尿素氨冷器代替尿素生產線中傳統的列管式氨冷器,從而實現高效率的氨氣冷凝回收。
用途,設計必須條件,優勢,
用途
在尿素生產中,為了最有效的利用資源、保護環境和追求更高的利潤,對於未能參加合成反應的氨要最大限度的回收。另一方面,氨合成反應是可逆反應且為加熱反應,氨冷器的作用一可降溫使反應向氨合成方向進行,同時用於是氨液化分離出,使生成物減少,反應右移。氨作為一種易冷凝的氣體,目前各企業多為採用冷凝的方式將其回收。氨冷器冷凝效果的好壞直接影響氨的回收量。根據氨的性質:冷凝出口溫度越低冷凝效果越好,氨回收量越高。傳統的水冷列管式換熱器,由於受循環水溫的限制,尤其是夏季有些企業的循環水溫可在35℃以上,致使冷凝效果不好,而使氨的放空量居高不下,這不僅浪費了資源,污染了環境,而且使企業的經濟利益有較大損失。
在尿素生產的尾氣收集中,常規設計從一吸塔排出的氨及惰性氣體等的混合氣體,經過A、B、C三段殼管式氨冷器換熱後,在適當溫度下(正常設計為38 ℃左右),其出口氨含量相對較高(一般生產1 t尿素出口氨含量約70 kg)。這些氨需經惰洗器等吸收後再重新回收利用。在此過程中,不僅消耗了大量能量,同時使得惰洗器和尾吸塔負荷過大。傳統的列管式氨冷器由於採用循環水進行冷卻,致使氨的冷凝溫度較高,在夏季時其冷凝溫度一般高於38℃,使其冷凝效率很低。而高效尿素氨冷器是以濕球溫度作為其設計依據,可使氨在高於濕球溫度3—4℃條件下冷凝.即使濕球溫度較高的地區,其冷凝溫度可在32—33℃。在冷凝溫度相差5—6℃的情況下.單位時間內,氨液生產量可提高3%以上。噸尿素每小時可多冷凝40kg左右。
高效尿素氨冷器採用蒸發換熱的原理,利用水與空氣共同作為冷卻介質,環境的濕球溫度為溫差進行換熱,可將熱介質溫度降低到水冷器無可比擬的溫度,大大提高了氨的回收率。其運行原理如下:
將從一吸塔出來,並經過原有氨冷器換熱的混合氣體,送入換熱管內進一步冷凝、冷卻,冷卻水通過噴淋系統均勻淋灑於換熱管的外表面,形成薄水膜,從而使管內的混合氣體與管外的水和空氣進行換熱,其冷凝放出的熱量由部分冷卻水蒸發在引風機的作用下將熱量帶走,未蒸發的部分,回流到設備下部的水箱內,利用循環水泵再次送至噴淋系統循環使用。此過程將水冷與空冷,傳熱與傳質融為一體,大大提高了機組的換熱效果。
設計必須條件
1、原系統氨冷器的型號及連線方式。
2、原系統設計產量、夏季現有最高產量.經改造後預期產量。
3、使用地區(濕球溫度)
4、有了以上條件.便於制訂方案及經濟對比分析。
高效尿素氨冷器的特點:
1、與原系統連線後,可只在夏季使用.不影響原系統的使用。
2、為防止換熱管內結晶物堵塞.每組盤管設有清除結晶物用吹掃口。
3、該設備使用壓力1.75 MPa,設計壓力2.5MPa。
4、盤管所用材質為304L波節管(φ25/32×0 8)。
5、為了保證冷凝後的氨液與不凝性氣體的有效分離,每台設備可配置離心式氣液分離器。
優勢
一、 冷凝效果好
高效尿素氨冷器利用水的蒸發潛熱,以環境濕球溫度為溫差進行熱交換,具有傳熱溫差大,換熱效率高等優點。
二、氨回收率高
高效尿素氨冷器冷凝出口溫度低,即使在夏季也不高於30℃,所以氨回收率高。
三、傳熱係數高
主要換熱元件採用波紋管,湍流程度強,污垢熱阻小。
四、耐腐蝕性好
換熱元件採用耐腐蝕材料製作,可有效抵抗介質及水和空氣的腐蝕。
五、投資費用低
高效尿素氨冷器採用循環水自身循環冷卻,不需增建涼水塔,流程簡單、結構緊湊、占地面積小、投資費用低。
六、運行費用低
高效尿素氨冷器總裝機容量小,維修工作量小,運行費用大大降低。
高效尿素氨冷器與系統連線方式
1、該設備可用於替代整個列管式氨冷器系統。
2、可替代列管式氨冷器系統最後個列管式氨冷器。
3、與最後一個列管式氧冷器並聯使用。現階段該連線方式使用最多.原因:用少量投資即可達到增效的目的.又可避免第一冷凝階段結晶物多的危險。