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闪蒸槽低液位的现象如何判断及如何处理?-高压风机厂

  NHD法脱碳、脱硫净化技术作为一种物理吸收方法,具有能耗低,净化度高,操作稳定、设备及流程比较简单等优点而备受青睐,特别是NHD脱碳技术,目前正广泛应用于氮肥行业,对于新建项目,该技术更是首选的脱碳工艺。

  山西省化工设计院从1996年设计山西省吕梁化肥厂第一套NHD脱碳装置至今,已设计了不同规模的NHD脱碳装置9套,并且结合设计原理和装置投产运行情况以及现场操作经验,逐步形成了具有自己特点的工艺流程,与传统的NHD脱碳工艺流程相比较,在占地、运行稳定性、节能性等方面都有进一步的提高。下面以年产18万t合成氨为例,对关键设备和流程的改进分别进行论述。

  1溶液氨冷器的改进

  传统的NHD脱碳工艺流程中,氨冷器为立式管壳换热器,液氨由设备上部进入管程,我们在设计当中发现,换热只在液氨与NHD溶液之间进行,而蒸发出的气氨所带的冷量却无法利用,并且由于气氨温度过低(-15 ℃),氨气体进入冰机后使机器内部润滑油温度较低,黏度增大,润滑效果差,从而导致冰机不能正常运行。

  通过对先前氨冷器的设计经验及化肥厂的实践,我们将原有的立式氨冷器改为卧式管壳式氨冷器,NHD溶液走管程,液氨走壳程,液氨的液位保持在容器高度的1/2~2/3,这样使气氨也与NHD溶液换热,气氨出口温度为-10 ℃,既充分利用了气氨的显热,节约了冷量,也了冰机的正常运行。此项措施将年节约电费15万元。

  2高压闪蒸槽的改进

  闪蒸的基本原理是根据混合溶液中几种物质的沸点不同,当温度、压力发生改变,使其中某个组分或某些组分从液相转移到气相。溶液的闪蒸率与许多因素有关,如压力、温度、闪蒸面积等。

  传统工艺流程(见图2)中,高压闪蒸槽的结构形式为卧式容器,内装折流板,此种形式结构简单,易于加工,但最大的缺点是闪蒸面积小,液体流动阻力大,从而使液体压差减小,造成了N2,H2等气体闪蒸不充分,最终影响低闪气中CO2的纯度,再者随着装置规模的扩大,卧式容器占地较大的问题也逐渐体现出来。

  在改进后的流程中将高压闪蒸槽在充分考虑到闪蒸的基本原理后,采用了立式容器形式,内装规整填料,溶液进口设置液体分布器。这种设计由于用填料取代折流板,使闪蒸面积大大增加,同时将高压闪蒸槽、解吸气分离器、空气水分离器、高闪气分离器合并组成联合操作塔(见图1),高压闪蒸槽置于顶部,虽然设备结构较原先单体设备复杂一些,但操作却较为集中,而且占地也较小,并且减少了封头的制作。尤其对于旧厂时,如有旧的塔类设备,只需稍加便可投入使用,同时由于高压闪蒸槽较高,减小了与低压闪蒸槽的位差,从而为低压闪蒸槽的改进创造了条件。

  3低压闪蒸槽的改进

  对于低压闪蒸槽的改进基本原理同高压闪蒸槽,即将原设计的卧式容器改为立式容器,内装规整填料,并且将其布置在气提塔顶部,使低压闪蒸槽与气提塔成为一体。由于高压闪蒸槽位于联合操作塔顶部,具有一定的高度使其与低压闪蒸槽之间的位差及管中的压力降小于高压闪蒸槽与低压闪蒸槽之间的压差,NHD溶液可直接由高闪槽进入低压闪蒸槽,然后再由低压闪蒸槽自流入气提塔,从而省去了原有的富液泵。这样设计不仅降低了投资而且节约了电能。节省了3台泵的投资约20万元,以两台泵的电机功率计算,操作费用仅电费每年可节约60万元~70万元,而加上设备维修等费用,节约的将更多。

  4气提鼓风改气提引风

  原工艺流程中气提塔内的空气由空气鼓风机鼓入,这时空气由于经过鼓风机加压,温度较高,虽然经过空气冷却器冷却,但温度降低有限,同时空气温度高其中所含的水分量也较大,使脱水塔负荷增大,最终影响NHD溶液对CO2的吸收。因此为减轻脱水塔负荷,减少因气提空气带水入脱碳系统,可将气提操作改为负压气提,即由原先空气鼓风机向气提塔鼓空气改为从气提塔顶抽引气提气,CO2分压可大大降低,引风量也可降低1/4,并且降低空气温度,减少进塔空气量,同时以负压再生溶液再生度,实际运行当中再生贫液中CO2残量基本检测不到。此项措施可年节约电费50万元,一次投资减少5万元。

  5脱水塔的

  通常NHD脱水装置中脱水塔为填料塔,内置加热器,管程介质为蒸汽,壳程介质为NHD溶液,但容易产生偏流现象,影响蒸发效果。为了避免这一现象,可将加热器移至塔外,单独设一个管壳式换热器,管程介质为NHD溶液,壳程介质为低压蒸汽,使NHD溶液强制循环加热,从而达到脱水效果。

  6CO2回收率的提高

  NHD脱碳装置虽然具有能耗低,净化度高,操作稳定等特点,但也有其局限性的一面,即CO2 的回收率不高,如以煤为源头的合成氨装置,依据工艺物料流程,在低压闪蒸槽只有65 %的CO2得到回收,其余除高压闪蒸槽可回收极少一部分的CO2外,均随气提气放空,即回收率为65 %,基本满足本系统尿素生产需要,但如果想外购合成氨用以增产,则将受到。

