列管式石墨半水煤气冷却器

一、结构特点：本设备是我公司针对合成氨行业压缩一段之前半水煤气冷却工段设计而成。设备筒体和封头采用碳钢防腐，管板采用碳钢，换热管为改性酚醛树脂压型石墨管，管子与管板之间采用我公司复合结构，单管密封，性能可靠，维护方便。换热管型号：φ30/φ20、φ32/φ22、φ37/φ25。

二、设计参数：设计压力：0.6 MPa

                         设计温度：-20~165 ℃

                         换热面积：10~2000 ㎡

三、产品应用分析：

       在合成氨生产过程中，始终伴随着热量交换的发生。热交换器性能的优劣直接决定了合成氨系统能否经济运行。正基于此，新材料、高效能换热器技术也正逐步渗透到合成氨工业生产中，且日益显示出其巨大作用。

       由于种种原因，在我国众多的小氮肥企业中，传统换热技术依然占据统治地位。对以节能降耗为主的合成氨生产是一个阻碍。当前某些厂家也尝试着采用了以喷淋式和喷射式为主的混合热交换器，这类换热器存在着诸如电耗高，有效气体成分损失，气水分离困难等一系列问题。我公司经认真对比、研究论证，大胆尝试将新型石墨管换热器应用于生产系统中，取得了良好效果。

1、石墨管换热器在煤气冷却方面的投运

我们尝试着将石墨管换热器应用于半水煤气冷却方面。众所周

知，在炎热的夏季，合成氨产量大幅降低，给合成氨生产造成严重的负面影响。为减弱此类影响，我们利用全厂停车检修之机，在压缩机前增设了石墨管煤气冷却器。其主要目的是为降低煤气温度，增加压缩机有效输气量，Z终提高合成氨产量。

2、 冷却器安装的重点内容和关键机理

（1）石墨材料导热性能良好，导热系数为碳钢的2.5倍，采用石墨材料列管强化换热，选定传热面积700m2。

（2）考虑到夏季煤气温度平均46℃,故而采用温度较低的一次水（温度约为27℃）对煤气进行冷却换热，并且将出口一次水补给循环水池利用。

（3）虽然石墨导热性能良好，但冷侧流体和热侧流体的对流换热系数对传热效果影响巨大，故而采用逆流换热，并增加水侧折流板数目，强化对流传热。

（4）在冷却器底部加高气水分离装置，可有效防止进入压缩机气体带水。

3、冷却器运行评价

（1）相关参数记录

    a、冷却前煤气温度：平均39.2℃

    b、 冷却后煤气温度：平均31.4℃

    c、 平均日耗水量：500m3

    d、 煤气压力降：500Pa

（2） 输气量增加百分比

据克拉伯龙方程：PV=mRT，压缩机打气量质量比：

M2/M1=（V2·P2·Ｔ１）／（Ｖ１·Ｐ１·Ｔ２）

             =（0.1417-0.0005）×（273+39.2）

0.                             1417×（273+31.4）

         =1.022

故增加输气量2.2%

1、合成氨醇产量增量评价

在正常情况下，原来二系统日产氨醇280吨，则按气量折算，冷却器投运后增加氨醇产量（每天）

       280×2.2%=6.16(吨)

高温季节按每年150天计算，则每年因此增加合成氨醇量：

△    G=6.16×150=924(吨)

2、增加经济效益核算

吨氨耗煤480元，吨氨价格1500元，吨氨其它费用50元，耗水费用500元/天，则每年增加效益：

       （1500－480－50）×924－150×500=82.1万元

由此可见,经济效益非常客观。

                                       青岛碱业股份有限公司天柱化肥分公司

                                       青岛银利石墨设备有限公司

                                                          2003年7月30日

四、主要用户：青岛碱业股份有限公司天柱化肥厂   2003年

               湖北宜化化工股份有限公司                        2007年

               阳煤集团山西丰喜纯碱有限公司      2007年

               阳煤集团齐鲁化肥有限公司      2008年

               安徽昊源集团                      2013年

               河北天宝化工有限公司              2013年