尿素生产线节能降耗技术改造项目

1、PAGE PAGE 9煤制气氮氮肥生产产装置清清洁生产产技术总总结胡 波波 徐徐雨新 瞿国国忠江苏华昌昌化工股股份有限限公司摘 要要：文章章详细介介绍了华华昌股份份公司清清洁生产产技术改改造的主主要内容容、项目目产生的的经济效效益及社社会效益益。江苏华昌昌化工股股份有限限公司是是江苏华华昌（集集团）有有限公司司的核心心企业，始建于于19770年，前身为为张家港港市化肥肥厂，119999年改制制为张家家港市华华源化工工有限公公司,220055年更名名为江苏苏华昌化化工股份份有限公公司。目目前企业业的主要要产品生生产能力力为合成成氨455万吨/年、尿尿素400万吨/年、纯纯碱400万吨/年、氯氯化

2、铵445万吨吨/年、精甲醇醇8万吨吨/年、复合肥肥1000万吨/年、精精细化工工产品1100000吨/年，企业各各项主要要技经指指标均居居全国同同行业前前列，最最近江苏苏华昌（集团）有限公公司被国国家统计计局评定定为我国国最具竞竞争力5500强强企业中中列1886位。金字牌牌系列产产品先后后获国家家免检产产品和江江苏省名名牌产品品。公司坚持持以服务务农业为为主，发发展其他他为辅的的宗旨，用清洁洁生产技技术理念念改造传传统合成成氨、尿尿素生产产装置，着力提提高内部部管理水水平，确确保在行行业保持持领先地地位。公公司成立立了以总总经理为为组长的的领导小小组，设设置专门门机构，落实专专职人员员来开展

3、展工作，连续几几年将发发展清洁洁生产技技术列入入年度总总经理方方针目标标，为保保证目标标的贯彻彻落实，各部门门及时有有效的对对总目标标进行分分解，结结合自己己部门的的实际情情况制定定分目标标与实施施方案，按PDDCA循循环的要要求开展展工作；同时，为保证证工作的的深入开开展，我我们在全全公司范范围内广广泛宣传传发动，鼓励广广大干部部员工建建言献策策，群策策群力，就清洁洁生产技技术达成成共识。我们委委托江苏苏省清洁洁生产中中心在全全省化工工行业中中第一个个完成了了江苏苏华昌化化工股份份有限公公司清洁洁生产审审核报告告的编编制工作作，为公公司全面面发展清清洁生产产技术构构建了基基本框架架。1. 原

4、原生产装装置存在在的问题题作为一个个农业大大国，农农业是国国民经济济的基础础，化肥肥是作物物生长的的重要因因素，世世界粮食食产量的的1/33是靠化化肥增产产的，因因此化肥肥生产对对我国人人多地少少的国情情来说尤尤为重要要。但是是国内化化肥生产产装置普普遍存在在能耗高高、用电电多、水水循环利利用率低低以及三三废排放放等问题题。我公公司虽然然在资源源的综合合利用和和三废的的处理方方面做了了大量的的工作，但在资资源化、减量化化、再利利用等清清洁生产产技术方方面还存存在不少少差距，主要有有以下几几方面：1.1造造气系统统生产用用冷却水水虽已实实现闭路路循环，达到零零排放，但装置置检修时时存在系系统水排

5、排放问题题。1.2煤煤造气系系统排出出的炉渣渣，经粉粉碎后与与煤屑混混合作为为燃料，进沸腾腾锅炉燃燃烧产蒸蒸汽，供供系统生生产使用用，沸腾腾锅炉出出来的二二次炉渣渣经加工工制成新新型墙体体材料出出售，但但存在蒸蒸汽压力力较低，未达到到蒸汽梯梯级利用用、热电电结合目目的。1.3 煤造气气系统产产生的吹吹风气回回收作为为燃料，进余热热锅炉产产蒸汽供供生产系系统使用用，但存存在装置置开、停停车过程程中的放放空气等等未回收收利用的的问题。1.4 脱硫系系统采用用氨水液液相催化化法，存存在消耗耗产品氨氨问题，对环境境有影响响,不符符合清洁洁生产要要求。1.5 微量CCO、CCO2净化系系统采用用铜氨洗洗

