溴化锂制冷技术在化肥生产中的应用总结.docx

溴化锂制冷技术在合成氨、尿素装置中的应用白华林 （兖矿峄山化工有限公司 273500） 摘 要 本文阐述了溴化锂制冷机组的工作原理、功能，在合成氨、 尿素装置上应用溴化锂制冷技术的工艺流程、运行状况及应用总结 关键词 溴化锂制冷技术 合成氨、尿素装置 应用The application of the LiBr refrigeration technology on theAmmonia Synthesis and Urea installationLi Minghua Bai Hualin Feng Zhihang(Yankuang Yishan Chemical Ltd. Zoucheng，Shandong 273500) Abstract: This paper is about the working principle and functions of the lithium bromide's refrigeration units, as well as the process、 operating conditions and application summary of the LiBr refrigeration technology used on the Ammonia Synthesis and Urea installation.Key Words: Lithium Bromide refrigeration technology, AmmoniaSynthesis, Urea installation, Application兖矿峄山化工有限公司始建于1978 年，是以生产化肥为主的化 工企业。

生产规模为年产合成氨30 万吨、尿素 46 万吨、甲醇4 万吨， 占地面积750 亩在生产过程中，由于夏季气温较高，造成产量下降， 多年来，制约着化肥企业的效益不能最大程度发挥，夏季冷却降温成 为夏季化肥生产的关键为解决这一难题，采用溴化锂制冷技术，利 用尿素装置低位余热，降低脱硫系统半水煤气温度，达到提高压缩机 打气量的目的，降低合成氨电耗，增加合成氨产量1 溴化锂制冷机组工作原理我公司选用江苏双良空调设备股份有限公司生产的热水二段溴化 锂制冷机组其原理如图1 所示：冷却水进冷水进热 交 换 器热水进热交换器円1热水出HR溶液泵热水二段型溴化锂吸收式冷水机组流程图器 气装I-置真空泵熔 晶 管图11）冷水进口温度4）热水进口温度7）浓溶液出口温度10）熔晶管温度2）冷水出口温度（5）热水进口温度（8）冷凝温度（11）冷水流量开关3）冷却水进口温度（6）溶液喷淋温度（9）蒸发温度（12）真空压力热水二段机的内部循环包含二个独立的系统，每个独立的系统都 含有以下循环过程吸收器内和 50％的溴化锂稀溶液由溶液泵送往 发生器，途中流经热交换器进入发生器的稀溶液被管内热水的热量 加热，发生冷剂蒸汽，浓缩成 65％的浓溶液。

浓溶液经热交换器传 热管间，加热管内流向发生器的稀溶液，温度降低后进入吸收器发 生器产生的冷剂蒸汽进入冷凝器内，被25.9°C冷却水冷凝成的冷剂水 经 U 形管流入蒸发器液囊，再经冷剂泵（也称蒸发泵）送往蒸发器上 部的喷淋系统,均匀喷淋在传热管表面,吸收管内冷水的热量而蒸发 产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被浓溶液吸收冷剂蒸汽被吸收后释放 出的大量热量由冷却水带走65％浓溶液吸收水蒸汽后成为 50％稀 溶液，再由溶液泵送往发生器这个过程不断循环，蒸发器就连续不 断地制取冷水热水二段机的外部循环系统：包含有热水、冷水、冷却水三个系 统热水从高温段进，低温段出（高、低温段是按工作区热水温度的 高低区分）冷水从低温段进，高温段出冷却水从低温段进，高温 段出设置热交换的目的是为了提高机组的热效率送往发生器的稀溶 液，经热交换器后温度升高，这就减少了发生器中所需蛰热量如前所述，溴化锂吸收式冷水机组是气密性要求极高的真空设 备在机组中不能被冷却水冷凝，或不能被溴化锂溶液吸收的气体 称为不凝性气体不凝性气体对机组的性能有着极大的影响，为了 抽出不凝性气体，机组设有自动抽排气装置热水向发生器和冷水向蒸发器提供的热量之和等于吸收器和冷 凝器中冷却水带走的热量之和。

