磷酸二铵装置冷却系统板式冷却技术改造

赵江华

（瓮福达州化工有限责任公司，四川 达州 635000）

0 概述

鉴于国内磷酸铵产能严重过剩、市场过度饱和的状态，降本增效、绿色高质量转型升级发展，成为众多磷肥企业立足市场、谋求生存空间的主要途径。瓮福达州化工有限责任公司60 万t/a 磷酸二铵（DAP）装置于2011 年7 月建成投产。2019 年对DAP 装置的流化床冷却系统实施了板式冷却改造。板式冷却系统于2019 年9 月投产，至今运行良好。根据实际运行情况总结，板式冷却相比流化床冷却，在产品冷却效果、尾气排放、设备电耗等多方面有较大优势。

1 流化床冷却系统

1.1 工艺概述

来自磷铵系统温度接近90 ℃的物料进入流化床，与从流化床底部鼓入的大量自然风进行换热后进入包裹机，经换热升温的空气，一部分由引风机引入干燥加热工段以回收利用其余热，另一部分由引风机排向尾气系统。

1.2 主要设备

流化床冷却系统主要设备为流化床冷却器1台、离心风机4台。经统计，流化床冷却系统设备设计总功率为965 kW，设计总风量为50 万m3/h。流化床冷却系统设备及参数如表1所示。

表1 流化床冷却系统设备及其参数

1.3 实际运行效果

1） 设备冷却功效 基本能满足磷铵产品降温需求，出料温度在55 ～65 ℃。因产品还未充分冷却，为防止产品结块，出料的产品至少还需在散料库堆存12 ～24 h，实现充分冷却。

2） 设备能耗 设计总功率为965 kW，实际运行功率为510 kW左右。热风炉循环风量约6万m3/h，可利用温差值20 ℃，折算天然气消耗量约46.5 m3/h。

3） 尾气处理 设计值为10 万m3/h，实际产出尾气约8万m3/h，排向洗涤系统。

4） 厂房环境 排向干燥加热系统的循环利用热风存在氨味，氨气体积分数在（20 ～50）×10-6，当运行负荷不匹配时，干燥机的进料口窜出大量含氨热气流，影响主厂房环境；流化床系统的总风量较大，影响磷铵装置抽负压功效，生产系统的粉尘跑冒滴漏现象难治理。

2 板式冷却系统

2.1 工艺概述

板式冷却系统以工艺水为冷却介质。来自磷铵系统的高温物料，走板式冷却器的壳层，工艺水走板式冷却器的板层。经换热降温后的物料进入包裹机，经换热升温后的工艺水，进入公用工程的凉水塔。

板式冷却工艺流程如图1所示。

图1 板式冷却工艺流程

2.2 主要设备

板式冷却系统主要设备为无尘板式冷却器2套，用于输送转运的斗提机2 台、皮带机1 台，以及风机、泵等设备。设备总设计功率为96 kW，实际功率约63 kW，设计总风量为4 000 m3/h。

板式冷却系统设备及参数见表2。

表2 板式冷却系统设备及其参数

2.3 实际运行效果

1） 设备冷却功效 完全能满足磷铵产品降温要求，出料温度能较好地控制在40 ～55 ℃。出料产品已深度冷却，不需散库自然冷却，产品可根据需要直接送往包装系统包装。

2） 设备能耗 设计总功率96 kW，实际运行功率约63 kW，工艺水消耗约50 m3/h（说明：板式冷却系统冷却水，因在公用工程凉水塔二次利用，故按5%计算消耗）。

3） 尾气处理 设计值为0.4万m3/h，实际风量相比流化床系统可以忽略不计，明显减少洗涤尾气排放总量。

4） 厂房环境 因生产系统总风量明显减少，厂房抽尘风机抽负压能力相对有了较大提升，厂房内粉尘跑冒滴漏现象明显改善。

3 流化床冷却系统与板式冷却系统水耗、电耗及热回收比较

磷铵装置冷却系统实施板式冷却升级改造前后水耗、电耗及热回收见表3。经测算每年节省运行成本92万元（年生产时间按6 500 h计）。

表3 改造前后水耗、电耗及热回收对比

4 总结

板式冷却系统的冷却能力效果突出，完全能满足磷铵产品的冷却需求。相比流化床冷却系统，能减少排向洗涤系统的尾气约8 万m3/h，这对减少尾气排放总量、减少尾气“视觉污染”、实施“尾气消白”治理非常有利。因尾气总排放量减少，厂房抽尘风机抽负压能力明显提升，有利于改善磷铵厂房环境。

实施板式冷却升级改造，能降低运行成本、节省能耗、减少尾气、改善环境，有效助力磷铵装置绿色高质量发展。