本實用新型涉及一種合成氨蒸汽產氣系統,屬于合成氨設備領域。
背景技術:
氮肥廠合成氨工藝總流程為:來自長輸管線的天然氣首先進入天然氣配氣站,天然氣在配氣站進行緩沖及調壓后進入合成氨裝置的常溫脫硫系統,然后通過天然氣壓縮,高溫脫硫,換熱式一段蒸汽轉化、二段富氧空氣轉化,一氧化碳高、低溫變換,改良熱鉀堿法脫碳,甲烷化深度凈化去除殘余的CO和CO2,合成氣壓縮,14.0MPa下氨合成,冷凍分離,最終得到產品液氨。
本實用新型涉及的蒸汽產氣系統主要是利用合成氨生產過程中產生的廢熱來生產4.2MPa的中壓蒸汽和2.5MPa的次中壓蒸汽。鍋爐用水來自脫鹽水裝置,由于蒸汽壓力較高,這對鍋爐的水質要求比較高。設計上對鍋爐水水質的要求主要有總鹽含量、溶解氧、PH值、二氧化硅、磷酸根等。生產上應對以上指標進行嚴格控制,從而確保鍋爐在生產過程中的安全和保證蒸汽的品質。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本實用新型提供一種合成氨蒸汽產氣系統,能提高鍋爐水水質。
為了實現上述目的,本實用新型的技術方案如下:一種合成氨蒸汽產氣系統,包括產4.2MPa的中壓蒸汽的轉化鍋爐和高變鍋爐以及產2.5MPa次中壓蒸汽的合成鍋爐,其特征在于:還包括除氧器、鍋爐給水泵、聯氨貯槽、聯氨注射泵、氨水貯槽、氨水注射泵、磷酸鹽溶液貯槽、混合液注射泵、氫氧化鈉溶液貯槽和氫氧化鈉溶液注射泵,來自脫鹽水裝置的脫鹽水從上部進入除氧器,在所述除氧器底部設置有0.4Mpa低壓蒸汽進口,在所述除氧器的下部設置有聯氨進口,所述聯氨進口通過管道與聯氨注射泵相連,所述聯氨注射泵與聯氨貯槽相連,所述除氧器的脫鹽水出口通過管道與鍋爐給水泵的進口相連,所述氨水注射泵的出口通過管道連接到除氧器和鍋爐給水泵相連的管道上,所述氨水注射泵與氨水貯槽相連,所述鍋爐給水泵的出水口上設置進水總管,所述磷酸鹽溶液貯槽通過磷酸鹽管道與混合液注射泵進口相連,所述氫氧化鈉溶液貯槽通過管道與氫氧化鈉溶液注射泵進口相連,所述氫氧化鈉溶液注射泵的出口通過管道連接到磷酸鹽管道上,所述混合液注射泵的出口通過混合液管道連接到進水總管的起始端,所述進水總管上設置分別與轉化鍋爐、高變鍋爐和合成鍋爐相連的支管,所述轉化鍋爐、高變鍋爐的蒸汽出口與汽提塔相連,所述汽提塔的蒸汽出口與蒸汽流量計相連。
在上述方案中:所述除氧器的頂端還設置有放空管,所述放空管的上設置有放空閥。
在上述方案中:所述混合液管道上設置第一閥門,所述進水總管上的每個支管上分別設置有第二閥門。這樣方便控制加入每個鍋爐的水的量。
上述方案中,來自脫鹽水裝置的脫鹽水首先從除氧器的上部進入,脫鹽水與0.4MPa的低壓蒸汽在除氧器里面進行逆流接觸,溶解在脫鹽水里面的氧氣被低壓蒸汽加熱并被汽提出來,蒸汽和氧氣通過放空管線直接排放到大氣里面。同時,在除氧器里面加入聯氨,通過聯氨與脫鹽水里面的未被蒸汽徹底去除的微量氧氣進行反應,達到徹底去除氧氣的目的。
除氧后的鍋爐水與氨水注射泵送來的氨水進行混合后進入鍋爐給水泵的進口,氨水加入鍋爐水的目的是調節鍋爐水的pH值在8.8-9.2的指標范圍內,防止鍋爐水呈酸性腐蝕鍋爐,從而給鍋爐的使用帶來安全隱患。氨水里面的氨在鍋爐里面加熱后最終進入蒸汽里面,使得蒸汽的含氨量增加,在后面進行氣提時,由于被氣提的工藝冷凝液中含有大量的二氧化碳,二氧化碳與氨反應生成碳銨,會堵塞蒸汽流量計。因此我們還設計氫氧化鈉溶液貯槽,當脫鹽水pH較低時,則選擇加入氫氧化鈉溶液,從而減少氨水的加入量,降低進入蒸汽中的氨的含量。
鍋爐水經過鍋爐給水泵加壓后分別進入轉化鍋爐、高變鍋爐和合成鍋爐。
