5515097180清洁项资金应用示范项目资金申请报告.doc

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1、清洁生产专项资金应用示范项目资金申请报告二一年四月目 录一清洁生产专项资金申请报告正文部分1项目申报承诺书12清洁生产项目汇总表23企业基本情况33.1企业基本情况表33.2公司简介及清洁生产审核情况44项目基本情况表65示范技术来源及示范效果分析75.1二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造项目75.2合成氨系统清洁生产改造项目135.3 项目改造实施方案256项目实施条件及项目进展356.1项目资金来源土地环评等配套设施356.2项目建设周期356.3项目进展情况36二清洁生产专项资金申请报告附件部分1.项目可行性研究报告2.企业营业执照副本3.项目备案证4.#省环保局对项目环境影响报告表的批

2、复5.股份公司土地证6.土地使用说明7.资金存款证明8.清洁生产审核验收证明材料9. 近三年公司的资产负债表利润表现金流量表10. 专利申请受理通知书1项目申报承诺书本次申报的#股份有限公司清洁生产专项资金应用示范项目包括两部分,分别为二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造及合成氨系统清洁生产技术改造,其中二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造,减少二氧化碳排放,并减少蒸汽的使用;合成氨系统清洁生产技术改造真正做到清洁生产,减少废气废渣的排放,并增产蒸汽此次改造项目也正是实施节能减排的一个重要措施,我公司承诺该改造内容真实可靠 企业法人代表:# 二一年四月2清洁生产项目汇总表序号项目申报单位项目名称项

3、目简介技术来源及推荐理由建设周期项目类别是否获得过中央财政其它支持是否已申报国家其他部门中央财政资金项目总投资(万元)备注名称所属行业分类及代码总 计 1#股份有限公司2613清洁生产专项资金应用示范项目1二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造:拟建设规模为年回收利用CO25000万m3,替代造气车间原有消耗的水蒸气,达到节能降耗的目的,具体为型煤气化改造变换改造脱碳改造压缩机改造本技术属于消化吸收并创新开发,已在公司进行一系列中小规模的工业化试验,达到了预期效果,并掌握了大量运行数据2合成氨系统清洁生产技术改造:建设一套以原有吹风气合成弛放气,并新利用造气炉渣烟道灰以及造气循环水沉渣等三废为燃料

4、的三废混燃炉,改造后每小时综合利用废渣11吨,年多产蒸汽31.2万吨,减少21386吨烟尘排放项目采用山东临沂正大热能研究所的三废混燃炉技术;在原有厂区建设一套8-2-3-2变温变压吸附吹扫流程提氢装置,充分回收脱碳闪蒸气中合成氨有效气体生产液氨,并利用吹扫流程克服原有变压吸附抽真空再生消耗的大量电能本改造采用成都天立化工科技有限公司变温变压吸附吹扫流程提氢技术上述项目被国家工信部列入氮肥行业清洁生产技术推行方案,并要求进一步推广扩大应用范围一年应用示范项目否否# 3企业基本情况3.1企业基本情况表 单位:万元企业名称#化工股份有限公司法定代表人#企业地址联系电话企业登记 注册类型股份有限公司

5、职工人数(人)2403其中:技术人员(人)645隶属关系地方银行信用等级AAA有无国家认定的技术中心有 企业总资产465567固定资产原值253934固定资产净值127898资产负债率66%企业贷款余额193650其中:中长期贷款余额96750短期贷款余额96900主要产品生产能力,国内市场占有率,改造前一年水能源及相关资源消费量1主要产品生产能力:合成氨40万吨/年尿素65万吨/年离子膜烧碱12万吨/年季戊四醇8万吨/年甲醛20万吨/年甲醇10万吨/年;2市场占有率:季戊四醇国内市场占有率为80%,尿素国内市场占有率为8%左右;3能源及资源消耗量:2009年消耗无烟煤75万吨电9.2亿度,蒸

6、汽消耗138万吨 年度(近三年)企业经营情况2007年 2008年2009年备注销售收入220697243049206629 利 润227051504123933 税 金9721110784928 3.2公司简介及清洁生产审核情况#化工股份有限公司为国有控股上市公司,主营化肥化工产品的生产与销售公司为全国重要的化肥生产企业全国第三家大颗粒尿素生产企业亚洲第一大季戊四醇生产企业,拥有年产40万吨合成氨65万吨尿素(其中大颗粒尿素30万吨)8万吨季戊四醇12万吨离子膜烧碱12万吨聚氯乙烯60万吨磷铵10万吨甲醇20万吨甲醛等主导产品的生产能力,并拥有80MW装机容量的热电厂#化工股份有限公司由#集

