ผู้ผลิตคอนเดนเซอร์โรงงานปุ๋ยของจีน นำเสนอโซลูชันการควบแน่นที่เชื่อถือได้สำหรับโรงงานผลิตปุ๋ย

ตอบคำถามหลัก:คอนเดนเซอร์โรงงานปุ๋ยจาก Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd มอบอะไรให้กับโรงงานผลิตปุ๋ย? Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) ออกแบบและผลิตคอนเดนเซอร์สำหรับงานที่ต้องการมากที่สุดสามประเภทในการผลิตปุ๋ย: การควบแน่นแอมโมเนียมคาร์บาเมตแรงดันสูงในโรงงานยูเรียที่ 140-170 บาร์ และ 165-185°C, การควบแน่นไอระเหยของกระบวนการในการทำให้เป็นกลางและการระเหยของแอมโมเนียมไนเตรต และการควบแน่นก๊าซไอเสียในการแกรนูล NPK ในการใช้งานยูเรีย สารควบแน่นคือแอมโมเนียมคาร์บาเมต ซึ่งเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากที่สุดในอุตสาหกรรมเคมี นั่นคือเหตุผลที่การเลือกวัสดุมากกว่าการออกแบบเชิงความร้อนเป็นตัวกำหนดข้อกำหนด

1. งานคอนเดนเซอร์หลักสามประเภทในโรงงานปุ๋ย

โรงงานปุ๋ยมีบริการควบแน่นหลายอย่างที่แทบไม่มีอะไรเหมือนกันยกเว้นชื่อ สามประเภทที่โดดเด่นและแต่ละประเภทมีตรรกะการออกแบบที่แตกต่างกัน:

• คอนเดนเซอร์คาร์บาเมตแรงดันสูงยูเรีย: ในกระบวนการยูเรียแบบ CO2 stripping แอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาจาก stripper จะถูกควบแน่นเป็นแอมโมเนียมคาร์บาเมตในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแนวตั้งหรือแนวนอนที่ 140-170 บาร์ และ 165-185°C โดยปล่อยความร้อนที่จำเป็นในการผลิตไอน้ำหรืออุ่นอาหารล่วงหน้า การควบแน่นต้องสมบูรณ์ เพราะก๊าซที่ยังไม่ควบแน่นจะลดการแปลงในวงจรเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีการแปลง CO2 ที่ 55-75% ต่อรอบ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นขอบเขตแรงดันที่แรงดันสูงและอุณหภูมิสูงซึ่งมีสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ทำให้เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สำคัญที่สุดและมีราคาแพงที่สุดในโรงงานยูเรีย
• การระเหยและการทำให้เป็นกลางของแอมโมเนียมไนเตรต: การทำให้กรดไนตริกเป็นกลางด้วยแอมโมเนียจะปล่อยประมาณ 1,460 กิโลจูลต่อกิโลกรัมของแอมโมเนีย ทำให้ได้สารละลายแอมโมเนียมไนเตรต 80-95% ซึ่งจะถูกระเหยเป็น 99% หรือสูงกว่าสำหรับการทำเม็ดหรือแกรนูล ไอระเหยจากเครื่องระเหยจะพาหมอกแอมโมเนียมไนเตรตและแอมโมเนีย และต้องถูกควบแน่นและบำบัด เพราะแอมโมเนียมไนเตรตเป็นสารออกซิไดซ์ และสารตกค้างที่แห้งเป็นอันตรายร้ายแรงต่อการเกิดไฟไหม้และการระเบิด คอนเดนเซอร์ที่นี่ต้องได้รับการออกแบบให้สามารถล้างทำความสะอาดได้ โดยมีระบบฉีดพ่นทำงานตามรอบที่กำหนดเพื่อป้องกันการสะสมของสารออกซิไดซ์ และคอนเดนเสทของกระบวนการจะถูกบำบัดเพื่อกู้คืนแอมโมเนียและไนเตรตก่อนปล่อย
• ก๊าซไอเสียจากการแกรนูล NPK: ถังแกรนูลและหอคอยจะปล่อยก๊าซไอเสียที่อุ่นและชื้นที่อุณหภูมิ 80-110°C ซึ่งมีแอมโมเนีย ฟลูออไรด์ ฝุ่น และออกไซด์ของไนโตรเจน ซึ่งต้องถูกบำบัดและควบแน่นก่อนปล่อย งานควบแน่นไม่มากนัก แต่ปริมาณก๊าซมีมาก และกระแสสารมีฤทธิ์กัดกร่อนและก่อให้เกิดการอุดตัน ดังนั้นเครื่องบำบัด-คอนเดนเซอร์จึงมักสร้างจากสแตนเลส บางครั้งมีการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน หรือทำจาก FRP สำหรับส่วนที่เย็น ประสิทธิภาพวัดจากความเข้มข้นของอนุภาคและแอมโมเนียที่ทางออกมากกว่างานเชิงความร้อน และการออกแบบต้องรวมเข้ากับสมดุลของสารละลายบำบัด

