高效径流透平用于低温甲醇洗二氧化碳尾气余压利用项目通过鉴定

  中化新网讯 10月29日,由江西心连心化学工业有限公司和天津快透平科技发展有限公司共同开发并工业化应用的“高效径流透平用于低温甲醇洗CO₂尾气余压利用项目”,在江西九江通过了中国氮肥工业协会组织的科技成果鉴定。以中国氮肥工业协会理事长顾宗勤为组长领衔的鉴定专家组通过鉴定后,一致认为该技术为国内首套,工艺先进、运行稳定、经济效益和环保效益显著,整体技术达到国内领先水平。鉴定专家组同时建议将该技术进一步推广应用。

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  据河南心连心集团总工程师顾朝晖介绍,该项目于2021年4月份开始启动,2022年10月份完成施工,于10月27日在江西心连心一次试车成功,并投入使用。该机组投产至今保持持续稳定运行,节能功率维持在675kW左右。超出合同要求的645kW节能指标,机组振动值小于6um。膨胀机在额定工况附近运行时,实测数据得出的绝热效率达到91.2%左右,接近理论计算值。截至今年10月27日,项目已稳定运行366天,累计节能量561万kW。其主要技术创新点,一是国内首次对利用低温甲醇洗CO₂尾气余压利用。二是机组在发电的同时,低温尾气可为装置提供冷量。三是透平机组负荷大范围可调节,可实现高效率。

  顾朝晖说,该机组已在江西心连心公司连续运行一年,运行结果表明,年实际节能功率可达542万kWh,年效益405万元(电价0. 75元/kWh),年节省标煤1652吨,减排二氧化碳4321吨。此外,入口温度为28℃的尾气,膨胀做功后焓值降低出径流透平机的温度降低为-19℃左右,是一个优质冷源。该项目利用冷能换热器为循环冷却水降温,能够减少生产中冷却塔系统能耗。机组冷量供应强度为500kW左右,项目年供冷量可达15120GJ。

  顾朝晖表示,该项目环保效益明显,由于项目机组利用尾气余压进行综合利用,该过程没有额外能源损耗,余压发电获得的电能可以直接减少燃煤机组发电量。余压发电系统还可以减少燃煤电厂燃煤损耗,并减少燃煤发电造成的温室气体排放。以每发1kWh电量节省286.8g标准煤,减排CO₂温室气体排放0.75kg计算,每年按8000小时的工作时间计算,节能量为540万kW,节省标煤1549吨,减排二氧化碳4050吨。

  据天津快透平公司总经理王晓宇介绍,低温甲醇洗工艺被广泛应用于合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中,以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。以低温甲醇洗工艺脱除的CO₂和H₂S等酸性气体后,富余的CO₂气体会被作为尾气对空排放,根据工艺不同,这些对空排放的尾气具有不同的压力。低温甲醇洗工艺中,都是利用节流减压阀对尾气减压后排放,没有回收该过程余压资源的案例。

  王晓宇指出,目前煤化工行业低温甲醇洗带压CO₂、N₂尾气经减压后排放,气体余压没有被利用。面临“双碳”政策,实现节能减排已成为一种发展趋势,也是必然的选择。余压的充分利用已变得至关重要,江西心连心公司低温甲醇洗现场有一股CO₂低压气体,通过相关技术将压力能综合利用,充分利用余压,达到节能的目的。为此,双方开始合作研究,江西心连心公司梳理低温甲醇洗CO₂尾气的工艺流程以及实际运行工况,确定技术指标,负责项目实施应用;天津快透平公司针对项目工况,设计并制造出一套适应工况的发电机组。

  王晓宇表示,整个项目技术方案利用径流透平机代替FV16041调节阀和PV16094B减压阀,带压尾气在径流透平内膨胀做功,将尾气的部分压力能转化为电能。项目安装了径流透平余压发电机组,不但实现尾气减压,还能得到一定量电力一举两得,并且对生产线的正常生产不产生影响。

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