磷酸鹽貯槽貯存著濃度為1500PPm左右的磷酸鹽水溶液,磷酸鹽加入鍋爐水的目的是讓磷酸鹽與鍋爐水里面的鈣離子反應生產水渣,通過排污管線把水渣排到界外,從而確保鍋爐換熱列管不因鈣離子濃度的濃縮而沉積在列管表面結垢,導致鍋爐列管換熱效率的降低,嚴重情況下還會給鍋爐的安全生產帶來嚴重的隱患。磷酸鹽溶液與氫氧化鈉溶液混合后通過混合液注射泵分別被加入到進水總管與脫鹽水混合后進入各個鍋爐,而不是分別直接加入到轉化鍋爐、高變鍋爐和合成鍋爐。這是因為轉化鍋爐和高變鍋爐產生的蒸汽壓力為4.2MPa,高于合成鍋爐產生的為2.5MPa次中壓蒸汽壓力,如果直接加入各個鍋爐,將導致磷酸鹽加入各個鍋爐的量不匹配,壓力高的轉化鍋爐和高變鍋爐加入量少一些,壓力低的合成鍋爐加入量多一些,造成轉化鍋爐和高變鍋爐里面磷酸鹽含量很低,無法有效去除爐水里面的鈣離子,而合成鍋爐里面加入過多的磷酸鹽會造成大量的藥品浪費。我們選擇讓磷酸鹽溶液與脫鹽水先混合,再加入各個鍋爐,避免各個鍋爐產汽壓力不等造成的加藥不均的情況,磷酸鹽溶液根據每個鍋爐的用水量均勻加入到鍋爐里面,磷酸根的指標得到有效控制。
轉化鍋爐和高變鍋爐副產4.2MPa的中壓蒸汽,中壓蒸汽從汽提塔的底部進入,與從汽提塔上部進入的工藝冷凝液進行逆流接觸,工藝冷凝液里面的CO2被汽提出來與蒸汽混合在一起后通過蒸汽流量計,計量后的中壓蒸汽主要供轉化系統作為工藝蒸汽使用。合成鍋爐副產2.5MPa的次中壓蒸汽,此部分蒸汽被送到次中壓蒸汽管網供其它生產裝置使用。
有益效果:本實用新型首先在低壓蒸汽和聯氨的共同作用下,徹底去除脫鹽水里面的氧氣,避免微量氧對鍋爐造成的腐蝕。通過氫氧化鈉和氨水聯合來調節pH,避免氨水的過多加入,從而減少蒸汽中氨的含量。通過磷酸鹽的均勻加入,去除脫鹽水內的鈣離子,從而達到提高鍋爐水水質的目的,保證生產的蒸汽的品質,減少對設備的腐蝕和堵塞。
附圖說明
圖1為本實用新型的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
實施例1,如圖1所示:本實用新型的合成氨蒸汽產氣系統由產4.2MPa的中壓蒸汽的轉化鍋爐1和高變鍋爐2、產2.5MPa次中壓蒸汽的合成鍋爐3、除氧器4、鍋爐給水泵5、聯氨貯槽6、聯氨注射泵7、氨水貯槽8、氨水注射泵9、磷酸鹽溶液貯槽10、混合液注射泵11、氫氧化鈉溶液貯槽12、氫氧化鈉溶液注射泵13、進水總管14、汽提塔15、蒸汽流量計16、第一閥門17、第二閥門18等部件組成。
來自脫鹽水裝置的脫鹽水從上部進入除氧器4,在除氧器4底部設置有0.4Mpa低壓蒸汽進口4a,在除氧器4的下部設置有聯氨進口4b,除氧器4的頂端還設置有放空管4c,放空管4c的上設置有放空閥4d。聯氨進口4b通過管道與聯氨注射泵7相連,聯氨注射泵7與聯氨貯槽6相連,除氧器4的脫鹽水出口通過管道與鍋爐給水泵5的進口相連,氨水注射泵9的出口通過管道連接到除氧器4和鍋爐給水泵5相連的管道上,氨水注射泵9進口通過管道與氨水貯槽8相連,鍋爐給水泵5的出水口上設置進水總管14,磷酸鹽溶液貯槽10通過磷酸鹽管道與混合液注射泵11進口相連,氫氧化鈉溶液貯槽12通過管道與氫氧化鈉溶液注射泵13進口相連,氫氧化鈉溶液注射泵13的出口通過管道連接到磷酸鹽管道上,混合液注射泵11的出口通過混合液管道連接到進水總管14的起始端,混合液管道上設置第一閥門17,進水總管14上設置分別與轉化鍋爐1、高變鍋爐2和合成鍋爐3相連的支管,進水總管14上的每個支管上分別設置有第二閥門18,磷酸鹽溶液與脫鹽水混合后進入各個鍋爐。轉化鍋爐1、高變鍋爐2的蒸汽出口與汽提塔15底部的蒸汽進口相連,汽提塔15的上部設置工藝冷凝液進口,來自低變工序的工藝冷凝液內含有二氧化碳,從汽提塔15的上部進入,汽提塔15的底部設置工藝冷凝液出口。汽提塔15的頂部蒸汽出口與蒸汽流量計16相連。蒸汽通過蒸汽流量計16去轉化工序反應。
本實用新型不局限于上述實施例,應當理解,本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。