7、团有限责任公司控股#集团是全国520家重点企业之一,是中国石化行业最具影响力十大代表企业之一,也是国家重点实施“十一五”节能减排的千家企业之一企业拥有总资产400亿元,从业人员5万多人,下辖40多家子公司,其中2家上市公司5家中外合资公司,重点发展化肥化工矿山开发商贸和房地产开发五大支柱产业,拥有60多种产品2009年实现销售收入305亿元,2010年预计销售收入突破400亿元是国内最大的合成氨生产企业,是世界最大的季戊四醇生产基地,是全国最大的磷铵生产厂家,是#省最大的氯碱产品生产企业综合实力在全国小氮肥行业中名列第一,居全国氮肥行业前列#化工股份有限公司位于#,主要经营化肥聚氯乙烯等化工产

8、品的生产与销售,是#省重要的支农骨干企业,也是#市发展现代化工业的重要基地公司为贯彻实施中华人民共和国清洁生产促进法,实施可持续发展战略,加快生态省建设,提高资源利用效率和污染防治总体水平,于2006年7月份委托#省化工清洁生产中心协助#公司对公司主要生产线开展清洁生产审核工作2006年8月9日,#省化工清洁生产中心对企业各分厂各车间领导以及各相关部门负责人进行清洁生产审核培训,主要了解了清洁生产的发展实施清洁生产的必要性主要手段审核过程以及相关案例2007年6月#省化工清洁生产中心完成清洁生产审核报告,并报#省环保局进行审核验收2008年6月18日至7月8日在#省环保厅网站进行清洁生产审核验

9、收公示,并于2008年8月通过省环保局清洁生产审核验收4项目基本情况表企业名称#化工股份有限公司所属行业制造业项目名称清洁生产专项资金应用示范项目建设年限20102011项目建设必要性#化工股份有限公司现有40万吨合成氨,65万吨尿素,现有造气车间以粉煤制成的煤棒空气和水蒸气生产合格的半水煤气,吹风气送往第一代第二代三气锅炉副产蒸汽,炉渣烟道灰和造气循环水沉渣堆积后外卖;脱碳车间采用传统的PC工艺,其脱碳闪蒸气全部放空为了克服现有第一代三气锅炉热效率差,烟尘排放量大,充分利用脱碳闪蒸气中合成氨有效气体,同时利用现尿素生产中富余的CO2替代部分造气车间的水蒸气,拟在现有的基础上,技术改造以下三项

10、目: 项目建设内容1利用公司现有产业链优势,回收尿素生产中富余的CO2替代部分水蒸气,作为气化炉气化剂,减少煤棒气化过程中消耗的蒸汽,具体为型煤气化改造变换改造脱碳改造压缩机改造2拆除第一代三气锅炉,在原址建设一套75t/h三废混燃炉,以原有吹风气合成弛放气,并新利用造气炉渣烟道灰以及造气循环水沉渣为燃料3在原有厂区建设一套8-2-3-2变温变压吸附吹扫流程提氢装置,充分回收脱碳闪蒸气中合成氨有效气体生产液氨,并利用吹扫流程克服原有变压吸附抽真空再生消耗的大量电能 建成后达到目标项目竣工后,累计投资达到1.1亿左右,年经济效益5887万元,其中 CO2回收用作造气气化剂项目综合利用合成氨生产中

11、的CO2废气5000万m3/年,实现了原料替代源头减量和资源深度利用;三废混燃炉改造每年多副产31.2万吨蒸汽,减少烟尘排放21386吨,每小时综合利用废渣11吨,有效解决了废渣堆放带来的二次污染;提氢装置可回收利用原有排放约10000m3/h废气,生产液氨和尿素 项目总投资11221固定资产投资11221银行贷款0自筹及其他11221新增销售收入0新增利润5887新增税金1414新增出口创汇0项目前期工作情况完成可行性研究立项环评等及项目的前期设计工作5示范技术来源及示范效果分析 申请本次清洁生产专项资金项目内容包括两部分,分别为二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造项目及合成氨系统清洁生产技术

12、改造项目,现将两个子项目示范技术来源及示范效果分析如下:5.1 二氧化碳回收用作造气气化剂技术改造项目煤炭气化方法按所用气化剂的压力不同,可分为常压气化和加压气化常压气化所使用的气化剂为空气或空气+水蒸气若是富氧气化,气化剂则为富氧空气+水蒸气加压气化一般使用纯氧+水蒸气作气化剂采用什么样的气化方式,完全取决于煤气的用途在气化剂中用CO2取代水蒸气作气化剂,或者加入CO2替代部分水蒸气作气化剂,生产出的高纯CO或者具有不同组成的煤气,可满足不同的煤气用途的需要这是一项有意义的研究课题在这个技术领域的应用与研究中,国外报道的资料较少,国内近几年研究的进展较快5.1.1国外技术的开发国外的研究主要

