【文章內(nèi)容簡介】 熱鍋爐 產(chǎn)生 的低壓蒸汽（低壓鍋爐產(chǎn)的）混合后，經(jīng)汽水分離器進(jìn)入低壓蒸汽過熱器，并和余熱鍋爐來的過熱蒸汽混合后進(jìn)入蒸汽緩沖罐供煤氣發(fā)生爐使用。 余熱鍋爐產(chǎn)的中壓蒸汽直接進(jìn)入中壓 蒸汽管網(wǎng)供尿素等裝置使用。 煤氣發(fā)生爐 21 根據(jù)湖北宜化采用的 YHφ ，該型號煤氣發(fā)生爐操作平穩(wěn)、產(chǎn)氣量高、消耗較低，因此本項(xiàng)目仍然采用該爐型。 噸氨需要半水煤氣量為 3300Nm3，小時半水煤氣量為 3300179。 25＝ 82500Nm3/h。 根據(jù)該廠生產(chǎn)的實(shí)際情況，單臺煤氣發(fā)生爐產(chǎn)氣量為： 5500 Nm3/h 需要φ ： 82500247。 5500＝ 15 采用 18臺煤氣發(fā)生爐，預(yù)留 3臺。 D600造氣爐鼓風(fēng)機(jī)具有九十年代的國際水平， 它可配用于煤氣發(fā)生爐上，使用該機(jī)具有壓力高、流量大、耗電省、噪音小的特點(diǎn)。在使用過程中的實(shí)際效率遠(yuǎn)高于其它類型造氣爐鼓風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)的推廣使用具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計選用D600造氣爐鼓風(fēng)機(jī)五臺，預(yù)留一臺位置。 吹風(fēng)氣余熱回收是在固定層間歇?dú)饣夹g(shù)中，對吹風(fēng)氣的潛熱進(jìn)行回收，通過余熱鍋爐的能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生過熱蒸汽。 吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)中的兩個關(guān)鍵設(shè)備為燃燒爐和廢熱鍋爐。 燃燒爐采用立式中燃式、內(nèi)置式高溫噴頭燃燒爐；廢熱鍋爐采用水管，現(xiàn)場組裝式鍋爐。本套吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)具有設(shè)計合理、結(jié) 構(gòu)緊湊、熱回收效率高、水容量大 、造型美觀、運(yùn)行操作簡便、工作安全可靠、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、適用廣、壽命長等特點(diǎn)，在國內(nèi)處于先進(jìn)水平。根據(jù)系統(tǒng)吹風(fēng)氣量等選用產(chǎn)汽能力為 40t/h的吹風(fēng)氣余熱鍋爐一套可滿足生產(chǎn)。 22 （以噸氨計） 序號 名 稱 規(guī) 格 單位 消耗定額 備 注 1 無煙煤 標(biāo)煤 t 2 蒸 汽 t 不含副產(chǎn)蒸汽 3 電 380V kWh 6000V kWh 99 4 循環(huán)冷卻水 32℃ m3 67 5 脫鹽水 70℃ m3 用于自產(chǎn)蒸汽及余熱鍋爐產(chǎn)汽 電除塵 根據(jù)半水煤氣氣量， 氣柜采用 V=10000m3三節(jié)螺旋升降式氣柜一座 ,為確保半水煤氣柜的正常工作，防止氣柜抽癟和掀翻，氣柜設(shè)置高低位聲光報警及聯(lián)鎖，當(dāng)氣柜升起高度處于規(guī)定的最底高度時，聯(lián)鎖煤氣鼓風(fēng)機(jī)停車。 半水煤氣出氣柜后采用靜電除焦塔除掉半水煤氣中的塵埃、油霧等細(xì)微粒。為保證電除塵器能安全連續(xù)地正常運(yùn)行，必須確保半水煤氣中氧含量控制在 %以下，最高不得超過 %。要做到投運(yùn)前必須對系統(tǒng)進(jìn)行徹底置 換；運(yùn)行中必須保證氧自動分析系統(tǒng)與聯(lián)鎖裝置處于完好狀態(tài)，在氧含量超標(biāo)時，電除塵器能自動斷電。 煤氣加壓本次擴(kuò)建采用運(yùn)行穩(wěn)定、噪音低、振動小的煤氣鼓風(fēng)機(jī)。 