6、工艺，存在消消耗氨、醋酸、铜且再再生气体体放空(含COO、COO2、H2 、NN 2)，达不到到清洁生生产要求求。1.6 合成系系统的放放空气、弛放气气进变压压吸附装装置、氨氨回收装装置回收收了部分分氢气、氨，尾尾气去余余热锅炉炉作为燃燃料产蒸蒸汽供系系统生产产使用，但存在在回收装装置不匹匹配，氨氨是以氨氨水的方方式回收收，利用用成本高高且没有有全部回回收利用用,提取取的氢没没有转化化为高附附加值的的下游产产品。1.7 尿素生生产过程程中的废废液经过过回收处处理后，达标排排放，但但存在处处理后的的残液未未能回收收利用的的问题。1.8 化肥生生产过程程中的冷冷却水采采用机械械轴流通通风式凉凉水塔

7、降降温后，实现闭闭路循环环，存在在机械效效率低、能耗高高的问题题。2. 清清洁生产产技术改改造主要要内容华昌股份份原位于于张家港港市区的的边缘，影响城城市的发发展，也也制约了了企业本本身的发发展。根根据城市市发展要要求，及及相应市市委、市市政府关关于市区区二环路路内工业业企业“退二进进三”的指示示精神，我公司司着手进进行公司司整体搬搬迁工程程，新厂厂区位于于扬子江江国际化化学工业业园内，总投资资约155亿元。华昌股股份以搬搬迁为契契机，为为了能采采用目前前国内先先进、成成熟的新新技术、新工艺艺、新设设备，使使建成后后的新厂厂更具竞竞争力，华昌股股份委托托中国氮氮肥工业业协会，邀请国国内有关关方

8、面的的著名专专家进行行咨询。中国氮氮肥工业业协会对对此非常常重视，经认真真研究并并与有关关单位协协商，于于20002年88月7日日9日在在张家港港市东方方宾馆召召开专家家咨询会会。教授授级高工工孔祥琳琳等十多多位专家家对华昌昌股份搬搬迁重建建方案提提出了宝宝贵的意意见和建建议。华华昌股份份也经过过多方调调研和内内部科技技人员的的精心研研制，采采用了更更先进的的煤制气气氮肥生生产装置置清洁生生产技术术，提高高能源利利用效率率、降低低单产物物耗，使使经济效效益和环环境效益益均有大大幅度提提高。针针对氮肥肥生产装装置存在在的问题题，我们们在搬迁迁过程中中，采用用工厂用用水总图图运输实实现清污污分流和

9、和废液回回收技术术、造气气污水处处理技术术、中水水回用技技术、热热电联产产技术、化肥生生产装置置所有放放空气回回收作燃燃料产蒸蒸汽技术术、半水水煤气栲栲胶脱硫硫及变换换气DDDS脱硫硫-生化化铁-碱碱溶液催催化法气气体脱硫硫技术、合成氨氨双甲流流程副产产甲醇技技术、变变压吸附附提氢生生产加氢氢系列产产品技术术、尿素素深度水水解技术术、双曲曲线冷却却塔合成成循环水水技术等等一系列列的煤制制气氮肥肥生产装装置清洁洁生产技技术,彻彻底改变变了我公公司的生生产面貌貌,并取取得了相相当大的的经济效效益和社社会效益益。2.1 工厂用用水总图图运输实实现清污污分流和和废液回回收技术术在新厂的的总图布布置上，

10、将河水水、雨水水、清下下水、污污水、循循环水分分流布置置，建立立各自的的管网，雨水、清下水水、污水水、循环环水等排排出口均均有阀门门控制，各生产产装置排排污、清清下水及及雨水口口排放口口等及附附近河道道，水质质均每天天取样分分析监测测，并加加以考核核，加强强管理，使工厂厂周边的的水环境境得到保保护。考考虑到各各装置开开车的不不确定性性，防止止污水来来不及处处理，在在各主要要装置边边上，均均建立了了事故池池。液氨氨贮槽、甲醇、化水房房酸碱等等罐区四四周建立立围堰，防止有有毒液体体意外溢溢出，在在此处雨雨水排放放口均装装有阀门门，避免免对外造造成环境境事故；对各个个装置泵泵的导淋淋、仪表表排污、设

