马凤兰，孟祥睿，刘 宏，毛文睿，魏新利

    (1.郑州市安全生产教育中心 河南郑州 450006；2.热能系统节能技术与装备教育部工程研究中心 河南郑州 450001；3.郑州大学化工与能源学院 河南郑州 450001)

    合成氨装置氮氢气压缩机级间气体余热利用研究

    马凤兰1，孟祥睿2，3，刘宏2，3，毛文睿2，3，魏新利2，3

    (1.郑州市安全生产教育中心河南郑州450006；2.热能系统节能技术与装备教育部工程研究中心河南郑州450001；3.郑州大学化工与能源学院河南郑州450001)

    针对合成氨生产系统，提出了回收氮氢气压缩机级间气体余热的工艺技术新方案。该方案以回收的氮氢气压缩机级间气体余热来驱动溴化锂吸收式制冷机制取冷水，再用冷水冷却压缩机一入气体，达到降低压缩工段能耗、提高生产效率的目的。通过对240 kt/a合成氨生产装置压缩工段的研究表明：该方案可节省近2/3的循环冷却水用量；在同等耗电量的情况下，压缩机打气量将增加9 156 m3/h(标态)，折合氨产量2.1 t/h以上，吨氨电耗可降低约115 kW·h；新方案的投资回收期约为7.5个月。

    余热利用氮氢气压缩机级间气体溴化锂吸收式制冷经济性分析

    在合成氨生产中，氮氢气压缩机(以下简称压缩机)的能耗约占合成氨车间总动力消耗的70%以上，其中有相当大的一部分以低温废热的形式通过循环水带走而散失至环境中。近年来，不少专家学者对合成氨生产过程中低温余热的利用进行了研究，如采用热管回收烟气余热[1]、利用溴化锂吸收式热泵[2- 3]回收尿素生产过程中的工艺余热制取冷水等，以提高系统负荷和氨产量，然而对压缩机级间气体余热的利用鲜见公开文献报道。本文根据河南省某企业240 kt/a合成氨生产装置的基本情况，在不改变其原有生产工艺流程的前提下，提出了回收利用压缩机级间气体余热的方案，并对其技术经济可行性进行了分析。

    1 原工艺流程分析

    原压缩工段9#，11#和12#压缩机组工艺流程如图1所示。

    图1 原压缩工段压缩机组工艺流程

    原压缩工段3台压缩机入口原料气温度为42 ℃，原料气经一级压缩后，冬季温度在125～160 ℃，夏季温度在145～185 ℃(表1)；一级压缩后的原料气经级间换热器冷却降温至约40 ℃后送至二级压缩 ......