二氧化碳汽提工艺生产尿素的节能降耗分析

二氧化碳汽提工艺生产尿素的节能降耗分析

Summary：现阶段，在二氧化碳汽提工艺生产尿素过程中对尿素生产技术进行更新和优化可以在极大程度上提高节能降耗水平。在尿素生产过程中二氧化碳汽提法属于比较先进的生产工艺，也是现代煤化工企业在尿素生产过程中比较常用的生产系统。为了提高二氧化碳气体工艺的生产效益，需要对二氧化碳汽提工艺的具体情况进行分析，了解尿素生产的具体过程。并从不同角度出发提出科学有效的节能降耗措施，促进煤化工企业的可持续发展。Keys：二氧化碳；汽提工艺；尿素生产；节能降耗前言二氧化碳汽提工业生产尿素装置主要是从压缩到气提原料，包含高压系统、循环系统以及蒸发系统、解析水解系统等。在具体的研究过程中，必须对生产尿素的整个流程进行科学把握，才能够利用合理的节能降耗措施提高二氧化碳汽提工艺生产尿素的整体效益。1二氧化碳汽提工艺简介在本企业尿素生产过程中使用的二氧化碳压缩机是离心式二氧化碳压缩机。二氧化碳压缩机由透平KT120进行驱动，包含两缸四段，低压缸以及高压段主要利用齿轮箱完成增速，齿轮箱的增速比为1.39。在前两段属于同一个转轴，转轴在同一个水平的上下剖分式缸体内安装，在二段出口设置有脱氢反应器。后两端也为同一根转轴，转轴主要安装在筒形缸体内。在两个转轴之间装有增速器。不同段之间都设置有气体冷却器和液滴分离器。压缩机主要有四段，出口温度为117.5摄氏度，压力为14.6MPa。在实际运行过程中并不需要冷却直接可以进入合成系统的汽提塔，对提高生产效率有一定作用。2二氧化碳汽提工艺生产尿素流程在利用二氧化碳汽提工艺进行尿素生产的过程中，其生产流程见图1。图1二氧化碳汽提工艺生产尿素流程需要从以下角度出发对生产流程进行科学把握：2.1压缩到气提原料二氧化碳汽提主要是利用中低变工序促使一氧化碳和水蒸气生成二氧化碳，之后原料气可以进入脱碳工序，二氧化碳在吸收塔中会被溶液吸收，而被吸收的溶液流到二氧化碳再生塔会被解析出二氧化碳，二氧化碳通过冷凝器进行降温后可以进入分离器，分离器能够分离出二氧化碳气体中的水分以及溶液，最后将其流入二氧化碳压缩机的入口分离器，进入压缩机。氨与二氧化碳在高压甲铵冷凝器中会反应生成甲铵。冷凝器的底部会分出铵液以及氨。之后反应生成水与尿素。在这一生产过程中必须对物料进行严格控制，防止物料混合，确保物料有充足的混合时间。尿素在分配到气体管时，在管壁处于缓慢下降的状态，可以从气体塔的下部进入二氧化碳，而在管内二氧化碳与尿素进行接触，最后加热气体。有一些气体在高压处理之后，如果仍然未冷凝会直接进入高压洗涤塔进行回收，之后进入吸收塔进行再次回收[1]。2.2系统的循环过程在尿素－甲铵溶液进行减压处理后会进入精馏塔，而氨以及二氧化碳在闪蒸后温度随之下降，尿素－甲铵溶液都会进入循环加热器。加热后甲铵会进一步分解，之后将溶液进行分离处理。尿素经过闪蒸后，气体在精馏后被送入低压甲铵的冷凝器中，可以对冷凝器中的液体进行回收。冷却水可以直接带走热量，并且冷却水能够循环利用。液体从底部排出后，通过升压处理，可以送到高压洗涤塔顶部[2]。2二氧化碳汽提工艺生产尿素的节能降耗措施2.1发挥电机变频调速装置的作用在二氧化碳汽提工艺生产尿素过程中，为了提高其节能降耗水平，可以对电机变频调速装置进行有效应用。特别是在高压甲铵泵以及高压液氨泵运行过程中，对电机变频调速装置的有效应用可以大大降低耗电量，提高节能效果。电机变频调速装置的合成压力一般为14MPa，低于水溶液循环过程中尿素生产工艺的合成压力，能够降低二氧化碳压缩机以及高压甲铵泵、高压液氨泵的电能消耗。2.2配置两台吸收塔在对吸收塔进行设置时，可以将常压吸收塔和低压吸收塔进行搭配应用。在高压洗涤器中，高压系统的尾气无法直接排放，需要利用0.4MPa吸收塔对气体内部的二氧化碳/氨气等进行有效吸收之后，工艺介质可以进入高压吸收塔，再次对低压气体与常压气体中的二氧化碳和氨气进行吸收。在这一过程中可以大大节约原料消耗，并且对降低有害气体的排放量也有积极作用，具有较强的节能环保效益[3]。2.3对压缩机调速、防喘振控制系统进行改造在二氧化碳汽提工艺生产尿素时，装置运行时的调速和防喘振控制系统在长时间运行时会预留一定开度，而压缩机的低压缸内循环量比较低，导致压缩机的运行能耗增加，并且会对压缩机的工作效率产生影响。因此，对其进行改造升级，可以优先选择控制系统的服务商，能够突破传统机械调速中存在的弊端，对提高调速的平稳性和精准性有重要帮助。防喘振裕度在合适范围内能够大大降低二氧化碳压缩机的能量消耗。2.4对二氧化碳压缩机透平蒸汽喷嘴进行改进在尿素生产过程中需要对装备的实际运行状态全面把握，前期低压蒸汽品质差会影响二氧化碳压缩机透平蒸汽喷嘴以及汽缸表面的完整性，导致这两个部件很容易被腐蚀，影响其运行效益。对喷嘴蒸汽喷进行改造后，透平叶片内部不能获取平滑有序的蒸汽流程，会导致蒸汽消耗量增加，降低工作效率。相关人员可以对压缩机透平蒸汽喷嘴进行更换，能够解决工作效率比较低的问题，实现节能降耗目标。结语总之，在二氧化碳汽提工艺生产尿素过程中对先进科技进行充分应用，可以大大提高尿素生产效率。但是为了保证二氧化碳汽提工艺的节能环保效益，需要加强节能降耗措施的合理应用。在未来的二氧化碳汽提工艺发展过程中，除了积极引进先进技术之外，还需要考虑先进技术与节能降耗之间的关系，对二氧化碳汽提工艺生产要素进行合理控制。在实现技术创新和优化的同时，提高二氧化碳汽提工艺生态环保效益，促进煤化工企业可持续发展。Reference：[1]张月涛.二氧化碳汽提工艺在尿素生