11、备排排污、分分析取样样口等全全部装上上收集漏漏斗，进进入地槽槽回收，既节约约了溶液液，又防防止了污污染环境境，在全全厂的清清下水、污水处处理厂的的排放口口均装有有在线监监测仪，确保向向外排放放的水质质合格。此技术术的创新新点是做做到清污污分流，并成功功阻止了了有毒有有害的液液体外流流。清下下水排放放口PHH、SSS日均排排放浓度度均满足足污水水综合排排放标准准GBB89778-119966表4一一级标准准；排放放口的水水质的CCOD、氨氮满满足污水水排放标标准的要要求。2.2 全厂废废气回收收利用技技术设计专用用的废气气余热锅锅炉，建建设专用用气柜收收集氮肥肥生产装装置所有有的放空空气以及及变

12、压吸吸附提氢氢中解吸吸气，利利用废气气余热锅锅炉生产产蒸汽，大大地地节约了了能源，实现了了循环经经济。此此技术的的创新点点是回收收了氮肥肥生产装装置所有有的废气气。每小小时可多多产蒸汽汽2吨多多，化肥肥生产装装置所有有放空气气回收作作燃料产产蒸汽经经济效益益为1990万元元/年。2.3 中水回回用技术术建设全厂厂集中污污水处理理厂，除除单独建建设造气气污水处处理装置置外，又又进行末末端治理理，将合合成氨、尿素等等生产装装置正常常生产过过程中排排放的工工艺废水水集中进进行生化化处理，处理后后的中水水返回氮氮肥生产产装置的的循环水水系统作作为补充充用水。此技术术的关键键技术是是氮肥生生产的污污水集

13、中中处理，并能达达标回收收利用和和水质稳稳定技术术的正确确选择，从而确确保整套套装置中中水回用用后污水水零排放放。 2.4 尿素深深度水解解技术采用尿素素深度水水解技术术，将尿尿素生产产中排放放的废液液经深度度水解，回收其其中的NNH3和COO2，水解解后的残残液，经经过除铁铁除氧缓缓蚀处理理，成功功地作为为锅炉给给水补充充到造气气夹套锅锅炉使用用，不但但回收了了NH33和COO2，而且且可以大大大地节节约水资资源，实实现了水水的综合合利用，实现了了循环经经济。此此技术的的关键技技术是水水解后的的残液中中的氨和和尿素含含量小于于10PPPm，残液经经过除铁铁除氧缓缓蚀处理理，作为为锅炉给给水补

14、充充到造气气夹套锅锅炉，从从使用情情况来看看，效果果良好。尿素深深度水解解装置年年回收尿尿素9990吨，尿素深深度水解解装置经经济效益益为500.2万万元。2.5 变压吸吸附提氢氢技术采用变压压吸附提提氢生产产加氢系系列产品品技术，将氮肥肥生产装装置过程程弛放气气、放空空气经氨氨回收装装置回收收氨后，再经变变压吸附附装置提提取高纯纯度的氢氢气，产产氢气118000 M33/h回到到氮肥生生产系统统或生产产高附加加值的加加氢系列列产品，尾气送送吹风气气燃烧炉炉燃烧。此技术术的关键键技术是是从氮肥肥生产装装置过程程弛放气气、放空空气提取取99.9%的的高浓度度氢气。2.6 合成氨氨醇烃化化工艺专专