  对这一问题可以在低压闪蒸槽与气提塔之间设真空闪蒸槽,进一步降低闪蒸压力,从而提高CO2的回收率。

  PC脱碳工序常见事故和不正常现象及处理方法

  序号

  事故及不正常现象名称

  原因分析

  处理方法

  1

  吸收塔净化气带液

  ⑴液位控制太高。

  ⑵液位计产生假液位。

  ⑶液位自动调节系统及报警系统失灵。

  ⑷塔内填料堵塞严重。

  ⑸进塔碳丙流量突然增大。

  ⑹塔卸压过快。

  ⑴开大富液出口阀。

  ⑵捅液位计气液相阀,排体,使流体流动畅通。

  ⑶检修液位自动调节系统和报警系统。

  ⑷清洗填料。

  ⑸减少碳丙流量和进塔气量。

  ⑹卸压时要缓慢进行。

  2

  吸收塔富液

  ⑴液位控制过低。

  ⑵液位计产生假液位。

  ⑶液位自动调节系统及报警系统失灵。

  ⑷进塔碳丙流量突然减少。

  ⑴暂时关闭富液出口阀,将液位恢复正常后再打开。。

  ⑵捅液位计气、液相阀,使液体流动畅通。

  ⑶检修液位自动调节系统和报警系统。

  ⑷加大碳丙流量。

  3

  溶剂泵跳闸或电流超载

  ⑴外电影响。

  ⑵泵或电动机发生故障。

  ⑶涡轮机机械故障,离合器弹性金属片断裂。

  ⑴打灯铃信号给合成压缩紧急停车。⑵立即开备用泵,对故障泵或电机进行检修。

  ⑶立即开备用泵,对故障机械进行检修。

  4

  带压闪蒸器液位计爆破

  ⑴超压或震动。

  ⑵玻璃管安装不当。

  ⑶玻璃管质量等其它原因。

  ⑴关液位计气液相阀,更换玻璃管,同时要消除超压和震动现象。

  ⑵关液位计气液相阀,更换玻璃管⑶关液位计气液相阀,更换玻璃管

  5

  溶剂泵抽空

  ⑴溶剂泵入口缓冲槽液面过低。

  ⑵进口阀开度太小。

  ⑶系统有大量炭丙泄漏或气体带液太多。

  ⑷开车时泵出口阀开得太大,溶剂来不及循环。

  ⑴提高缓冲槽液位。

  ⑵开大进口阀。

  ⑶检查并及时果断处理。

  ⑷开车的泵出口阀应开得小些,待溶剂开始循环后再逐渐开大碳丙流量。

  6

  常解气中CO2纯度降低

  ⑴闪蒸压力高,富液中氢、氮气在闪蒸塔内量减少。

  ⑵常解气管道法兰及洗涤塔人孔等处密封不严,造成空气漏入。

  ⑶碱压缩岗位控制不当,造常解气管道真空度过高或波动大。

  ⑴降低闪蒸压力,控制在0.5~0.6MPa范围内。

  ⑵查找漏点并处理。

  ⑶联系压缩降低真空度来减少空气漏入量。

  7

  碳酸丙烯酯被稀释

  ⑴变换气温度高,其水蒸汽分压高进入系统后,水蒸汽冷凝成水混入碳丙造成稀释。

  ⑵变换气带水。

  ⑶空气湿含量大,气提空气带入水蒸气多。

  ⑷稀液补充量多。

  ⑴降低变换气温度,且始终控制进脱碳塔变换气温度低于溶液温度,让变换气中水份进塔为一蒸发过程⑵加强变换气分离器的排污,防止带水。

  ⑶控制好稀液补充量及稀液最终浓度及气提气液比。

  ⑷控制好稀液补充量,及时分析系统碳丙含水量,做到定量补充。

  8

  净化气中CO2含量超标

  ⑴脱碳塔气液比太大,即进脱碳塔溶剂流量小。

  ⑵进脱碳塔的碳丙液温度高。

  ⑶进脱碳塔的碳丙流中CO2含量高

  ⑷碳丙液被稀释。

  ⑸脱碳塔压力低。

  ⑹脱碳塔内填料有堵塞现象,气液偏流,接触不良。

  ⑺生产负荷太大,超负荷运行。

  ⑴适当加大进脱碳塔的碳丙流量,降低塔内气液比。

  ⑵加大碳丙冷却器冷却水量或使用温度低的冷却水,以提高冷却效果,降低进脱碳塔碳丙温度,如果冷却器有结垢堵塞现象,应停车清洗。⑶提高气提气液比等相应措施,降低贫液中CO2含量,提高进脱碳塔的碳丙液贫度。

  ⑷降低碳丙液中的水含量,可补充新碳丙液或更换部分,防止碳丙液被稀释。

  ⑸脱碳压力控制在指标内。

  ⑹清洗脱碳塔内填料,防止气液

  偏流。

  ⑺降低负荷,不可超负荷运行。

  9

  CO2吸收塔塔底液位波动大

  ⑴闪蒸塔压力波动大,造成富液流量波动。

  ⑵溶剂泵打液量不稳,系统压力波动大。

  ⑶空气压力低,造成吸收塔富液闪蒸塔气动阀失灵。

  ⑷假液位,仪表显示液位计失灵。

  ⑴通过补压控制闪蒸气相阀等措施稳定闪蒸塔压力。

  ⑵稳定溶剂泵打液量及系统压力。

  ⑶联系空压站迅速提高空气压力。

  ⑷联系相关人员修理。

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