那么，目(mu)前有哪些(xie)新的綠色技術可供氮(dan)肥企業選擇應(ying)用？記者對此進行了(le)梳理。
脫硫凈化技術 助力環保
長春東獅科貿(mao)實業(ye)有限(xian)公(gong)司項目副總經理何冰認(ren)為，脫硫(liu)凈化是關(guan)系合成氨生產的重要(yao)技(ji)術(shu)，是保證生產裝置長期(qi)穩定(ding)運(yun)行的關(guan)鍵(jian)。尤其(qi)是在環(huan)保要(yao)求日漸嚴格(ge)的今天(tian)，脫硫(liu)更(geng)顯示(shi)出其(qi)重要(yao)性。
據何冰介(jie)紹，該公(gong)司(si)通過大量(liang)的調查(cha)研究和(he)多次實驗，克服傳(chuan)統填料(liao)塔(ta)易(yi)堵(du)塔(ta)、系統阻(zu)力(li)大、動力(li)消耗高、投資費用(yong)(yong)高、氣體液體分(fen)布難、循(xun)環量(liang)大且不易(yi)調節等難題，最(zui)終確定(ding)了在常壓(ya)脫(tuo)硫(liu)(liu)中用(yong)(yong)空噴技術(shu)來取代(dai)或部分(fen)替代(dai)單(dan)純(chun)的填料(liao)塔(ta)型(xing)，在加壓(ya)脫(tuo)硫(liu)(liu)中推廣QYD高效復合傳(chuan)質內件。
何冰表示(shi)，所謂空噴技(ji)(ji)(ji)術，就是(shi)濕式氧化(hua)法脫(tuo)硫中的(de)無填料技(ji)(ji)(ji)術。通過(guo)改變噴頭的(de)霧化(hua)技(ji)(ji)(ji)術、噴頭在塔(ta)內(nei)的(de)布置形式，可徹底解決堵塔(ta)、系統阻(zu)力(li)大、設(she)備(bei)龐大的(de)問(wen)題，能降低一次性投資，有(you)效提(ti)高(gao)了高(gao)壓機打氣(qi)量，同時也降低了風機的(de)動(dong)力(li)消耗。何冰強調(diao)，大量的(de)工業應用證明，空噴技(ji)(ji)(ji)術在天然氣(qi)、沼氣(qi)、焦爐煤氣(qi)脫(tuo)硫方面更有(you)應用價值(zhi)。
而(er)QYD高效(xiao)傳質(zhi)內件，是東獅科貿(mao)公(gong)(gong)司(si)(si)經過(guo)多(duo)年(nian)研究，進(jin)行了(le)多(duo)次試驗，并借鑒鼓泡塔、泡罩塔、垂直篩板塔、填料塔等(deng)各種塔型的優點，最(zui)終開發而(er)成(cheng)的一種新(xin)型吸收塔內件。該內件結構簡單、安裝(zhuang)方(fang)便、操作彈性大、塔阻力低，在近幾年(nian)的應(ying)用實踐中經不斷改(gai)進(jin)完善，更趨成(cheng)熟可靠，已(yi)在齊魯(lu)一化公(gong)(gong)司(si)(si)、河南(nan)晉開公(gong)(gong)司(si)(si)、湖(hu)南(nan)智成(cheng)公(gong)(gong)司(si)(si)、徐州(zhou)豐(feng)成(cheng)公(gong)(gong)司(si)(si)等(deng)企業得(de)到(dao)應(ying)用。
何(he)冰告訴(su)記者，QYD高效傳(chuan)質內件的(de)(de)技術(shu)特點非(fei)常明顯。在(zai)新(xin)塔設計中，塔的(de)(de)高度(du)(du)要(yao)(yao)比填(tian)(tian)料塔降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)1/3左(zuo)右；該內件使用后，溶(rong)液(ye)的(de)(de)循(xun)環量要(yao)(yao)比填(tian)(tian)料塔降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)30%～50%；裝置用于新(xin)塔設計時，高度(du)(du)大幅降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)，因此在(zai)選取泵的(de)(de)揚程時也要(yao)(yao)比原來低(di)(di)10米左(zuo)右，這樣可大大降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)脫(tuo)硫的(de)(de)動力消耗；由于氣液(ye)接觸時間大幅縮短，更有利(li)于脫(tuo)硫液(ye)對硫化氫的(de)(de)選擇(ze)性吸收、溶(rong)液(ye)的(de)(de)再(zai)生、硫泡沫(mo)的(de)(de)浮選，以及降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)碳酸氫鈉生成率；如果用于新(xin)塔設計，與填(tian)(tian)料塔相比，可節省30%～50%的(de)(de)投資。
等溫變換技術 節能降耗
氮肥生(sheng)產工(gong)藝的進步，對(dui)變換(huan)技術提出了新要求。在這(zhe)種(zhong)情況下，各種(zhong)等溫變換(huan)技術應運而(er)生(sheng)，也引起了不少氮肥企業的關注。