從造氣工序洗氣塔來的半水煤氣，經(jīng)半水煤氣柜進(jìn)口水封，進(jìn)入半水煤氣柜，半水煤氣在氣柜中充分混合、穩(wěn)壓后，經(jīng)半水煤氣柜出口水封去電除塵裝置；半水煤在電除塵器中除去殘余粉塵微粒及焦油，再進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī) 升壓到 50kPa 后送至脫硫工 23 段 。 選用三塔螺旋升起式濕式氣柜，容積 V=10000m3。 2. 電除塵器 實(shí) 際處理氣量 V＝［ 10332179。 25179。（ 3300＋ 150）179。（ 273+40）］ / ［（ 9244+300）179。 273］ =107450m3/h 電除塵器臺數(shù)： 107450/27000= 選用 4臺并聯(lián)。 3. 煤氣鼓風(fēng)機(jī) 設(shè)計選用 D60042 型煤氣鼓風(fēng)機(jī)，打氣量： 600m3/min,進(jìn)口壓力： ，出口壓力 ， 考慮 5%漏氣損失，實(shí)際處理氣量為： V=107450/600179。 60=3 選用 5臺， 3開 2備。 消耗定額 （以噸氨計） 序號 名 稱 規(guī) 格 單位 消耗定額 備注 1 循環(huán)水 30oC (表 ) t 2 電 380V kWh 6000V kWh 24 3 蒸汽 158oC (表 ) t 本項(xiàng)目脫硫工段擬建一套 20萬噸 /年合成氨能力的半水煤氣脫硫裝置。根據(jù)貴州原料煤硫含量高的特點(diǎn)，本方案半水煤氣中 H2S含量按 3g/Nm3考慮。目前國內(nèi)脫硫方法較多，但脫高硫均采用濕式氧 化法，該工藝適用于不同的催化劑。催化劑有：栲膠、88 PDS、 ADA、 MSQ、 KCA 等。本項(xiàng)目推薦栲膠脫硫劑，采用 Na2CO3水溶液作為吸收劑，三級脫硫。栲膠脫硫劑具有成熟、可靠、脫硫效率高、活性穩(wěn)定、價廉易得、無毒、無腐蝕、不堵塔等優(yōu)點(diǎn)。脫硫液再生采用自吸空氣氧化再生，該法具有氧化性強(qiáng)、能耗低、再生效果好、操作方便等特點(diǎn)。硫磺回收采用重力沉降法加熱分層熔融制取硫磺，既節(jié)省投資又減少系統(tǒng)的繁雜操作和維護(hù)。 由煤鼓來的半水煤氣（ 50kPa）依次進(jìn)入一、二、三級脫硫塔，與栲膠脫硫貧液逆流接觸脫除 H2S, 三級脫硫塔出來的半水煤氣中 H2S含量≤ 50mg/Nm3，送至壓縮工段。 吸收硫化氫后的脫硫富液從脫硫塔底部出來進(jìn)入富液槽 , 由泵送至再生槽噴射器，經(jīng)噴射器自吸空氣進(jìn)入再生槽內(nèi)氧化再生，浮選出來的硫泡沫自流入硫泡沫中間槽，由硫泡沫泵送至硫泡沫貯槽，在硫泡沫貯槽內(nèi)經(jīng)熱力沉降自流入熔硫釜 , 加熱熔融后制得副產(chǎn)品硫磺。 從再生槽分離出來的貧液自流入貧液槽，由脫硫泵將貧液送至脫硫塔循環(huán)使用。 25 1．脫硫塔 散堆塑料鮑耳環(huán)填料塔在該廠得到了較好的應(yīng)用，對脫除 H2S 起了重要作用， 故本項(xiàng)目采用該塔型（三級脫硫塔均采用散堆塑料鮑耳環(huán)填料塔）。 進(jìn)塔實(shí)際氣量 : V=74620m3/h 根據(jù)計算，液泛速度 Wo=，取操作氣速 W==179。 =塔徑 D=[4V/(π179。 Wo179。 3600)]1/2=[4179。 74620/(179。 179。 3600)]1/2= 圓整為 m。 2．噴射再生槽 噴射再生槽是利用噴射器使脫硫液以高速通過噴嘴形成射流，產(chǎn)生局部負(fù)壓吸入空氣。兩相流體被高速分散而處于高度渦流狀態(tài)，空氣呈氣泡狀態(tài)分散于液體中， 從而使脫硫液的吸氧速度大為增加，傳質(zhì)過程大為強(qiáng)化，在較短的時間內(nèi)即可完成再生過程。脫硫前 H2S含量按 3g/Nm3，脫硫后 H2S含量按 ，小時產(chǎn)氨量為25 噸，硫容取 ，溶液循環(huán)量為： G=()179。 3300179。 25179。 32/34179。 250=916m3/h 因溶液循環(huán)量較大，采用 1個噴射再生槽。 吹風(fēng)強(qiáng)度 Ai取 100m3/(m2h ) 噴射再生槽直徑 D=[916179。 ()]1/2=[916179。 (179。 