13、限于用纯CO2和纯O2作气化剂与焦炭生产高纯CO气体,供作生产碳一化工产品及其衍生物据报道的有:美国专利,BEYER公司CO气化炉生产工艺,用纯氧和CO2的混合气与焦炭进行气化,液态排渣只有专利报道,未见到生产装置报道日本日特专利报道,日本钢管株式会社高纯度CO制备技术,也是用纯氧和CO 2混合气与焦炭进行反应气化,液态排渣,为了排渣顺利,加入助熔剂Dravo公司在WellmanGalusha气化炉上,曾建有一套用纯氧一CO2和焦炭制备CO的工业试验装置,但尚未工业化应用国外某厂有过用CO2代替部分水蒸气作气化剂的报道据称,在不破坏炉内正常气化的情况下,可节约水蒸气40%左右,同时煤气产率提高

14、,可节煤18%左右5.1.2 国内的技术研究与应用国内各界对二氧化碳做气化剂的研究主要是从三个阶段进行的,起初在理论上对二氧化碳做富氧气化的构想二氧化碳回收作重油造气炉的部分气化剂的构想及至后来研究出新型高纯度CO气体生产技术,慢慢地开始在各领域实施,具体如下所述:5.1.2.1 二氧化碳富氧气化的构想1998年,湘江氮肥厂的黄元工程师从气化理论和综合计算上,定量浅析了CO2代替部分水蒸气作气化剂的可行性主要基于以下考虑:湘江氮肥厂有一套年产3万t油头的单醇生产装置,由于油价高,拟将油头改为煤头,采用间歇煤气炉上吹气的后半部分和下吹气的前半部分优质水煤气供给单醇系统但此法限制了煤气炉使用富氧空

15、气,需多炉供气,而且对合成氨单醇两系统用气有交叉影响若使用一般富氧气化,煤气中氮含量高达12%左右提高氧含量,使N2含量达到要求,却难以保证正常生产于是,黄元工程师提出了气化炉采用CO2O2和水蒸气作气化剂以改善煤气组成的构想二氧化碳与煤气炉中炽热的碳的反应为吸热反应,避免了氧浓度高,原料煤在氧化层过热熔融,起到了与蒸气在氧化层调节温度相似的作用,同时减少了蒸气消耗;CO2也是一种碳资源,CO2参与反应可以降低煤耗他从气化理论(主要是热力学和动力学)分析认为,CO2的加人,只要加人的量适当,不但不会影响煤气炉的正常生产,而且还有利于煤气炉的生产并给出了采用综合计算法利用空气富氧气化和间歇煤气炉

16、的一些实际数据,进行物料和热量平衡的结果,见表1气化剂用量:纯氧2800m3/h;CO21160m3/h;蒸气5500kg/h;煤气产量625kmol/h;CO2转化率44.34%表1煤气组成(%)CO2H2COCH4O217.629.450.82.00.2可以看出,煤气成分中,COCO2含量较高,但可通过变换,脱碳来调节由于N2的消除,大幅度降低了甲醇合成的弛放气量,也适合作单醇的生产用气5.1.2.2 二氧化碳回收作重油造气炉的部分气化剂回收CO2作重油造气炉的部分气化剂是北京化工四厂设想的一项技术该厂有一造气装置的PSA单元产生一股稳定的放空二氧化碳气流,其流量约2500m3/h左右,含

17、CO 275% 含H2:25% ,且成分稳定技术人员设想将该气体返回用作气化炉的部分气化剂重油氧化造气是指重油和气化剂氧气进行部分燃烧,由于反应放出热量,使部分碳氢化合物发生热裂化以及裂化产物的重组反应,最终获得以H2和CO为主体的合成气在氧气中加入CO 2后,增加了C元素和O元素由于c元素的增加,可节省重油消耗;由于O元素的增加,进料的氧气量会下降技术人员通过计算得出:在生产同样合成气的情况下,加人CO2后,可提高产气量约8%,节省氧气量约6%整个回收工艺每年可节省重油约3000t,仅原料费用每年可降低450万元5.1.2.3 新型高纯度CO气体生产技术在气化炉中用纯O2和纯CO2作气化剂与

18、焦炭反应,可以生产高纯度的CO最近几年此项研究在国内比较活跃在此项技术中,CO2除参加反应外,还起到热载体的作用和调节温度的作用,它可以控制燃烧层最高温度在原料焦炭的灰软化温度以下,防止灰渣结块所使用的氧气纯度大于99% ,CO2的纯度大于98.5%2种气体经比例调节进人混合器,通过炉篦均匀分布到炉内,与焦炭发生反应煤气中CO达70%左右,经提纯后获得94%96%的高纯CO产品气该技术是全国煤化工设计技术中心协同济南石化集团有限公司共同开发的据介绍,该工艺也可采用水蒸气O2和CO2作气化剂,以煤为原料生产富含CO的煤气,满足各种工艺需要该技术已在浙江江山化工股份有限公司赤天化四川维尼纶厂新沂农