據湖南安淳(chun)高新技(ji)術(shu)(shu)有(you)(you)限公司副總經理戴(dai)豐育介紹，隨著新型煤氣化(hua)(hua)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)推進，連續氣化(hua)(hua)技(ji)術(shu)(shu)得到了前所(suo)未有(you)(you)的(de)(de)發展(zhan)，變(bian)換氣中的(de)(de)一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳含量在傳(chuan)統的(de)(de)30%基礎上不斷提高，有(you)(you)的(de)(de)甚至到了70%～85%。而高含量一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳合(he)成氣的(de)(de)變(bian)換難度極大(da)，傳(chuan)統的(de)(de)冷激換熱(re)、氣氣間冷換熱(re)、管式(shi)反應器(qi)等(deng)適應不了新工藝條件(jian)的(de)(de)要求，以致大(da)量一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳被白白放空或做(zuo)燃(ran)料燒掉。苛刻的(de)(de)反應條件(jian)，向(xiang)變(bian)換技(ji)術(shu)(shu)提出了挑(tiao)戰，在這種情況下，懸掛(gua)水管式(shi)等(deng)溫反應器(qi)應運(yun)而生。
戴豐厚告訴記者(zhe)，懸掛水管式等(deng)溫(wen)反應器已在(zai)新(xin)疆天(tian)業集團(tuan)得到了(le)成(cheng)功(gong)應用(yong)，具(ju)有(you)如下優點(dian)：一是(shi)流程簡化(hua)，換熱器設在(zai)塔內；二是(shi)工藝智(zhi)能(neng)化(hua)，床層溫(wen)度軸向(xiang)、徑向(xiang)各點(dian)溫(wen)度均穩定在(zai)219～222℃；三是(shi)操作傻瓜(gua)化(hua)，通過控制(zhi)汽(qi)包蒸汽(qi)壓力，可(ke)以輕松調節床層溫(wen)度；四是(shi)成(cheng)果高效化(hua)，幾乎可(ke)全部利(li)用(yong)產生的中壓蒸汽(qi)。
南京敦先化工(gong)科(ke)技有限公司(si)(si)于近(jin)年成功開(kai)發出水移熱等溫(wen)變換技術。該(gai)公司(si)(si)總工(gong)程師王(wang)慶新告(gao)訴記者，公司(si)(si)的技術已于去年12月(yue)6日在湖南安(an)鄉晉煤(mei)金牛(niu)化工(gong)有限公司(si)(si)得到成功應用。
王慶新表示，與傳統工藝相比，采用水(shui)移熱等溫(wen)變(bian)換技術可減少(shao)主設備1/3，縮短流程1/3，減少(shao)工程投資1/3，并(bing)可省去變(bian)換循環冷卻水(shui)。
應用經驗表(biao)(biao)明，企(qi)業采用水(shui)移熱等溫變(bian)換技術(shu)改造后，變(bian)換系統出口的一氧化碳含(han)量由原來的1.2%降(jiang)至0.6%，系統阻力由原來的1.2兆(zhao)帕(pa)(pa)降(jiang)至0.07兆(zhao)帕(pa)(pa)，蒸(zheng)汽(qi)消(xiao)耗下降(jiang)了(le)135千克(ke)/噸氨，變(bian)換冷(leng)水(shui)消(xiao)耗下降(jiang)了(le)20立方米/噸氨，同(tong)時副產0.7兆(zhao)帕(pa)(pa)飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi)236千克(ke)/噸氨，供(gong)造氣使用。王慶新表(biao)(biao)示，該公司現在(zai)擁有適于粉(fen)煤(mei)加壓氣化、水(shui)煤(mei)漿加壓氣化、無飽(bao)和(he)熱水(shui)塔、有飽(bao)和(he)熱水(shui)塔等技術(shu)和(he)裝置的等溫變(bian)換技術(shu)。
據石(shi)家莊正元塔器(qi)設備有限(xian)公司(si)副總工程師李昌印介紹(shao)，一氧(yang)化碳變換(huan)(huan)是合成(cheng)(cheng)氨生(sheng)產(chan)過程中的(de)(de)(de)重(zhong)要工序。依托多(duo)年(nian)來對變換(huan)(huan)反應(ying)理論的(de)(de)(de)研究，以(yi)及工藝設備開(kai)發的(de)(de)(de)實(shi)踐，該公司(si)完成(cheng)(cheng)了等溫變換(huan)(huan)爐(lu)和(he)配套工藝流程的(de)(de)(de)工業設計，通過水管式變換(huan)(huan)反應(ying)器(qi)，副產(chan)2.5兆帕飽(bao)和(he)蒸汽，結合氨合成(cheng)(cheng)系(xi)統軟水加熱器(qi)提供的(de)(de)(de)熱水，實(shi)現了變換(huan)(huan)系(xi)統的(de)(de)(de)“準零汽耗(hao)”。