100)1/2 ]= (圓整為 )。 消耗定額（以噸氨計） 序號 名 稱 規(guī) 格 單位 消耗定額 備注 26 1 電 380V kWh 8 6000V kWh 90 2 蒸汽 158℃， (絕 ) t 3 軟水 化學(xué)軟水 t 4 新鮮水 20℃ (絕 ) m3 2 5 循環(huán)水 30℃ (絕 ) m3 13 6 栲膠脫硫劑 kg 7 純堿 總堿量（以 Na2CO3計）≥ 99％ kg 8 五氧化二釩 V2O5≥ 97％ kg 9 副產(chǎn)硫磺 kg 33 壓縮 目前在大型 合成氨的生產(chǎn) 中，主要有離心式和往復(fù)式兩大類 氫氮壓縮機(jī) 。 1. 離心式壓縮機(jī) 該種壓縮機(jī)具有通氣量大而持續(xù)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；機(jī)組外形尺寸小，總量輕 ,，地面積?。辉O(shè)備易損件少，使用期限長，維修工作量少；由于轉(zhuǎn)速很高可用汽輪機(jī)直接帶動，省去了蒸汽發(fā)電，再用電機(jī)驅(qū)動這一能量轉(zhuǎn)換過程中的能量損失，同時不會有電機(jī)帶動時的防暴要求，比較安全；機(jī)體內(nèi)不需潤滑，氣體不會被潤滑油污染；實(shí)現(xiàn)自動控制較容易等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是該機(jī)對煤氣中含塵量要求較嚴(yán) ，氣體中的灰塵、焦油及雜質(zhì)必須預(yù)先除凈，這對以煤為原料 的合成氨 生產(chǎn)廠比較困難，投資較高。 2. 往復(fù)式壓縮機(jī) 該機(jī)對煤氣中含塵量要求，對焦油及雜質(zhì)氣中含塵量的要求不象對離心式壓縮機(jī)的要求那樣嚴(yán)格，適用于以白煤為原料 的合成氨 生產(chǎn)廠。全國現(xiàn)有多家往復(fù)式壓縮機(jī) 27 生產(chǎn)的大型企業(yè)，設(shè)計制造技術(shù)成熟，備品備件方便；單機(jī)生產(chǎn)能力大，投資較省。但往復(fù)式壓縮機(jī)的占地面積比離心式壓縮機(jī)的占地面積大。 結(jié)合該項(xiàng)目采用煤制氣生產(chǎn)合成氨的工藝特點(diǎn)，經(jīng)比較，本項(xiàng)目選用 單機(jī)生產(chǎn)合成氨能力為 4萬噸 /年 往復(fù)式壓縮機(jī)比離心式壓縮機(jī)更為適合。 由脫硫工段來的混合半水煤氣溫度 35℃ ,壓力 縮，氣體經(jīng)加壓后進(jìn)入一級冷卻分離器，冷卻分離后進(jìn)入二級壓縮，然后經(jīng)二級冷卻分離后溫度為 40℃ ,進(jìn)入三級氣水分離器，然后進(jìn)入三級壓縮，冷卻分離后溫度為 40℃ ， ,壓力為 ,送至變換工段 、 脫碳工段。 從脫碳工段來的脫碳?xì)?,壓力為 ,進(jìn)入四級壓縮，溫度為 40℃ ， 進(jìn)入五級氣水分離器，經(jīng)五級壓縮，升壓至 ，冷卻分離后溫度為 40℃ ，進(jìn)入精煉工段。 從精煉工段出來的精煉氣 壓力為 ,進(jìn)入六級壓縮，升壓至 至 合成工段。 目前 單機(jī)生產(chǎn)合成氨能力為 4 萬噸 /年型氫氮壓縮 機(jī)有四川華西的 6M40310/314型氫氮壓縮機(jī) ，也有上海的 S6M50300/314壓 縮機(jī) 。 S6M50300/314壓 縮機(jī) 是上壓公司近年來通過消化吸收國外先進(jìn)的壓縮機(jī)設(shè)計制造技術(shù)以及綜合上壓公司數(shù)十年來生產(chǎn)制造壓縮機(jī)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而開發(fā)的新產(chǎn)品。該機(jī)為臥式六列對稱平衡型往復(fù)式機(jī)組，機(jī)組為一列一缸，具有動力平衡型好，內(nèi)外泄漏少，產(chǎn)出率高，能耗低的特點(diǎn)。