19、药厂等十余家单位应用,涉及医药农药甲醇DMF醋酸及醋酐等羰基合成领域用CO2或替代部分水蒸气作气化剂或作输送气,国内的研究有一定进展煤炭科学研究总院青年科学基金已批准立项开展对此项技术进行研究从煤炭气化技术的发展趋势看,使用加压气化技术是必然的对加压固定床Lurgi气化技术,使用水蒸气和纯氧作气化剂,如果借鉴前面介绍的技术与经验,用CO2替代部分水蒸气作气化剂,可减少水蒸气用量,增加煤气中CO含量,这对于羰基合成有利如所产富含CO的煤气与富含H2的焦炉煤气或与氯碱工业产生的大量含氢气体反应,生产其他化工产品而对于Shell和GSP这样的干煤粉气流床气化技术,目前采用高压氮气将煤粉输送至气化炉,

20、这样增加了煤气中氮气含量,降低了有效气成分H2+CO的含量,也降低了煤气热值,无论是化工合成(除合成氨外),还是作燃料气均不利若采用CO2作为输送煤粉的介质,则可以大大减少煤气中的氮气含量,并改善煤气的组成由于利用了CO2,减少了温室气体的排放,对改善大气环境有利;同时,符合循环经济资源再利用及清洁生产原则5.1.3技术来源成熟情况及先进性的评价本技术属于#股份公司消化吸收并创新开发,2006年1月25日授权公告的一种流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置专利公开了一种用O2+CO2或空气+CO2为气化剂的流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置整个制气过程分供空气燃烧和供CO2气化两个阶段,两

21、阶段循环交替,燃烧阶段与气化阶段的时间分配为4:6,以水分和挥发份高的煤种为原料时,采取在燃烧阶段加煤,使煤在燃烧阶段除掉水分挥发分而成为焦炭该方法只是简要介绍了空气和CO2两个阶段相互转换操作的方法,并未提供如何供CO2结合以上所述,此技术在理论上已经得到证明可行,但在实际运用中却很少见到目前全国各地化工厂制气技术均有所不同,而二氧化碳的气化剂利用却必须与自身的造气工艺技术相结合针对#YH型粉煤成型连续气化炉生产特点,#技术人员使用CO2做为气化剂进行一系列中小规模的工业化试验,基本达到了预期效果,并掌握了大量运行数据有较好的经济社会效益,为了使该技术得到工业化推广,#拟在现有生产装置上进行

22、运用5.1.4示范效果评价及推广应用前景分析一方面,从人类自身生存发展的需求以及受国际大环境的影响,国家对节能减排循环经济项目十分支持,国家发改委财政部等各部委均有相关推进措施,依托各类工业企业省市纷纷建立起多元化的循环经济生态工业园及循环经济生态城市另一方面,国际社会对二氧化碳等温室气体的减排工作早已付之于行动,实行CDM项目,在发展中国家购买二氧化碳减排指标;国家对此类CDM项目持鼓励支持态度因此本项目即可解决本公司生产系统对CO气体的需求,又可以对废气CO2回收再利用,响应国家和国际社会对环境保护提出的倡议,为人类和社会的可持续发展承担企业应有的责任该技术的具有较好的推广应用前景5.1.

23、5对提升行业清洁生产水平的作用和影响在二氧化碳做气化剂清洁生产示范工程基础上,我公司项目的改造对煤化工业清洁生产技术体系,进一步优化,实现了原料替代/源头减量/资源深度利用和二氧化碳零排放,大幅度提高了资源和能源利用率,为煤化工行业大规模产业化建设提供了科学与工程支撑,该项目的投入示范运行,成为我国氮肥行业标志性的清洁生产技术平台之一该项目建成后,#化工股份公司的工艺废气CO2将全部回收利用;可综合利用CO2废气5000万m3/年,为工业园区空气质量改善做出贡献,同时也可为企业自身的可持续发展创造有利条件,对宜昌市的企业乃至全国同行业,在环保治污和废弃资源综合利用方面起到示范和带动作用5.2合

24、成氨系统清洁生产改造项目合成氨系统清洁生产改造也分为两子项目,分别为三废混然炉技术改造及脱碳闪蒸气提氢改造,现将两个子项目示范技术来源及示范效果分析如下:5.2.1国内技术现状5.2.1.1三废混燃炉技术改造1吹风气回收利用是合成氨甲醇生产节能降耗的主要手段之一国内大多数合成氨生产企业部分甲醇企业以及部分化工企业均是以无烟块煤为原料,采用固定层煤气发生炉生产原料气固定层煤气发生炉是采用空气为气化剂,在生产原料气的同时有大量吹风气的产生,其气量约为原料气量的1.11.3倍,吹风气的成分如下:CO2:13-15%CO:6-9%H2:1-3%H2O:1-3%CH4:0.6-0.8%N2:70-78%