2 溴化锂机组各部件组成及其功能2.1 热水二段机的构成 热水二段由两套发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、 熔晶管、溶液泵、管路阀门及一套控制系统，冷剂泵和自动抽排气装 置等组成2.2 主要部件及功能（1）发生器 热水二段机的发生器为管壳式结构，由筒体、铜管、隔热层、挡 液板、铜管支撑板等组成在发生器内，稀溶液被铜管内的热水加热，发生出冷剂蒸汽后浓 缩为浓溶液2）冷凝器 冷凝器与发生器在同一筒体内，中间由隔热层和挡液板隔开冷 凝器由筒体、铜管、铜管支撑板和抽气管等组成来自发生器的冷剂 蒸汽，在冷凝器的铜管处被铜管内的冷却水冷却后，凝结成冷剂水 冷剂水经过U形管流向蒸发器冷凝器内的抽气管，用以抽出冷凝器内的不凝性气体3）蒸发器蒸发器也为管壳式结构它由筒体、铜管、挡水板、喷淋管、水 盘等组成冷剂水由冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统，均匀分布到 蒸发器铜管上，吸热蒸发，从而使管内的冷水温度降低4）吸收器吸收器与蒸发器共用同一筒体，两者的压力接近相等由筒体、 布液装置、铜管、抽气管等组成浓溶液由布液装置淋激到铜管上， 吸收由蒸发器产生的冷剂蒸汽水蒸汽被吸收后所释放的热量被铜管 内冷却水带走。

在吸收器内也设有抽气管，用以抽出吸收器内的不凝 性气体5）热交换器 热水二段机的热交换器分为高温段交换器和低温段热交换器其 结构均为管壳式结构，由壳体、铜管、折流板等组成来自吸收器的 低温稀溶液流经热交换器铜管内，被铜管外的高温浓溶液加热而升 温，从而回收热量6）自动抽排气装置 自动抽排气装置由引射器（在储气筒内）、储气筒、压力传感器、 阀门、阻油器与真空泵等组成，在机组运行时，靠溴化锂溶液的引射 作用将冷凝器与吸收器中的不凝性气体抽出，随同溶液一齐进入储气 筒不凝性气体经分离后储存在储气筒上部的储气腔内，溶液流回吸 收器当储气腔内的不凝性气体达到一定值时，由压力传感器发生信 号自动启动真空泵进行抽气也可手动启动真空泵进行抽气7）溶晶管在发生器与吸收器之间有一旁通管，一端与发生器的液囊相连， 另一端接在吸收器筒体中部，这根管子称为熔晶管当热交换器因溶 液结晶堵塞时，发生器液位上升，浓溶液溢流入熔晶管，直接进入吸 收器未经过热交换器降温的浓溶液进入吸收器后，使吸收器中的稀 溶液温度升高高温稀溶液流经热交换器，加热管外的浓溶液，由此 达到熔晶的目的8）溶液泵、冷剂泵溶液泵与冷剂泵均为自身液体润滑，冷却的屏蔽泵。

溶液泵把吸 收器中的稀溶液送往发生器冷剂泵把冷剂水液囊中的冷剂水送到蒸 发器管束上部，进行蒸发，吸收管内水的热量3 溴化锂溶液的性质（1）一般性质溴化锂的一般性质与食盐（NaCL）相似，在大气中不变质、不分 解、不挥发、极易溶于水未添加缓蚀剂（铬酸锂 Li Cro ）的溴化24 锂溶液是无色透明的液体，无毒；添加铬酸锂后呈淡黄色，入口有咸 苦味，溅在皮肤上微痒要避免溴化锂溶液直接接触皮肤，防止溅入 眼内一旦溅入眼内或溅到皮肤上，可用清水洗净溴化锂溶液的质 量直接影响机组的性能，应满足下列技术指标：浓度：50%±0.5%；碱度：pH值在9.5〜10.5的范围内；铬酸锂含量：0.1〜0.3%（2） 溶解度溴化锂在水中的溶解度很高，常温下饱和溶液的浓度约为60% 在一定的浓度下，随着温度的降低会有晶体析出，同样，加热浓缩后 随着浓度的升高也会有晶体析出3） 腐蚀性溴化锂溶液对碳素钢材均有较强的腐蚀性，尤其在有氧的条件 下，腐蚀相当快因此，隔氧是防腐根本措施此外，在溶液中添加 适量的铬酸锂，并保持PH值在9.5〜10.5r范围内，也是不必可少的 措施4 溴化锂制冷技术应用（ 1 ） 工艺流程热水未自二期尿素解吸冷却器溴化锂机组热水去二期尿素一吸冷却器凉水塔1 ' 11 - - - - 1 1过滤器_| >4 □□ |—1 7冷却水泵半水煤气冷却器图2 溴化锂制冷工艺流程我公司溴化锂制冷系统热源未自二期尿素系统一段吸收冷却器约95°C的200m3/h脱盐水，给溴化锂机组内的发生器提供热量后，温度 降低至75C，返回至尿素系统。

