河南心连心深冷能源股份有限公司 煤化工尾气节能减碳综合利用项目

　　煤化工尾气中含有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氢气等气体组分，这些气体是化工、电子、能源、食品、医药等领域的重要基础原料。由于尾气回收技术开发受上游气源条件(需依托煤化工企业，拥有较稳定的气源)、气源特点(组分变化、成分复杂、分离难度大)等因素限制，目前国内该类尾气回收技术水平较为落后。随着国家节能减碳、绿色发展的政策导向以及行业污染限制，煤化工企业必须极尽所能将尾气“吃干榨净”，通过回收利用，建立良性的绿色循环经济。煤化工尾气处理及资源化利用技术推广应用前景十分广阔。

　　心连心深冷能源股份有限公司煤化工尾气节能减碳综合利用项目，依托心连心化学工业集团，针对煤化工各个工段尾气排放特点进行研究，用低温分离提纯技术通过压缩、净化、液化、提纯等工序，对混合气体进行分离纯化，同时生产二氧化碳、干冰、特种气体(一氧化碳、二氧化硫、羰基硫、甲烷)等。

　　本项目的行业背景研究主要分为三个方面：

　　一是国内二氧化碳回收利用技术现状。目前工业上二氧化碳的回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法和低温精饱。我国早前二氧化碳回收方法主要是威特曼流程，威特曼公司在中国的技术通常是利用乙烯、合成氨等工厂产生的二氧化碳作为原料气。原料气进入净化工厂后进行脱水(低压脱硫)、水洗、压缩、高压脱硫脱水、干燥、液化、提纯等便可以生产出工业或食品级液态二氧化碳。

　　二是国内外电子特气技术现状。相比较来说，电子特气的市场规模并不大，但这些“不起眼”的气体决定着芯片制程和工艺精度。令人揪心的是，电子特气长期被国际巨头钳制，成为我国半导体产业又一卡脖子领域。残酷的高科技争夺战中，芯片却是民族工业之痛。设备中的光刻机，芯片材料中的高端光刻胶等，均掌控在国际厂商手中。电子特气也不例外，长期以来几乎被国际巨头垄断。

　　三是合成氨尾气制取LNG技术研究现状。合成氨工艺作为煤化工最成熟的工艺，技术水平己经相当稳定，挖潜空间非常狭小。但在合成氨尾气回收的问题上，各个工厂历经了多种方法的轮回，从水洗净氨变压吸附提氢工艺到膜提氢和无动力氨回收，虽然在不断进步，但回收效率仍然不够高，浪费很大。

　　氢气的回收率至多达到90%，并且尾气中的有效气体成分甲烷，都被送到锅炉燃烧，回收价值不高。国内于2012年相继投产了几套生产装置，但由于能耗高、气源不稳定，装置运行效果不佳。河南心连心深冷能源股份有限公司于2013年开发出合成氨尾气回收制取LNG技术，解决了上述问题，并于2014年建成国内首套氮氯混合气体膨胀制冷回收合成氨尾气中LNG的装置，并运行成功，能耗低于行业平均水平。既让对合成氨生产有用的氢气得到了回收利用，又让以前白白烧掉的甲烷有了更好的用途，液化后充装作为汽车、轮船的燃料。解决了合成氨尾气资源回收和环境保护的问题。

　　本项目主要有三大创新点：

　　一是项目采用双塔精馏和热泵精馏组合工艺生产二氧化碳。设备高度集成，减少催化氧化脱烃、吸附脱醇、脱水工序，流程大幅简化，占地面积小。通过工质热泵精馏、高效板翅换热器、冷箱技术及能量梯级利用的节能创新，产品纯度达到99.999%以上，且质量稳定，能耗低于行业平均水平。

　　二是项目研发了合成氨尾气回收制取高纯电子气技术。项目采用自主研发的双塔热泵精馏、双级耦合精馏、鼓泡反应与精馏组合工艺等技术，利用节能环保工质，实现合成氨尾气中一氧化碳、甲烷、二氧化碳、二氧化硫的资源化利用，生产出电子级产品(电

　　子级一氧化碳、电子级二氧化碳、电子级二氧化硫、电子级羰基硫、电子级甲烷)，产品纯度高、能耗低，可替代国外进口。

　　三是首创氮氩混合气膨胀制冷回收合成氨尾气制取LNG工艺。利用装置自身产生的氮氩混合气作为制冷工质，除开车过程外，装置不需要外补氮气。根据气体PVT(压强、体积、温度)关系，通过透平膨胀循环无级调节制冷设计，实现了制冷负荷的无级调节。

　　(崔增涛 马明明)