25、 造气吹风气不仅含有大量的可燃气体,排放温度也较高,并且含有少量的污染物H2S或SOX造气工段不仅产生大量的吹风气,同时还有大量的具有一定热值的废灰废渣产生如直接排放不仅是能源的浪费,同时也造成严重的环境污染三废流化混燃炉是将合成氨甲醇企业在固定床造气生产过程产生的吹风气造气炉渣除尘器细灰等,掺入部分煤矸石烟煤和无烟煤末,在三废流化混燃炉内燃烧而制取高位热能蒸汽的装置产出的中温中压蒸汽经抽背式蒸汽汽轮机发电机组,抽出一定压力等级的蒸汽供系统使用,背压后的低压蒸汽供造气,实现合成氨尿素生产企业“两煤变一煤”和“两炉变一炉”的目标2第一第二代吹风气回收利用装置的缺点,第三代吹风气回收利用装置三废混

26、燃炉的诞生从上世纪八九十年代起,合成氨甲醇生产企业便开始了吹风气的回收利用,随即产生了第一代和第二代吹风气燃烧炉第一代造气吹风气回收装置,其燃烧形式是上燃蓄热式,炉内排列了大量的西门子格子砖,利用高热值合成气燃烧蓄热后,来燃烧低热值的造气吹风气,回收热量副产蒸汽,保护环境第二代造气吹风气回收装置,其燃烧形式是上燃改进式或中燃式,在第一代的基础上,增加了燃烧喷头,减少了炉内格子砖,或者采用折流式烟气拱型墙体蓄热,使炉内的阻力大为减小,减小了造气炉送吹风阶段的阻力,烟气燃烧更为完全,使造气系统蒸汽达到了自给第一第二代造气吹风气的回收是在高热值点火气(合成放空气)足够的前提下进行,因而其回收率在95

27、%左右这对于吹风气的回收利用起到了很大的作用,也暴露出很多问题无论是第一代和第二代吹风气燃烧炉均需要点火气源(合成放空气),炉温低于650时吹风气就不能维持燃烧而灭火,送入的吹风气极易发生爆炸同时造气吹风气座板阀开关频繁,关闭不严点火气进入燃烧炉在配风阀来不及调节时,发生爆炸的现象也时有发生第三代造气吹风气回收装置,也就是造气三废流化混燃炉,其燃烧形式是混燃式,它的最大特点是改变了已往以气为点火源蓄热后来燃烧回收造气吹风气的方式,采用造气炉渣或煤为点火源来点燃造气吹风气,其回收过程更安全更经济和前两代相比有了突破性的发展,设计更加合理,使用更加可靠安全它的设计,运用了沸腾床的燃烧特性,借用循环

28、流化床锅炉的部分技术,采用了吹风气余热锅炉的模式,对造气产生的废气废渣废灰能够达到同时混燃,故又可称做“双能源吹风气余热锅炉”,或第三代吹风气余热锅炉其造气吹风气回收率可达100%3三废混燃炉的基本原理主要优点(1)基本原理三废流化混燃炉运用沸腾床的燃烧特性,借用循环流化床锅炉的部分技术,采用了吹风气余热锅炉热量回收的模式,使造气产生的废气废渣废灰能够达到同时混燃,解决了低热值气体单独燃烧需大量点火气和易灭火易爆炸等问题三废混燃炉下部为燃渣燃煤区,中部为造气吹风气燃烧区,烟气从混燃炉顶部进入组合式除尘器,经旋风除尘后,烟气自下部进入遂道窑式余热锅炉,烟尘经落灰管落入下部水封遂道式余热锅炉自前向

29、后的依次为:水冷屏喷水式蒸汽过热器锅炉对流排管省煤器空气预热器电除尘器脱硫装置引风机烟囱三废流化混燃炉主要由三废混燃炉和组合除尘器构成均采用钢制外壳,内部用高铝砖硅酸铝制品黏土轻质砖高强耐磨浇注料等砌筑炉体下部为沸腾燃烧室,配有风室布风板风帽二次风管等风室除和来自空气预热器的风管相连外,还装有点火装置破碎掺合后的混合料(造气炉渣:60%;造气除尘器细灰10%;烟煤或无烟煤沫30%),由料仓进入螺旋给煤机,再由螺旋给煤机将炉渣等混合料送混燃炉下部的燃烧室流化燃烧三废炉中上部为吹风气的燃烧空间吹风气经预混器与空气充分混合后进入炉内,在高温作用下充分燃烧为达到三废混燃炉的综合利用,生产系统的各种废气

