合成氨工業(yè)現(xiàn)狀及節(jié)能技術(shù)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 型合成氨技術(shù),其裝置在美國(guó)投產(chǎn)后每噸氨能耗達(dá)到了4210GJ的先進(jìn)水平。傳統(tǒng)型合成氨工藝以Kellogg工藝為代表,其以兩段天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ),包括如下工藝單元:合成氣制備(有機(jī)硫轉(zhuǎn)化和ZnO脫硫+兩段天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化)、合成氣凈化(高溫變換和低溫變換+濕法脫碳+甲烷化)、氨合成(合成氣壓縮+氨合成+冷凍分離)。 我國(guó)目前合成氨技術(shù)的基本狀況我國(guó)的氮肥工業(yè)自20世紀(jì)50年代以來(lái),不斷發(fā)展壯大,目前合成氨產(chǎn)量已躍居世界第一位,現(xiàn)已掌握了以焦炭、無(wú)煙煤、焦?fàn)t氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴多種原料生產(chǎn)合成氨、尿素的技術(shù),形成了特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的生產(chǎn)格局。圖21 煤制氣合成氨工藝圖 固定床氣化法煤的固定床氣化是以塊煤為原料。（2）固定床加壓氣化固定床加壓氣化最成熟的爐型是魯奇爐。它是一種介于逆流操作和順流操作這兩種情況之間的操作。白云石、石灰石或石灰經(jīng)給料機(jī)輸入爐內(nèi)。（3）灰團(tuán)聚氣化法它是在流化床中導(dǎo)入氧化性高速氣流，使煤灰在軟化而未熔融的狀態(tài)下在錐形床層中相互熔聚而粘結(jié)成含碳量低的球狀灰渣，有選擇性地排出爐內(nèi)。（2）德士平古法它是一種濕法（水煤漿）進(jìn)料的加壓氣化工藝。下面分別介紹這3類床的某些制氣方法。它是在熔融的Na2CO2鹽浴內(nèi)進(jìn)行，熔融的Na2CO2對(duì)煤與蒸汽的反應(yīng)具有強(qiáng)烈的催化作用，在較低溫度下就可獲得很快的反應(yīng)速度。煤種適用范圍廣，且氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。以下就詳細(xì)的介紹整個(gè)生產(chǎn)流程。所制的半水煤氣進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行除塵降溫，最后送入半水煤氣氣柜。圖32脫硫工藝流程圖 變換工段變換工段的主要任務(wù)是將半水煤氣中的CO在催化劑的作用下與水蒸氣發(fā)生放熱反應(yīng)，生成CO2和H2。脫碳的主要任務(wù)是將變換氣中的CO2脫除，對(duì)氣體進(jìn)行凈化，河南中科化工有限責(zé)任公司采用變壓吸附脫碳工藝。圖34變換與脫硫工藝流程圖 碳化工段 氣體流程來(lái)自變換工段的變換氣，依次由塔底進(jìn)入碳化主塔、碳化付塔，變換氣中的二氧化碳分別在主塔和付塔內(nèi)與碳化液和濃氨水進(jìn)行反應(yīng)而被吸收。 液體流程濃氨水由濃氨水泵從吸氨崗位濃氨水槽打入付塔，一方面溶解塔內(nèi)的結(jié)疤，另一方面吸收主塔尾氣中的剩余二氧化碳，逐步提高濃氨水的碳化度。醇后氣中CO＜%、CO2＜%。我們公司是采用醋酸銅氨液洗滌法，銅洗后的工藝氣體中的含量將至25ppm以下。由于合成氨生產(chǎn)過(guò)程中，變換、脫碳、15MPa、27MPa條件下進(jìn)行，壓縮工段的任務(wù)就是提高工藝氣體壓力，為各個(gè)生產(chǎn)工段提供其所需的壓力條件。由氨蒸發(fā)器蒸發(fā)的氣氨經(jīng)氣氨總管進(jìn)入冰機(jī)前分離器，分離出液氨后進(jìn)入氨壓縮機(jī)加壓，加壓后的氣氨經(jīng)油分離器后進(jìn)入水冷器，在此氣氨冷凝為液氨并回到冰機(jī)液氨貯槽，由支出閥送給氨蒸發(fā)器循環(huán)使用或氨庫(kù)。 選擇先進(jìn)的節(jié)能工藝根據(jù)合成氨生產(chǎn)的不同產(chǎn)品方案(尿素、碳酸氫銨、聯(lián)醇等)選擇不同工藝路線及組合是否合理,是最終能耗的關(guān)鍵。其主要效果有:①氣化強(qiáng)度可達(dá)12001300m3/()。⑤余熱回收率可實(shí)現(xiàn)蒸汽自給。同時(shí)結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與改造,(視整個(gè)生產(chǎn)工藝不同而確定),從而減少每噸氨870940m3(標(biāo)態(tài)),噸氨節(jié)電約3040kW/h。（5）使用高效節(jié)能單元設(shè)備、催化劑及新材料在工藝流程確定后,如何使用高效節(jié)能的催化劑和單元操作設(shè)備對(duì)節(jié)能也起到重要作用。③各種高效換熱器:如折流桿異形管換熱器、波紋管熱交換器(冷凝器)、板式換熱器、熱管式換熱器、蒸發(fā)式冷凝器等多種換熱器在合成氨工序都有應(yīng)用,并都取得一定的效果。 回收各項(xiàng)余熱和余能進(jìn)行熱能綜合利用(1) 充分回收合成氨各工藝過(guò)程中的余熱和余能:如造氣系統(tǒng)的造氣爐夾套、爐渣、飛屑的余熱,上、下行煤氣的顯熱,吹風(fēng)氣的顯熱與潛熱,脫碳系統(tǒng)脫碳富液和銅洗系統(tǒng)銅液的能量,變換系統(tǒng)的變換氣和合成系統(tǒng)合成塔出口合成氣的余熱等。根據(jù)企業(yè)不同生產(chǎn)規(guī)模與不同氨加工產(chǎn)品等不同情況進(jìn)行不同的熱能綜合利用的設(shè)計(jì)方案。(4) 其它有關(guān)節(jié)能技術(shù)措施:如DCS系統(tǒng)控制調(diào)優(yōu)技術(shù)、機(jī)泵電機(jī)采用變額調(diào)速技術(shù)、企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)、蒸汽管道系統(tǒng)節(jié)能、冷凝水回收利用等,以及各項(xiàng)行之有效的改革措施。 參考文獻(xiàn)[1] ，2005,年8月.[2] ，2011年5月.[3] ，2009年2月.[4] 張輝，趙紅柳，2009年8月.[5] 曹侖，張衛(wèi)峰，2008年4月.[6] ，2010年2月.[7] 陳實(shí)，袁令，2009年11月.[8] ，2012年5月.18
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