2. การกัดกร่อน วัสดุ และระเบียบวินัยในการปฏิบัติงาน

ในการใช้งานปุ๋ย การกัดกร่อนมากกว่าการถ่ายเทความร้อนเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ต้องจัดการกับกลไกสามอย่างอย่างชัดเจน:

• การกัดกร่อนของแอมโมเนียมคาร์บาเมต: แอมโมเนียมคาร์บาเมตโจมตีสแตนเลสโดยการละลายฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่ป้องกัน และอัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ 316L มาตรฐานไม่เพียงพอในการใช้งานคาร์บาเมตแรงดันสูง การตอบสนองของอุตสาหกรรมคือ 316L เกรดยูเรียที่มีเฟอร์ไรต์ควบคุมและการยอมรับการทดสอบ Huey ที่ระบุ หรือดีกว่านั้นคือสแตนเลสดูเพล็กซ์ 25-22-2 (UNS S31050) หรือตระกูล Safurex ซึ่งทนทานต่อคาร์บาเมตได้ดีกว่ามากและอนุญาตให้อุณหภูมิการทำงานสูงขึ้น สิ่งสำคัญคือโลหะผสมเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการจ่ายออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไป 0.3-0.8% โดยปริมาตรที่เติมเข้าไปกับ CO2 ป้อน เพื่อรักษาการพาสซิเวชัน การสูญเสียอากาศพาสซิเวชันเป็นเส้นทางที่เร็วที่สุดสู่การกัดกร่อนที่รุนแรง
• การกัดกร่อนของแอมโมเนีย ไนเตรต และคลอไรด์: การใช้งานแอมโมเนียมไนเตรตต้องให้ความสนใจกับการแตกร้าวเนื่องจากความเค้นและลักษณะออกซิไดซ์ของเกลือ ในขณะที่คอนเดนเสทของกระบวนการที่เป็นแอมโมเนียสามารถทำให้เหล็กกล้าคาร์บอนแตกร้าวเนื่องจากความเค้นได้เช่นเดียวกับแอมโมเนียปราศจากน้ำ คลอไรด์ที่เข้ามากับน้ำกระบวนการหรือกับโพแทชในโรงงาน NPK ส่งเสริมการเกิดรูพรุนและการแตกร้าวเนื่องจากความเค้นของ 304 และ 316 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม 316L จึงเป็นที่นิยมมากกว่า 304 และทำไมเกรดดูเพล็กซ์จึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในส่วนที่ร้อนซึ่งมีคลอไรด์ การควบคุมเคมีน้ำ รวมถึงการขัดคอนเดนเสทและขีดจำกัดคลอไรด์ มีความสำคัญพอๆ กับการเลือกโลหะผสม
• การสึกกร่อน การอุดตัน และการตรวจสอบ: กระแสสารปุ๋ยมักมีของแข็งแขวนลอยและเกลือที่ตกผลึก ดังนั้นคอนเดนเซอร์ต้องได้รับการออกแบบโดยมีขีดจำกัดความเร็ว โดยทั่วไปต่ำกว่า 2-3 ม./วินาที ในท่อที่ขนส่งสารละลายข้น และมีรูปทรงที่หลีกเลี่ยงจุดอับที่เกลือสามารถตกตะกอนและเข้มข้นได้ ปัจจัยการอุดตัน 0.0001-0.0003 ม.²·K/W เป็นเรื่องปกติ เนื่องจากผลที่ตามมาของการกัดกร่อนนั้นรุนแรง โรงงานจึงใช้โปรแกรมการตรวจสอบที่กำหนด: การสำรวจความหนาผนังในการปิดซ่อมตามกำหนด, การตรวจสอบด้วยสีย้อมและอัลตราโซนิกของรอยเชื่อม และในการใช้งานยูเรีย การตรวจสอบชั้นพาสซิเวชันเป็นระยะและการยืนยันระบบฉีดออกซิเจนด้วยการวัดซ้ำและการปิดระบบอัตโนมัติเมื่อสูญเสียอากาศพาสซิเวชัน

ตารางเปรียบเทียบงานคอนเดนเซอร์ปุ๋ย

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: เหตุใดบริการคาร์บาเมตในโรงงานยูเรียจึงมีการกัดกร่อนสูงและควบคุมได้อย่างไร?

ตอบ: แอมโมเนียมคาร์บาเมตละลายฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่ป้องกันสแตนเลส และอัตราการโจมตีจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ โดยเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าทุกๆ 10-15°C เหนือ 165°C ควบคุมโดยสามวิธีที่ทำงานร่วมกัน วัสดุ: 316L เกรดยูเรียที่มีปริมาณเฟอร์ไรต์ต่ำและผลการทดสอบ Huey ที่บันทึกไว้ หรือที่นิยมกว่าคือโลหะผสมดูเพล็กซ์ 25-22-2 หรือเกรด Safurex ซึ่งทนอุณหภูมิสูงและออกซิเจนต่ำกว่า การพาสซิเวชัน: การจ่ายออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไป 0.3-0.8% โดยปริมาตรที่ฉีดเข้าไปกับ CO2 ป้อน ซึ่งรักษาฟิล์มพาสซีฟ พร้อมเครื่องวิเคราะห์ซ้ำและการปิดโรงงานอัตโนมัติเมื่อสูญเสียอากาศพาสซิเวชัน การควบคุมอุณหภูมิ: การทำงานภายในขอบเขตการออกแบบ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงกว่าประมาณ 185-190°C ในบริการคาร์บาเมตจะเร่งการกัดกร่อนเร็วกว่าที่ผู้ปฏิบัติงานคาดการณ์ไว้

ถาม: จะเกิดอะไรขึ้นหากสูญเสียอากาศพาสซิเวชันในโรงงานยูเรีย?