30、均可送入三废流化混燃炉内回收处理为有效控制炉膛温度,在炉内布置了一定的受热面,与余热锅炉汽水系统相连,避免了炉壁结焦燃烧后的高温烟气进入组合除尘器,旋风筒是用1Cr25Ni20Si2耐热钢制作在旋风筒和中心筒作用下,进行“烟”“尘”分离(2)三废混燃炉的主要优点经济性:第一,三废流化混燃炉回收造气吹风气,在起始阶段,是以煤为点火源,可少用或不用合成点火气,即造气吹风气回收不受合成放空气量的影响,节约氢气和半水煤气,可使合成氨产量提高3-5%,甲醇提高产量17-20%第二,中小型尿素厂,吨合成氨(或吨甲醇)需外供蒸汽1-3t/h一台三废流化混燃炉不仅能够达到全厂蒸汽自给,实现“两炉变一炉”和“两

31、煤变一煤”的目标,而且一炉多用,实现热电联产发电后的乏汽,通过“抽”“背 ”等方式,把送到生产岗位,由此停掉了能耗高的锅炉,节约了能源,提高了效率,减少了操作人员使新建和扩建的企业能够节约投资约50%安全性:吹风气是低热值气体,低于650时就不能燃烧,如炉温不稳定,就会发生爆炸另外吹风气座板阀开关频繁,关闭不严煤气进入燃烧炉在配风阀来不及调节时,发生爆炸的现象也时有发生如山东某企业一套45t/h的吹风气燃烧炉,在点火开车时发生爆炸,造成人员伤亡,炉体坍塌蓄热式吹风气回收,在点火时也容易发生爆炸事故如山东某化肥厂一套30t/h的蓄热式吹风气燃烧炉,在点火烘炉时操作不当产生爆炸,整套系统除锅炉本体

32、外全部损坏,重新投资近100万元,两个月的时间才修复三废流化混燃炉以煤为点火源,始终是长明火,进入的气体及时燃烧,不存在可燃气体在炉内的积聚,不会发生爆炸也不存在第二代造气吹风气回收装置,在开车点火时送合成气的爆炸条件另外三废流化混燃炉在煤的燃烧过程中,温度高且有氧气过剩,若有多余的煤气送入时只能继续燃烧,也不会发生任何爆炸设置重力式防爆门和薄膜式防爆装置,也避免了吹风气回收过程中的爆炸事故,完全实现了安全生产环保性:化工企业历来被视为污染大户,吨氨产生吹风气4000-4500Nm3炉渣0.3t炉煤灰0.035 t;吨甲醇产生吹风气3200Nm3炉渣0.25t炉煤灰0.030 t;这些低热值废

33、渣废气如不回收利用,既造成环境污染又浪费能源5.2.1.2 脱碳闪蒸气提氢改造氢气是一种用途广泛的工业气体,近20年来,工业界的耗氢量不断增加2000年石油炼制业耗氢量估计为1.43亿m3/d,但另一方面,又排放大量的含氢工业废气,没有充分利用而作为低热值燃料烧掉,回收这部分氢气不但缓和氢气短缺,还节约大量制氢用轻油,在经济上很有吸引力大中型富氢混合气体分离主要采取变压吸附法,其单套制氢量从每小时几百立方米到十万立方米目前国内石化企业几套大型PSA制氢装置均从国外引进,随着国内几大石化基地改扩建,必然会消耗更多的气体原料(包括氢气),而我国氢气生产和使用一般都在同一企业,基本上是自给自足,很少

34、外供,所以大型石化企业合成氨厂化工厂等这些制造含氢工业废气的耗氢大户,对PSA有很大的要求1 变压吸附制氢工艺原理变压吸附制氢是基于氢气在固体吸附剂上的物理吸附平衡,它是以吸附剂在不同压力条件下对气体混合物中不同组分平衡吸附量的差异为基础,有选择性地在高压下对杂质气体进行吸附,低压下解吸杂质气体使吸附剂得到再生的循环过程变压吸附制氢工艺主要由三个步骤组成:高压吸附低压解析升压,如图1所示首先,富氢混合气体在高压下自下而上进入吸附床层,CO2COCH4等杂质被床层内被吸附剂吸附,而弱吸附组分氢气作为产品脱离床体然后根据吸附组分的性能,采用逆向泄压,产品氢吹扫等方法使吸附剂获得再生,吸附剂再生完成

