CO2汽提尿素工艺中，为防止高压圈设备腐蚀和阻止氢气进入爆炸区域，通过在CO2气体中添加4~6%的空气，保证进入汽提塔前O2含量在0.7～0.9％，但是也带入大量氮气。由于氮气基本不参加反应，从而导致高压系统放空量增大，影响物耗、能耗。系统改加H2O2后，防腐空气量大幅度减少，CO2中的O2含量由0.7～0.9％降为0.35～0.50％，高压合成尾气放空阀和中压尾气放空阀开度大幅度减小，对降低尿素的物耗能耗有明显效果。（1）由于系统空气量减少，在操作压力不变时，高压系统惰气分压下降，实际反应压力上升，合成转化率有所上升；（2）在同样的出口流量下，CO2实际流量增加，提高了生产负荷。（或在同样的CO2流量下，打气量下降，可减少压缩机功耗）；（3）合成转化率提高，工艺消耗的中压蒸汽量有所下降；（4）放空气减少，氨耗降低。该项目于2010年10月份先在永丰公司、煤气化厂两套尿素装置完成安装并投入试车，根据试车情况再在化工厂

实施。利用部分闲置设备，两项目投资约50万元。

8.废油实施回收再利用

在生产过程中的氮氢压缩机、二氧化碳压缩机、冰机、循环机等运转设备在运行过程中有废油水排放。据统计，我公司三个生产厂每年废油回收量约500多吨（约占年用油总量的60%）。目前通过隔油池回收后，以约2000元／吨低价出售给废油加工企业。依据油烃分