ตอบ: การกัดกร่อนจะเร่งขึ้นภายในไม่กี่ชั่วโมงแทนที่จะเป็นวัน หากไม่มีออกซิเจน ฟิล์มพาสซีฟจะสลายตัว อัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นจากเป้าหมายปกติที่ต่ำกว่า 0.1 มม./ปี ไปสู่ระดับที่สามารถกัดกินได้หลายมิลลิเมตรในการทำงานผิดปกติระยะสั้น และผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนจะปนเปื้อนผลิตภัณฑ์ด้วยเหล็กและนิกเกิล มาตรฐานคือการปฏิบัติต่อการสูญเสียอากาศพาสซิเวชันเป็นสภาวะปิดระบบ: การวัดการไหลและออกซิเจนซ้ำบนระบบฉีดอากาศ, สัญญาณเตือนเมื่อการไหลต่ำ, และการลดภาระโรงงานอัตโนมัติหรือปิดระบบหากไม่สามารถคืนออกซิเจนได้ภายในกรอบเวลาที่กำหนด โดยทั่วไป 30-60 นาที การกู้คืนต้องมีการพาสซิเวชันใหม่ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ควบคุมที่อุณหภูมิและภาระงานที่ลดลง แทนที่จะเป็นการเริ่มฉีดอากาศใหม่

ถาม: คอนเดนเซอร์โรงงานปุ๋ยแตกต่างจากคอนเดนเซอร์เคมีมาตรฐานอย่างไร?

ตอบ: ในสามวิธี ข้อกำหนดวัสดุถูกกำหนดโดยการกัดกร่อนมากกว่าแรงดันและอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้โลหะผสมเกรดยูเรียและดูเพล็กซ์ในที่ที่บริการเคมีมาตรฐานจะใช้ 316L ทั่วไป และการรับรองรวมถึงการทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรน Huey เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่ส่งมอบ เคมีของกระบวนการได้รับการจัดการอย่างแข็งขัน หมายความว่าคอนเดนเซอร์เป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมการกัดกร่อนที่รวมถึงการฉีดออกซิเจน เคมีน้ำ และขีดจำกัดอุณหภูมิ และไม่สามารถกำหนดได้โดยลำพัง การอุดตันและข้อกำหนดสำหรับการล้างถูกสร้างขึ้น เนื่องจากเกลือที่ตกผลึกและสารออกซิไดซ์จะสะสม ดังนั้นระบบฉีดพ่นและล้าง ความสามารถในการระบายน้ำ และขีดจำกัดความเร็ว จึงเป็นคุณสมบัติการออกแบบมาตรฐานมากกว่าอุปกรณ์เสริม

ถาม: ควรตรวจสอบอะไรบ้างเมื่อซื้อคอนเดนเซอร์เกรดยูเรียจากผู้ผลิต?

ตอบ: หกรายการนอกเหนือจากเอกสารภาชนะรับแรงดันปกติ การรับรองวัสดุตาม EN 10204 3.1 พร้อมเคมีภัณฑ์เต็มรูปแบบ รวมถึงองค์ประกอบที่ควบคุมพฤติกรรมเกรดยูเรีย และรายงานการทดสอบ Huey ที่แสดงอัตราการกัดกร่อนระหว่างเกรนภายในข้อกำหนด โดยทั่วไปต่ำกว่า 0.6 มม. ต่อ 240 ชั่วโมง หรือค่ามาตรฐานที่ใช้บังคับ การยืนยันปริมาณเฟอร์ไรต์สำหรับรอยเชื่อม เนื่องจากต้องควบคุมเฟอร์ไรต์เดลต้า การรับรองขั้นตอนการเชื่อมเฉพาะสำหรับโลหะผสม พร้อมขีดจำกัดความร้อนที่ใส่เข้าไปและการควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้น การบันทึกการอบชุบด้วยความร้อนเต็มรูปแบบ เนื่องจากการอบอ่อนสารละลายที่ไม่เหมาะสมจะทำลายความต้านทานการกัดกร่อน สภาพพื้นผิวและความสะอาด รวมถึงปราศจากการปนเปื้อนของเหล็กและวัสดุที่ใช้ทำเครื่องหมายซึ่งมีคลอไรด์ เนื่องจากทั้งสองอย่างจะเริ่มต้นการเกิดรูพรุนในการใช้งาน