15、利技术术采用湖南南安醇高高新技术术有限公公司的醇醇烃化工工艺专利利技术，对合成成氨生产产过程中中的微量量CO、CO22净化工工艺由铜铜氨洗工工艺改造造为醇烃烃化流程程工艺，既节约约了氨、醋酸、铜资源源，又可可以将原原放空的的气体副副产甲醇醇，产生生的烃化化液主要要出售给给外单位位用户，或送锅锅炉燃烧烧产蒸汽汽。既增增加了一一个产品品，又达达到了清清洁生产产之目的的。此项项技术的的创新点点是实现现了合成成氨生产产过程中中可调氨氨醇比的的工艺技技术;实实现了甲甲醇化工工艺;实实现了用用醇烃化化替代传传统的甲甲烷化工工艺,较较甲烷化化工艺替替代铜氨氨洗工艺艺又前进进了一大大步;成成功研制制并使用用了

16、烃化化催化剂剂。从一一年多的的运行实实践来看看，情况况良好，16000的合合成塔操操作压力力仅为223MPPa左右右，日产产总氨醇醇6000吨左右右。2.7 深度脱脱硫工艺艺技术合成氨半半水煤气气脱硫采采用两级级栲胶脱脱硫装置置，适合合于烧高高硫煤，半水煤煤气脱硫硫出口硫硫化氢控控制在770mgg/m33以下；变换气气脱硫采采用DDDS脱硫硫技术，使原来来的普通通脱硫得得以提高高，脱硫硫精度可可小于11PPmm，副产产品硫磺磺采用连连续熔硫硫技术，既杜绝绝了原来来脱硫技技术对环环境的氨氨污染，又得到到了更多多的副产产品硫磺磺，而且且达到了了清洁生生产之目目的。此此技术的的关键技技术是脱脱硫精度

17、度可小于于1PPPm。净净化气精精脱硫采采用在国国内多家家氮肥厂厂使用行行之有效效的湖北北化学研研究所研研发的JJTL-4常温精精脱硫工工艺，其其优点是是精脱硫硫基本在在常温下下进行，净化度度高(脱脱硫精度度0.06pppm)，脱硫硫剂具有有较高的的工作硫硫容。2.8 热电联联产、蒸蒸汽梯级级利用采用热电电联产技技术，将将煤造气气系统排排出炉渣渣粉碎后后与烟煤煤按比例例混合进进入循环环流化床床锅炉，产5.4Mppa的蒸蒸汽供汽汽轮机，驱动发发电机发发电，汽汽轮机抽抽出的22.5MMPa蒸蒸汽供系系统生产产使用，发电机机发出来来的二次次炉渣作作为水泥泥厂的原原料出售售或作为为新型建建材原料料，达

18、到到热电联联产、蒸蒸汽梯级级利用，实现了了资源化化、减量量化、再再利用的的清洁生生产之目目的。此此项技术术的创新新点是，将煤造造气系统统排出炉炉渣粉碎碎后用到到发电锅锅炉，并并做到热热电联产产、蒸汽汽梯级利利用。2.9 采用双双曲线冷冷却塔合合成循环环水在合成氨氨生产装装置中，采用双双曲线冷冷却塔合合成循环环水技术术，对氮氮肥生产产装置中中的冷却却水进行行闭路循循环，解解决了原原有机械械轴流通通风式凉凉水塔容容易飘水水、电耗耗高的问问题，实实现了节节电、节节水，双双曲线冷冷却塔合合成循环环水处理理能力为为120000吨吨/小时时，比机机械通风风冷却塔塔每小时时节电4460KKWh。同时采采用溴

19、系系水质稳稳定技术术代替原原来的磷磷系水质质稳定技技术，完完全杜绝绝了含磷磷废水对对环境的的污染，提高了了水的利利用率。此项技技术的创创新点是是将电厂厂使用的的双曲线线冷却塔塔应用到到合成氨氨循环水水技术上上。2.100 造气气污水处处理装置置造气系统统生产冷冷却水实实现闭路路循环，达到零零排放，针对装装置检修修时存在在系统水水排放问问题和冷冷却塔排排气有异异味，增增加澄清清装置提提高澄清清效果，增设生生化冷却却塔，剔剔除气体体中的异异味，同同时，增增加自动动化的旁旁滤装置置，进一一步提高高处理后后的水质质，固液液分离采采用全自自动过滤滤一体机机，保护护了周边边环境。此项技技术的创创新点是是造