35、后,吸附床再次升压至吸附压力,至止吸附床就完成了一个吸附和再生的循环过程通常采用2个或更多的吸附床,使得吸附床交错处于吸附再生周期循环过程之中,来维持一个连续的产品氢气流2 变压吸附制氢工艺的改进(1) 增加均压次数在最初的二床流程中,一个吸附床吸附,另一床再生,每隔一定时间互相交替吸附结束后床内死空间气体随降压而损失了,吸附压力越高损失就越大为了回收和利用吸附结束时存留在吸附床内死空间的有用组分,美国联合碳化物公司率先引入均压步骤,在变压吸附工艺的吸附阶段,吸附床中气体杂质浓度峰面远未到达吸附床的出口端时,停止吸附步骤,然后将该吸附床与一个已完成解吸并等待升压的吸附床连通,此时需降压解吸的吸

36、附床压力逐级下降,而需升压的吸附床的压力得到逐级升高,最终两床压力平衡(称为均压),这样既回收了吸附床死空间中的氢气又利用了其中的能量一般说来,增加均压次数,可回收更多的氢气,氢气的收率也就提高目前,工业上已开发出了416床等多种多床工艺 ,二次均压时H2回收率为7075%,三次均压时,H2回收率为8085%,四次均压时,H2回收率为8590%但由我们也可以看出,随着均压次数的增加产品回收率提高的幅度越来越小,而且均压次数提高必须增加吸附塔,设备投资增加,同时均压次数受到循环步序周期时间的限制杨皓等发明了一种利用空罐增加变压吸附工艺流程中均压次数的方法,他利用一个或多个空罐回收吸附塔降压过程流

37、出的气体,分阶段回收流出气,并将空罐气体用于吸附塔升压或冲洗,由此协调吸附塔之间的配合这些用作间接均压的空罐,可以将变压吸附每一个步序时间按照吸附剂特性需要独立地加长或缩短,均压次数的确定不再受到吸附塔数量的限制,其设计的四塔变压吸附流程均压次数可以达到7次,H2回收率达到98%(2)真空解吸工艺通常在PSA工艺中吸附剂床层压力即使降至常压,被吸附的杂质也不能完全解吸,这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”,将较难解吸的杂质冲洗下来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率;另一种是利用抽真空的办法进行再生,使较难解吸的

38、杂质在负压下强行解吸下来,这就是通常所说的真空变压吸附优点是再生效果好,产品收率高比传统的顺放冲洗工艺提高了56个百分点但其缺点是需要增加真空泵,能耗较高,且增大维修成本一般而言,当原料气压力低回收率要求高时才采用真空解吸工艺(3)快速变压吸附工艺快速变压吸附工艺是由QuestAir技术公司新开发的一种全新工艺,它与传统的变压吸附工艺有着相当大的差异该工艺采用规整化结构的负载型吸附剂和多通道旋转阀 ,可使循环速度比常规PS A高出两个数量级,而且设备尺寸也大大减小,仅为原来的l0%,设备投资成本可降低2050%3联合工艺的开发应用由于分离任务的多种多样以及原料气组成的千差万别,使得有时仅仅使用

39、一种分离工艺不能充分利用已有资源甚至难以达到即定的分离目标,因此有必要将不同的分离工艺进行合理的结合,使它们扬长避短,从而有可能达到更好的分离效果目前主要有膜分离+变压吸附PSA技术深冷分离+变压吸附PSA技术变温变压吸附技术5.2.2技术来源成熟情况及先进性的评价5.2.2.1三废混燃炉技术改造对于吹风气等回收利用,人们经过了不断的摸索和提高,由此产生了三代回收模式第一代:蓄热式,利用高热值合成气燃烧蓄热后,来燃烧低热值的造气吹风气;第二代:喷头式,即现在普遍使用的一种,在第一代的基础上,增加了燃烧喷头,减少了炉内蓄热格子砖或者不用格子砖,使炉内的阻力大为减小,减小了造气炉送吹风阶段的阻力,

40、提高了造气炉的负荷,同时吹风气燃烧更为完全,实现了造气岗位蒸汽自给;第三代:混燃式,也就是造气三废流化混燃炉,较第二代又有了突破性的进步,使吹风气的燃烧不再完全依赖合成放空气的助燃,而是借助于燃煤的温度,保证了吹风气的充分燃烧同时充分利用了低热值的造气炉渣煤灰矸石无烟煤末等燃烧过程中,“煤”“气”热量互补,从而实现了稳定的燃烧该技术被国家授予专利专利号:为ZL 01215849.6,其先进性描述如下: (1)安全性 克服了第二代造气吹风气燃烧炉开车点火时送合成气时的爆炸条件,避免了吹风气回收过程中的爆炸因素,使造气吹风气回收过程达到安全化(2)三废流化混燃炉回收造气吹风气过程中,是以煤为点火源