溴化锂机组冷却水来自三期尿素凉 水塔温度25.9C约460m3/h的循环水，与机组中的冷凝器和吸收器交 换热量后，温度升高至36C，返回到凉水塔降温后循环使用从溴 化锂机组出来的10.2C冷水约720m3/h去脱硫冷却器冷却半水煤气 后，温度升高至12.3C,经冷水泵提压后返回机组蒸发器降低温度后 循环使用出脱硫工段半水煤气温度由34C降低到17C后进入压缩 机提压，使得压缩机入口温度降低，合成氨产量明显增加2） 主要设备主要设备一览表名称型号主要参数溴化锂机组RXZ (100/70) -407ZM制冷量：4070 KW 功率：17.35 KW循环水泵200—150—400流量：460 ms /h 电机功率：90 Kw 扬程：45 m冷水泵12Sh—13A流量：720 m s /h26m扬程：电机功率：75 Kw半水煤气冷却器①800mm换热面积245m2半水煤气冷却器① 1300mm换热面积630m2半水煤气冷却器① 1400mm换热面积760 m25 机组安装及运行注意事项(1) 机组在安装时，不允许有较大的震动，不允许将机组翻倒 水平偏差应小于1／10002) 冷却水、冷水管道的通径以流速1.5 — 2.5m/s为准来确定。

入口均应安装具有大面积过滤网(5－8 目／英寸)且便于拆卸的过 滤器3) 热水管道的通径以流速1.2 — 2.0m/s为准来确定4) 热水管道需保温，冷水管道需保冷5) 管道安装完毕后，应分别进行吹扫和酸洗6) 真空是机组安全运行的生命，当贮气室压力升至45mmHg以 上时，启动真空泵7) 溴化锂溶液对碳素钢材均有较强的腐蚀性，尤其在有氧的条 件下，腐蚀相当快因此，隔氧是防腐根本措施此外，在溶液中添 加适量的铬酸锂，并保持PH值在9.5〜10.5r范围内，也是不必可少 的措施8) 制冷运行开机时,必须先开冷水泵; 溴化锂溶液稀释后停机, 必须先停冷却水泵, 再停冷水泵,否则会造成冻管6 溴化锂制冷机组的主要特点(1) 可利用生产工艺过程中的废(余)热制取冷水，节省了为获 得低温冷水而需要消耗的电能等高品位能源2) 以水做制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，无臭、无毒，不存在 象氨或氟里昂等对环境的影响，属于绿色环保冷媒3) 机组完全在真空状态运行，整个机组除了功率很小的屏蔽泵 外，几乎没有运动部件，机组运行安全可靠，使用寿命长4）机组操作使用方便，自动化程度高，易于管理7 总 结（1）合成氨装置中半水煤气自采用溴化锂制冷技术降温后，夏季 半水煤气温度由原来的30 — 35°C降为16 — 18°C。

半水煤气流量增大, 合成氨产量增加并且压缩机一段入口半水煤气带水量大大减少，经 测算,每天能够增加氨产量20吨2）在设备的选型及性能中考虑到充足的富余量,打算下一步把 这部分富余量利用在尿素工段二表。