煤化工生產工藝中溴化鋰技術的運用范文

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摘要:針對原料氣壓縮機一段進口煤氣冷卻器采用地表水(溫度約20℃)冷卻，冷卻效果差，影響原料氣壓縮機打氣量的問題，通過新建溴化鋰機組，用溴化鋰冷卻水替代地表水，降低原料氣壓縮機一段進口煤氣溫度，提高壓縮機打氣量，進而實現提產增效的目的。

關鍵詞:溴化鋰;煤氣冷卻;提產增效

晉能控股裝備制造集團天源山西化工有限公司(簡稱天源公司)現有9臺原料氣壓縮機，其中1～6號原料氣壓縮機進口煤氣采用尿素溴化鋰冷卻水降溫，冷卻效果較好，進口煤氣經溴化鋰機組冷卻后溫度可降低至22℃;7～9號原料氣壓縮機進口煤氣采用地表水冷卻后溫度只能降低至28℃，冷卻效果較差，在夏季氣溫較高時，對系統生產影響尤為嚴重［1］。因此，需要對7～9號原料氣壓縮機進口煤氣進一步降溫，以提高原料氣壓縮機打氣量，消除高溫對系統生產的影響。

1溴化鋰技術介紹

目前，溴化鋰機組制冷技術已被廣泛應用，該技術成熟、穩定，可以低勢熱能作為動力，不需要耗用大量電能，具有很好的節電、節能效果，裝置運轉費用低、經濟性高。安全環保方面，整個制冷裝置在運行過程中振動小、噪聲低，無臭、無毒、無爆炸危險，安全可靠，有利于滿足安全環保的要求。運行方面，冷量調節范圍寬，性能穩定，對外界條件變化的適應性強。

1．1溴化鋰機組制冷的基本原理

溴化鋰機組蒸發器內部控制壓力為6mmHg(0．78kPa)左右，制冷劑對應的的蒸發溫度約為3．7℃，在蒸發過程中，制冷劑吸收管束內冷媒水的熱量，從而達到制冷的目的。蒸發后的制冷劑蒸汽在冷凝器中被循環水冷凝后，經濃溶液吸收利用［2］。

1．2溴化鋰機組流程

吸收器內的稀溶液由溶液泵送往高壓發生器，進入高壓發生器的稀溶液被管內飽和水蒸氣的潛熱加熱，使溶液濃度提高成為濃溶液;濃溶液與稀溶液換熱，溫度降低后進入低壓發生器，濃溶液在低壓發生器內經高壓發生器蒸汽再次加熱提濃，提濃后的濃溶液經溶液泵加壓輸送至吸收器頂部向內噴淋，濃溶液進入吸收器與冷卻水換熱后溫度降低并吸收水分使濃度降低成為稀溶液;制冷劑蒸汽被吸收后釋放出大量的熱量由冷卻水帶走。濃溶液吸收水蒸氣后成為稀溶液，再由溶液泵送往高壓發生器。這個過程不斷循環，蒸發器就連續不斷地制取冷媒水［3-4］。

2溴化鋰方案的確定

結合天源公司實際情況，在不影響現有生產的前提下，擬新建1套溴化鋰機組提供冷卻水，替代7～9號原料氣壓縮機用地表水，實現原料氣壓縮機進口煤氣降溫、提高打氣量的目的。

2．1工藝方案的確定

擬利用7～9號原料氣壓縮機一段進口現有的石墨換熱器(換熱面積為350m2)對煤氣進行冷卻，降溫用冷卻水由原來的地表水改為溴化鋰冷卻水。溴化鋰機組采用吸收式制冷，以蒸汽為動力、水為制冷劑、溴化鋰溶液為吸收劑，制取冷媒水。結合天源公司現有低品位能源利用及蒸汽平衡，擬利用低壓蒸汽作為熱源。項目用蒸汽、用電等依托現有公用工程系統;為降低投資，縮短建設周期，項目用溴化鋰機組采用二手設備。

2．2溴化鋰機組制冷量的確定

原料氣壓縮機進口體積流量為9000m3/h(標況，干基)，壓力為20kPa(表壓，本地大氣壓力)，氣體成分見表1。煤氣冷卻溫度要求為由35℃冷卻至25℃，經計算，需新增1臺1．2552×1010J制冷量的溴化鋰機組。

2．3設備布置方案

結合廠區建設情況，擬做如下布置:溴化鋰制冷機、輔機設備放置在合成電站循環水東側空地;7～9號原料氣壓縮機一段進口煤氣冷卻器利舊。

2．4半水煤氣降溫工藝流程

(1)低壓蒸汽來自低壓蒸汽管網，壓力為0．6MPa、溫度為160℃，經過調節閥進入溴化鋰機組發生器，給溴化鋰溶液提供蒸發熱后，蒸汽冷凝液去脫鹽水槽。(2)循環水來自循環水總管，壓力為0．4MPa、溫度＜20℃，進入溴化鋰機組，熱交換后返回循環水管網，形成閉路循環。(3)冷卻水從溴化鋰機組出口去石墨換熱器，與半水煤氣換熱后通過冷水泵打入溴化鋰機組制冷，形成循環。

3實施效果

改造前后7～9號原料氣壓縮機進口半水煤氣溫度對比見表2。由表2可以看出:原7～9號原料氣壓縮機采用地表水冷卻，原料氣壓縮機進口平均溫度(即地表水冷卻后煤氣溫度)為28℃左右，改用溴化鋰冷卻水后，原料氣壓縮機進口平均溫度(即溴化鋰冷卻后煤氣溫度)下降到24℃左右，降溫效果良好。

4經濟效益分析

7～9號原料氣壓縮機3臺運行總氣體積流量為90000m3/h，半水煤氣溫度從28℃降至24℃，壓力為27kPa，當地大氣壓力為96kPa。以每小時為基準計算，28℃時半水煤氣含水質量為2．75t，24℃時半水煤氣含水質量為2．15t，則降溫后冷凝水質量為0．6t，可增加有效打氣量747m3。根據天源公司現噸氨耗煤氣2850m3計算，則每小時可增加合成氨產量0．26t。僅計算打氣量的影響，按年最高氣溫月(5月—9月)核算共計153d，每月考慮2d的系統波動時間，即每年可增產合成氨895t;按2020年天源公司合成氨平均售價2350元/t計算，年可增加銷售收入約210萬元，經濟效益可觀。

5結語

項目實施后，7～9號原料氣壓縮機進口煤氣溫度可降至24℃，降溫效果好于預期;原料氣壓縮機一段進口煤氣溫度降低，增產效果較為明顯，年可增加銷售收入約210萬元，實現了提產增效的目的。

作者：高永麗 單位：晉能控股裝備制造集團天源山西化工有限公司