20、气污污水不仅仅能闭路路循环，而且污污水变清清，排气气无异味味。减轻轻了工人人的劳动动强度，改善了了装置周周围的环环境。2.111 化水水装置设设置中和和池和调调节PHH值装置置在化水装装置中增增设前置置阳床,回收再再生后的的废酸; 增设设强阴床床除硅,再生后后的废碱碱去再生生弱阴床床,回收收再生后后的废碱碱,使酸酸碱的用用量大大大减少。化水装装置中的的阴阳床床在再生生后产生生的含废废酸和废废碱的废废水，在在新增的的中和池池中中和和，同时时设计调调节PHH值自控控装置，对废水水的偏酸酸偏碱进进行自动动调节，使中和和废水达达标排放放。2.122 烟尘尘治理采采用布袋袋除尘和和浓相输输送技术术在燃煤

21、锅锅炉（发发电锅炉炉和沸腾腾炉）炉炉内脱硫硫，烟尘尘除灰系系统产生生的炉灰灰粉尘经经引进国国外技术术及材料料的袋式式除尘器器除尘（除尘效效率999%以上上）后 ，可达达大气气污染物物综合排排放标准准（GGB1662977-19996）表2中中二级排排放标准准。在排排气烟囱囱上有在在线监测测仪进行行监测，以保证证效果。布袋除除尘器排排出的灰灰尘 采采用气流流浓相输送送至灰库库，然后后汽车或或船运，出售给给水泥厂厂或建材材厂作为为原料或或填充料料。此关关键技术术是在锅锅炉烟尘尘治理使使用了新新型袋式式除尘器器除尘，排气达达标。在在正常运运行时，从烟囱囱上一点点看不出出烟尘，锅炉是是否在运运行也看看

22、不出。综上所述述，我公公司煤制制气氮肥肥生产装装置清洁洁生产技技术在中中国氮肥肥协会领领导的关关心支持持下，在在全国各各单位及及各位专专家的帮帮助下，在我公公司全体体干部和和职工及及工程技技术人员员的努力力下，采采用了国国内各种种成熟的的先进技技术、专专利技术术及先进进的装备备，确确确实实达达到了“进来的的都是原原料，出出去的全全是产品品”，为立立足采用用国内先先进技术术、先进进工艺、先进设设备，建建设有中中国特色色的用煤煤制气生生产氮肥肥，树立立了一个个样板工工程。煤制气氮氮肥生产产装置清清洁生产产技术工工艺流程程和水系系统流程程3.1清清洁生产产技术工工艺流程程公司使用用的原料料是煤和和盐

23、，原原料煤进进造气产产生半水水煤气去去脱硫工工段脱除除H2S ；造气产产生的废废气去废废气回收收气柜，废气进进入燃气气锅炉余余热回收收燃烧，产生的的蒸汽供供生产装装置使用用；造气气产生的的炉渣和和原料煤煤一起去去循环流流化床锅锅炉产55.4MMPa的的蒸汽，供汽轮轮机发电电，汽轮轮机抽出出2.55MPaa的蒸汽汽，供生生产装置置使用；循环流流化床锅锅炉产生生的二次次炉渣，作为水水泥厂的的原料出出售或作作新型建建材产品品；造气气污水自自身循环环。半水水煤气脱脱硫工段段产生富富液经再再生后产产生湿硫硫磺，湿湿硫磺去去连续熔熔硫装置置去除水水分，生生产出干干硫磺。脱硫后后的半水水煤气气气体经过过变换

24、、变换气气脱硫后后，去脱脱碳工段段脱除CCO2，脱碳碳工段产产生的CCO2去尿素素装置和和联碱装装置分别别生产出出尿素和和联碱。脱碳后后的净化化气经过过精脱硫硫后，去去合成双双甲工段段，生产产出合成成氨，并并副产出出甲醇；部分合合成氨送送尿素装装置和联联碱装置置分别生生产出尿尿素和联联碱；合合成的放放空气去去氢回收收装置，经过氨氨洗去除除氨后，去变压压吸附回回收其中中的氢气气，回收收的氢气气生产加加氢产品品。尿素素装置产产生的废废水经过过深度水水解后，并通过过尿素解解吸液处处理，进进入锅炉炉作补水水用。原原料盐进进入纯碱碱装置生生产纯碱碱。附表一：江苏华华昌化工工股份有有限公司司清洁生生产技术