S6M50300/314進(jìn)排氣口安排改變了傳統(tǒng)的下進(jìn)下出的布置，采用了 API618標(biāo)準(zhǔn)中要 28 求上進(jìn)上出的結(jié)構(gòu)，使機(jī)組在運(yùn)行時不會產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性；且該機(jī)的低壓氣閥采用網(wǎng)狀閥，中高壓級氣閥采用氣墊閥，使氣閥保證了使用壽命達(dá)到 6000 小時以上。因此，采用 S6M50300/314型 氫氮壓縮機(jī) ,從生產(chǎn)能力、穩(wěn)定性上都能滿足本項(xiàng)目需要。 一 級進(jìn)口溫度 t1=35℃，進(jìn)口壓力 P1=（絕）。 一級進(jìn)口氣體飽和蒸汽壓為： MPa。 項(xiàng)目生產(chǎn)規(guī)模： 20萬 tNH3/a V0=V1T0P1/T1P0 =300179。 273179。 ()/[(273+35)179。 ] =178。臺 單機(jī)生產(chǎn)能力： 60179。 179。 7440/=178。臺 需壓縮機(jī)臺數(shù)： 20萬噸 NH3/a247。 178。臺≈ 本項(xiàng)目選用 S6M50300/314型氫氮壓縮機(jī) 5臺 。 消耗定額 （生產(chǎn)能力 25tNH3/h） （噸氨） 序號 名稱 規(guī)格 單位 消耗定 額 小 時消耗量 備注 正常 最大 1 電 6000V kWh 700 17500 20210 380V 150 165 2 冷卻水 30℃、△ t＝ 8℃ t 120 3000 3500 3 汽缸油 1 19 kg 4 機(jī)械油 kg 29 變換有換熱式流程及飽和熱水塔流程。換熱式流程雖具一次投資費(fèi)少，占地少，操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但需外加蒸汽量大，消耗高。飽和熱水塔流程 有如下特點(diǎn)（ 1）在飽和塔內(nèi)氣液相直接進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，有效地回收了蒸汽、減少了外供中壓過熱蒸汽，降低能耗；（ 2）能充分地利用中變熱量，有效地回收余熱；（ 3）操作穩(wěn)定，國內(nèi)已有較成熟地操作經(jīng)驗(yàn)；（ 4）投資費(fèi)約高，占地約大，需用泵。近年來，許多合成氨廠已成功地采用了全 低溫變換 流程，提高了合成氣氫量，降低了精煉負(fù)荷，故本設(shè)計采用了飽和熱水塔，全 低溫變換 流程。 變換觸媒采用 HB4型耐硫?qū)挏刈儞Q催化劑，該催化劑具有較寬的活性溫區(qū)、良好的耐硫與抗毒性能，高空速、高強(qiáng)度、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 變換氣脫硫采用較為成熟、可靠、脫硫效 率高的栲膠堿法脫硫，脫硫液采用自吸空氣再生（見變脫工藝）。 壓縮工段來的半水煤氣 ，溫度約 40℃ ，壓力 ， 經(jīng)焦碳過濾器過濾出油污后，進(jìn)入飽和塔下部，經(jīng)與頂部噴淋下來的熱水逆流接觸，增溫、增濕，從飽和塔頂部出來經(jīng)氣水分離器分離出液滴后，再經(jīng)第一、二熱交換器升溫至約 190℃ 進(jìn)入第一變換爐一段，與觸媒接觸反應(yīng)，使部分 CO 轉(zhuǎn)換 。出一段的變換氣通過噴淋脫鹽脫氧水降溫、增濕后進(jìn)入第一變換爐二段，使變換反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；二段出來的變換氣再次通過噴淋脫鹽脫氧水降溫、增濕后進(jìn)入第一變換爐三段繼 續(xù)進(jìn)行變換反應(yīng)；出第一變換爐三段的變換氣經(jīng)第二熱交換器和第一熱交換器換熱降溫后進(jìn)入增濕器，通過噴淋脫鹽脫氧水降溫、增濕后進(jìn)入第二變換爐，使 CO的變換反應(yīng)最終完成；出第二變換爐的變換氣進(jìn)入第一水加熱器，與熱水循環(huán)泵送來的循環(huán)熱水換熱，然后進(jìn)入熱水塔底部與 30 飽和塔下部出來的循環(huán)熱水逆流換熱、降溫除濕；而后從熱水塔頂部出來，進(jìn)入第二水加熱器去加熱鍋爐用脫鹽水，然后經(jīng)變換氣冷卻器與變換氣第二冷卻器冷卻降溫及變換氣氣水分離器分離出冷凝水后，送變換氣脫硫塔；熱水塔底部出來的循環(huán)熱水經(jīng)熱水