41、,可少用或不用合成点火气,即造气吹风气回收不受合成因素的影响,节约氢气和半水煤气,可使合成氨产量提高3-5%(3)中小型尿素厂一台三废流化混燃炉就能达到全厂蒸汽自给,实现了尿素生产的两炉变一炉和两煤变一煤的目标(4)解决了造气生产废气废渣废灰综合治理的难题,保护了环境(5)一炉多用一炉多能,停掉能耗高的锅炉,节约能源,提高效率,同时可减掉部分操作人员(6)一台三废炉的投入,两台锅炉的收益,使新建和扩建的企业节约投资达50%本公司的三废混然炉改造技术属于引进应用,采用山东临沂正大热能研究所的三废混燃炉技术,该技术被国家工信部列为氮肥行业清洁生产技术推行方案中推广技术5.2.2.2脱碳闪蒸气提氢改

42、造变温变压吸附(TSA)是利用气体组分在固体材料上吸附性能的差异以及吸附容量在不同温度下的变化实现分离,其尤其适合在常温状态下强吸附组分不能良好解吸的分离中石油大连石化分公司装置富氢尾气中含有不少C5及C5以上的组分,单独使用PSA工艺会使吸附剂很快失活,为此采用TSA+PSA联合工艺,原料气先进入TSA单元,在常温下脱除原料气中C5及C5以上组分,同时利用加热的PSA解析气作为TSA单元的再生冲洗气,在该联合工艺中,TSA可以有效地脱除原料气中饱和水和C 等杂质,保证后续PSA塔吸附剂的寿命,并对原料气组分的变化起缓冲作用该装置自投产6年多来,运行一直很稳定,吸附剂没有更换,对原料气适应能力

43、强,H2回收率达到90.5%,产品H2浓度达到99.5%另外,TSA单元还可以置于PSA单元之后,用于脱除PSA产品氢气中微量杂质如N2Ar等,进一步纯化氢气纯化后氢气纯度可达99.999%以上,高于电解氢气的纯度,可用于需高纯氢气的特殊场所变温变压吸附技术是在传统的变压吸附技术基础之上,进一步研发出来的联合工艺的开发应用项目,技术先进,成熟可靠,该技术被国家工信部列为氮肥行业清洁生产技术推行方案中推广技术,本次改造采用成都天立化工科技有限公司变压吸附提氢技术5.2. 3示范效果评价及推广前景应用合成氨系统清洁生产改造项目所包含的三废混燃炉改造及脱碳闪蒸气提氢技术改造两个子项目属于氮肥行业清洁

44、生产技术推行方案中推广的技术,示范效果较强三废混燃炉及脱碳闪蒸气提氢技术改造,为化工企业增效减排增效节能取得了良好的效果目前三废混燃炉技术应用和在建项目70余个,遍布山东山西河北河南江苏甘肃四川福建吉林黑龙江云南#重庆等省市,并走出了国门进入了朝鲜由于三废混燃炉具有系统阻力小能够充分利用废气废渣,实现“两炉变一炉”“两煤变一煤”,实现了热电联产,给企业带来了显著的节能效果和客观的经济效益,应用前景广阔随着氮肥行业清洁生产评价指标体系氮肥行业清洁生产技术推行方案中华人民共和国清洁生产促进法等法律法规的发布实施,对氮肥行业的资源与能源消耗指标污染物产生指标资源综合利用指标等方面规定了明确的准入值这

45、一系列行业节能减排政策规定的出台,必将有力地推动了氮肥行业清洁生产节能减排工作进程,加快上述清洁生产技术的推广和应用对企业来讲,采用国家推广的清洁生产技术,不仅对企业自身的节能降耗降低成本增强市场竞争力有利,而且在实现经济效益的同时,实现了人与环境的和谐发展可持续发展,实现了清洁生产和节能减排的双重功效,经济效益环境效益和社会效益齐头并进,相得益彰所以,该项目应用前景广阔5.2.4对提升行业清洁生产水平的作用和影响实施清洁生产技术是我国国民经济的一项基本国策,清洁生产是国家基本建设的一贯方针,也是企业降低生产成本,增加经济社会环保综合效益的有效途径如何在现有条件下充分利用生产余热减少能源损耗,在生产的各环节挖掘节能潜力,引进先进技术,对原有设备进行更新改造,提高企业整体综合水平,是国家节能政策对化工行业提出的要求,也是企业实现利润最大化的根本要求本项目改造即是生产环节中这一理念的实施,并且经济效益可观合成氨系统清洁生产改造项目的实施,将年减少8000万m3废气排放,并对造气炉渣等充分利用,年利用量8.8万吨,减少2.14万吨的烟尘排放年节约原料煤2.7万吨/年,增产蒸汽量31.2万吨/年折算节标煤共计49641.24吨/年,环境效益节能效益明显5.3 项目改造实施方案(具体可见可