記者近日從中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司獲悉，該公司與杭州福斯達(dá)深冷裝備股份有限公司合作，采用國產(chǎn)高壓鋁制板翅式換熱器化工冷箱替代進(jìn)口產(chǎn)品，對合成氨裝置尾氣氫回收系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造獲得成功。
    據(jù)了解，該高壓冷箱今年3月投入調(diào)試運(yùn)行，經(jīng)過10個月的考核，運(yùn)行工況穩(wěn)定;富氫氣產(chǎn)品產(chǎn)量和純度及甲烷、氮、氬的脫除效果均達(dá)到合同要求;氫回收負(fù)荷率比設(shè)計值提高了10%;具有換熱效率高、能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地小、操作靈活、開啟時間短、節(jié)能效果顯著等特點(diǎn)，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的國內(nèi)空白。
    杭州福斯達(dá)公司副總經(jīng)理、技術(shù)總監(jiān)牛玉振告訴記者，高壓鋁制板翅式換熱器化工冷箱主要技術(shù)指標(biāo)為：進(jìn)冷箱尾氣量為17600Nm3/h;燃料氣各組分含量為：Ar+O2>3.378%、CH4>15.38%、H2<18.9253% ;換熱要求為：尾氣出口氮、氬、甲烷液化，溫度達(dá)-187℃;返流氫、燃料氣與尾氣進(jìn)口溫差小于2℃;富氫量為12600Nm3/h，富氫含氫量為89%，從尾氣中回收氫量大于96%;阻力要求尾氣與返流氫阻力值小于0.2MPa。
    中原大化合成氨廠廠長王慶杰告訴記者，氫回收冷箱裝置是合成氨整個系統(tǒng)中的重要節(jié)能裝置。氨回收后氣體中含有大量的氫氣，如果這種尾氣送去做燃料，是很大的浪費(fèi)。為了實(shí)現(xiàn)合成氨系統(tǒng)中氫、氮比的最佳值，需要進(jìn)行氫回收處理。現(xiàn)存的氫回收單元冷箱引自國外，已經(jīng)運(yùn)行20多年，多次發(fā)生泄漏，運(yùn)行工況較差，性能降低。經(jīng)過多次檢修，冷箱仍無法滿足工藝設(shè)計和節(jié)能要求。因此，中原大化決定對冷箱進(jìn)行升級改造。
    中原大化化肥事業(yè)部總經(jīng)理王建新告訴記者，經(jīng)過多方考察、調(diào)研與論證，中原大化公司確定與杭州福斯達(dá)公司、無錫佳龍換熱器股份有限公司開展聯(lián)合攻關(guān)，創(chuàng)造性地提出了采用高壓板翅式換熱器代替高壓伴管纏繞式換熱器的技術(shù)改造工藝流程方案。
    牛玉振告訴記者，高壓板翅式換熱器設(shè)計難點(diǎn)是翅片選擇、板束結(jié)構(gòu)設(shè)計、兩相流分布設(shè)計、材料選擇與集氣室設(shè)計。冷箱的設(shè)計難點(diǎn)則是溫度的調(diào)控、流程的組織，換熱器、分離設(shè)備的組織，及氮、氬、甲烷的凈化，管道連接的設(shè)計。福斯達(dá)首次在國內(nèi)設(shè)計、制造了壓力達(dá)到12MPa的高壓板翅式換熱器化工冷箱，且冷箱高度只有10米，占地9平方米。
    牛玉振介紹說，這次為中原大化冷箱升級改造的創(chuàng)新點(diǎn)在于用高壓板翅式換熱器替換掉高壓的伴管纏繞式換熱器，高壓板翅式換熱器的熱力學(xué)計算、強(qiáng)度計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計等都是福斯達(dá)自主研發(fā)完成，由無錫佳龍換熱器股份有限公司嚴(yán)格按福斯達(dá)的設(shè)計圖片制造。根據(jù)整個流程的運(yùn)行情況，福斯達(dá)分析了原料氣中甲烷、氬氣的性質(zhì)，改變節(jié)流閥后的壓力，冷箱外進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，使整個系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，且冷箱各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于設(shè)計值。
    “新冷箱的替代性改造升級，對我國其他合成氨裝置尾氣回收系統(tǒng)的節(jié)能改造，具有重要的推廣與借鑒意義。”中原大化集團(tuán)董事長張霖說。