25、术综合改改造氮肥肥生产装装置流程程图附图一 二次次炉渣 新型型建材锅炉给水水蒸汽供生生产装置置原料煤 循环环流化床床锅炉 汽轮轮机发电电 1110KVV变电所所硫回收 硫磺 炉炉渣 尿素 废废水深度度水解 原料煤 造造气 脱硫 脱脱碳 醇烃烃化合成成 合成氨氨 造气气污水循循环 氢回收收 加氢氢产品 工业盐 联碱 淡液回回收 氯化铵铵 废气气回收气气柜 燃气气锅炉余余热回收收 江苏华昌昌化工股股份有限限公司清清洁生产产技术综综合改造造氮肥生生产装置置项目图图 3.2 清洁生生产技术术水系统统流程公司从河河水里取取来的原原水，供供化水房房生产除除盐水和和作为循循环水站站的补水水，化水水房生产产除

26、盐水水供锅炉炉产5.4MPPa的蒸蒸汽，供供汽轮机机发电，汽轮机机抽出22.5MMPa的的蒸汽，供生产产装置使使用。循循环水站站的循环环水作为为合成氨氨装置、尿素装装置、联联碱装置置的冷却却水。合合成氨装装置、联联碱装置置产生的的废水去去污水处处理装置置，经过过处理的的污水可可以作为为循环水水站和造造气污水水处理装装置的补补水。尿尿素装置置产生的的废水经经过深度度水解后后，并通通过尿素素解吸液液处理，进入锅锅炉作补补水用。附表二：江苏华华昌化工工股份有有限公司司水系统统循环经经济流程程图4. 项项目产生生的经济济效益由于采用用了醇烃烃化技术术、深度度脱硫技技术、变变压吸附附技术、双曲线线冷却塔

27、塔合成循循环水技技术、中中水回用用技术、尿素深深度水解解技术和和造气污污水处理理新技术术等煤制制气氮肥肥生产装装置清洁洁生产技技术，有有效减少少了能源源的消耗耗量，减减少了水水资源的的损耗，减少了了冷却水水装置电电的消耗耗量，减减少了氨氨的损失失，增加加了副产产品甲醇醇、硫磺磺、氢气气、蒸汽汽和湿粉粉煤饼。根据实实际测算算，每年年可增加加副产品品甲醇33万吨/年、增增加硫磺磺12000吨/年、增增加氢气气20000万立立方米/年、增增加蒸汽汽160000吨吨/年、增加低低位发热热值在335000大卡/公斤的的煤饼（干基）2100吨/年年、减少少新鲜水水用量7720万万吨。每每年可回回收尿素素9

28、900吨，回回收软水水45万万吨。煤制气氮氮肥生产产装置清清洁生产产技术装装置综合合经济效效益为：我公司的的煤制气气氮肥生生产装置置清洁生生产技术术装置年年新增产产值1009944 万元元；年新新增利税税45336 万万元；年年节煤225000吨，价价值999.8万万元；年年节电336500千KWWh，价价值1338.88万元；年节水水7200 万吨吨，价值值2166万元；应用后后增收节节支年平平均额555199万元。5. 项项目产生生的社会会效益由于采用用了清洁洁生产技技术，改改造后的的生产装装置三废废排放量量大大减减少，化化肥生产产系统的的污水实实现了零零排放，废渣实实现了资资源化、废气实实现了有有效回收收，冷却却循环水水质稳定定技术由由磷系改改成溴系系，使得得原来对对环境有有较大影影响的合合成氨、尿素生生产装置置改造成成对环境境友好的的清洁生生产装置置，创造造了良好好的社会会效益。6. 结结语下一步，我公司司发展氮氮肥清洁洁生