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记者近日从中原大化集团有限责任公司获悉，该公司与杭州福斯达深冷装备股份有限公司合作，采用国产高压铝制板翅式换热器化工冷箱替代进口产品，对合成氨装置尾气氢回收系统进行节能改造获得成功。
据了解，该高压冷箱今年3月投入调试运行，经过10个月的考核，运行工况稳定;富氢气产品产量和纯度及甲烷、氮、氩的脱除效果均达到合同要求;氢回收负荷率比设计值提高了10%;具有换热效率高、能耗低、结构紧凑、占地小、操作灵活、开启时间短、节能效果显著等特点，填补了这一领域的国内空白。
杭州福斯达公司副总经理、技术总监牛玉振告诉记者，高压铝制板翅式换热器化工冷箱主要技术指标为：进冷箱尾气量为17600Nm3/h;燃料气各组分含量为：Ar+O2>3.378%、CH4>15.38%、H2<18.9253% ;换热要求为：尾气出口氮、氩、甲烷液化，温度达-187℃;返流氢、燃料气与尾气进口温差小于2℃;富氢量为12600Nm3/h，富氢含氢量为89%，从尾气中回收氢量大于96%;阻力要求尾气与返流氢阻力值小于0.2MPa。
中原大化合成氨厂厂长王庆杰告诉记者，氢回收冷箱装置是合成氨整个系统中的重要节能装置。氨回收后气体中含有大量的氢气，如果这种尾气送去做燃料，是很大的浪费。为了实现合成氨系统中氢、氮比的最佳值，需要进行氢回收处理。现存的氢回收单元冷箱引自国外，已经运行20多年，多次发生泄漏，运行工况较差，性能降低。经过多次检修，冷箱仍无法满足工艺设计和节能要求。因此，中原大化决定对冷箱进行升级改造。
中原大化化肥事业部总经理王建新告诉记者，经过多方考察、调研与论证，中原大化公司确定与杭州福斯达公司、无锡佳龙换热器股份有限公司开展联合攻关，创造性地提出了采用高压板翅式换热器代替高压伴管缠绕式换热器的技术改造工艺流程方案。
牛玉振告诉记者，高压板翅式换热器设计难点是翅片选择、板束结构设计、两相流分布设计、材料选择与集气室设计。冷箱的设计难点则是温度的调控、流程的组织，换热器、分离设备的组织，及氮、氩、甲烷的净化，管道连接的设计。福斯达首次在国内设计、制造了压力达到12MPa的高压板翅式换热器化工冷箱，且冷箱高度只有10米，占地9平方米。
牛玉振介绍说，这次为中原大化冷箱升级改造的创新点在于用高压板翅式换热器替换掉高压的伴管缠绕式换热器，高压板翅式换热器的热力学计算、强度计算、结构设计等都是福斯达自主研发完成，由无锡佳龙换热器股份有限公司严格按福斯达的设计图片制造。根据整个流程的运行情况，福斯达分析了原料气中甲烷、氩气的性质，改变节流阀后的压力，冷箱外进行压力调节，使整个系统能够平稳运行，且冷箱各项技术指标都优于设计值。
“新冷箱的替代性改造升级，对我国其他合成氨装置尾气回收系统的节能改造，具有重要的推广与借鉴意义。”中原大化集团董事长张霖说。