該(gai)工(gong)藝裝(zhuang)置(zhi)已于2012年11月18日(ri)完成(cheng)催化(hua)劑(ji)(ji)硫(liu)化(hua)，在(zai)中冀正元公司一(yi)次開(kai)車成(cheng)功，達到設計指標，裝(zhuang)置(zhi)規模為12萬噸(dun)總氨/年。裝(zhuang)置(zhi)開(kai)車后，企業(ye)已全停(ting)原中低低變(bian)換裝(zhuang)置(zhi)，徹底改變(bian)了(le)(le)原裝(zhuang)置(zhi)催化(hua)劑(ji)(ji)均已到后期、系統阻力變(bian)大、需(xu)停(ting)車更換催化(hua)劑(ji)(ji)的現狀。就這樣，一(yi)臺等溫變(bian)換爐完成(cheng)了(le)(le)原變(bian)換爐三段催化(hua)劑(ji)(ji)的生產任務(wu)，系統壓降大幅降低，實(shi)現了(le)(le)預期效(xiao)果。
裝置開車到現在的運行情況表明，通過工藝系統的優化調整，可在大型合成氨裝置高一氧化碳的變換過程中得到較好應用。滄州正元公司年產60萬噸合成氨、80萬噸尿素項目(mu)也計劃(hua)采用該(gai)裝置技術。
超重力技術 清潔高效
“當前，氮(dan)肥(fei)工(gong)業該怎樣發(fa)展？要走技術創新、節能減排、污染(ran)控制(zhi)的(de)增長之路，要安全、清(qing)潔、高效生產，要將原材(cai)料全部轉化為產品，盡(jin)可能的(de)實現零排放(fang)。”談到氮(dan)肥(fei)工(gong)業的(de)發(fa)展理念時，山(shan)西(xi)中北大學校長劉有(you)智做了以上陳述(shu)。
“現在(zai)氮(dan)肥企業身處沼澤(ze)，投資(zi)力(li)(li)有限，如何(he)用最少的(de)投資(zi)實現清潔生產并(bing)走(zou)出困(kun)境，成為(wei)企業追求的(de)目標。”劉(liu)有智說，“在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況下，我們研發(fa)了超重力(li)(li)技術并(bing)因此獲得了2011年(nian)度國家科(ke)技進(jin)步二等獎。作為(wei)一種(zhong)化(hua)工廢氣凈化(hua)分離的(de)高效手段，超重力(li)(li)技術的(de)先進(jin)性(xing)在(zai)于，能夠把(ba)原先高40多米(mi)的(de)塔，在(zai)達到相同(tong)(tong)處理量、相同(tong)(tong)效率(lv)的(de)情(qing)況下，縮小體積(ji)至(zhi)1/70，降低(di)高度到3米(mi)，節約鋼材(cai)40噸。它一改過去氮(dan)肥企業設備大、投資(zi)多的(de)缺點，使設備體積(ji)成幾何(he)級(ji)下降，極大減少了占地面(mian)積(ji)、反(fan)應(ying)體積(ji)和投資(zi)額。”
據了解，化工廢氣的(de)(de)治理通常采用塔設備濕法(fa)處(chu)理技(ji)術(shu)(shu)，但這種技(ji)術(shu)(shu)投資及運(yun)行費(fei)用高，制約了企業治污工作的(de)(de)推進。同(tong)時，設備高、占地大，致使(shi)已有生產線(xian)廢氣治理的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)改造受場地空(kong)間限制難以實施。“在之前的(de)(de)實踐中(zhong)，由于現場找地方非常困難，我們在一(yi)個39米(mi)(mi)的(de)(de)平(ping)臺(tai)上就把超(chao)(chao)重機(ji)安上去了，做到(dao)了5.5萬立方米(mi)(mi)/時的(de)(de)處(chu)理量(liang)。這是(shi)超(chao)(chao)重力技(ji)術(shu)(shu)在天脊集團(tuan)脫氨除濕項目(mu)上的(de)(de)應(ying)用。”劉有智說。他表示，因(yin)為超(chao)(chao)重力精餾(liu)設備體積(ji)小、動力消耗小、密(mi)封也較好，在當下中(zhong)小氮肥企業技(ji)術(shu)(shu)改造過程中(zhong)有望得到(dao)大量(liang)使(shi)用。
“所有氮肥、甲醇(chun)的(de)單元(yuan)操作，我(wo)們(men)都在超重(zhong)力環(huan)境(jing)下做(zuo)過嘗試，我(wo)們(men)在這(zhe)個(ge)領域(yu)申報了40多項發(fa)明專利，得到授(shou)權的(de)有24項。超重(zhong)力的(de)國家標準也是我(wo)們(men)制定的(de)，我(wo)們(men)還發(fa)明了撞(zhuang)擊(ji)流旋轉填料床，把原來的(de)傳統氣液(ye)(ye)(ye)超重(zhong)力環(huan)境(jing)拓展到了液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)超重(zhong)力環(huan)境(jing)，使得液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)反應、液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)萃取(qu)、液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)分離(li)能夠實現。”劉有智說。
“它為企業技(ji)術改(gai)造(zao)和現(xian)有裝備的(de)(de)升級改(gai)造(zao)，提(ti)供了一個很好的(de)(de)思路。”河北陽煤(mei)正元化(hua)工集團有限公(gong)司總經理劉金城這樣評價超重力(li)技(ji)術。
