【文章內(nèi)容簡介】 原料，經(jīng)過煤氣化、脫硫、變換、壓縮、合成等工序，其中造氣工段是整個化肥生產(chǎn)的前道工序，也是關(guān)鍵工序，工段的任務就是用煤和蒸汽制備合成氨的生產(chǎn)原料——半水煤氣。 氣化技術(shù)GSPTM 氣化技術(shù)是20 世紀70 年代末，由前民主德國燃料研究所（DBI）開發(fā)并投入商業(yè)化運行的大型粉煤氣化技術(shù)。該研究所創(chuàng)建于1956 年，全稱為Deutsches BrennstoffinstitutFreiberg，一直致力于煤炭綜合利用的開發(fā)工作，即使在國際市場石油過剩時，也沒有中斷過對煤氣化技術(shù)的開發(fā)工作。針對化工行業(yè)，本著降低投資與成本，而研發(fā)出的GSPTM 氣化技術(shù)是世界先進的大型粉煤進料氣流床加壓技術(shù)之一。分別于1979 年和1996 年，在弗賴貝格（Freiberg）建立了３ＭＷ和５ＭＷ兩套氣化中試裝置。目前這兩套裝置屬于瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司下屬的德國未來能源公司，試驗過的煤種來自德國、中國、波蘭、前蘇聯(lián)、南非、西班牙、保加利亞、加拿大、澳大利亞和捷克等國家。東西德合并后，該技術(shù)擴展應用到生物質(zhì)、城市垃圾、石油焦和其他燃料等氣化領(lǐng)域。1989 年東西德合并后，德國諾爾公司（Noell）公司收購了前東德燃料研究所氣化工藝部門，成為GSPTM 氣化技術(shù)的擁有者。1999 年諾爾公司被德國巴伯高克（Babcock）電力公司收購。2002 年德國巴伯高克電力公司破產(chǎn)，瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司（SUSTEC Holding AG）收購其氣化技術(shù)部門并成立全資子公司德國未來能源有限責任公司。雖然GSPTM 氣化技術(shù)的擁有權(quán)幾經(jīng)變動，但是該技術(shù)的商業(yè)化應用擴展絲毫沒有停止過。1984 年在德國黑水泵工廠采用GSPTM 氣化技術(shù)建立了一套200MW 的商業(yè)化裝置，粉煤處理能力為30t/h。該裝置在1984 至1990 年間，成功對普通褐煤及含鹽褐煤進行了氣化，生產(chǎn)民用煤氣。東西德合并后，德國政府引進天然氣取代了城市煤氣，且對垃圾處理有補貼政策，故1990 年后，該裝置分別氣化過天然氣、焦油、廢油、漿料和固態(tài)污泥等原料，生產(chǎn)出的合成氣用于甲醇生產(chǎn)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）。2001 年，巴斯夫（BASF）在英國的塑料廠建成30MW 工業(yè)裝置，用于氣化塑料生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢料。2005 年，捷克Vresova 工廠采用GSPTM 氣化技術(shù)建設(shè)的140MW 工業(yè)裝置開車運轉(zhuǎn)，其氣化原料為煤焦油，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目（IGCC）。具體應用成功范例見表1。表1 GSPTM氣化工藝應用成功范例氣化類型氣流床氣化爐氣流床氣化爐氣流床氣化爐用戶Schwarze PumpeBASF plc，SealsandsSokolovskd uhelnd， ．所在地Schwarze Pumpe，德國Middlesbrough，英國Vresovd，捷克共和國試車19842001計劃2005年反應器類型氣流床，水冷壁氣流床，水冷壁氣流床，水冷壁熱容量130MW30MW140MW壓力28 bar29 bar28 bar溫度1400℃1400℃1400℃反應器體積11 M3 M315M3激冷方式完全激冷局部激冷完全激冷供料系統(tǒng)煤粉/液態(tài)供料液態(tài)供料液態(tài)供料氣化原料19841990前采用普通的與含鹽的褐煤1990年以后采用天然氣、污泥、焦油以及生物質(zhì)等尼龍合成過程中產(chǎn)生的液體廢物，包括合氫氰酸和硝酸鹽的副產(chǎn)物以及含硫酸銨的有機物440MWIGCC的26個固定床氣化爐產(chǎn)生的焦油與其它液態(tài)副產(chǎn)品產(chǎn)品用于IGCC和甲醇的原氣燃料氣用于IGCC的燃氣中國是能源消耗大國，更是煤炭大國，石油資源相對缺乏。為了更好的推動GSPTM 氣化技術(shù)在中國煤化工及煤制油領(lǐng)域的應用，瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司于2005 年5 月與中國神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司成立合資公司，即北京索斯泰克煤氣化技術(shù)有限公司。截止2006年1 月底，北京索斯泰克煤氣化技術(shù)有限公司已經(jīng)簽訂了三個技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，其中與寧夏煤業(yè)集團簽訂了83 萬噸/年二甲醚一期60 萬甲醇氣化島項目合同；與安徽淮化集團簽訂30 萬噸/年合成氨氣化島項目合同；與江蘇靈谷化工有限公司簽訂30 萬噸/年合成氨氣化島項目合同。發(fā)展前景良好！ 本工藝路線為國內(nèi)成熟路線。: 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機1，2工段 變換 變換氣脫硫 壓縮機3段 脫硫 壓縮機4，5工段 銅洗 壓縮機6段 氨合成 產(chǎn)品NH3 . CO2 時, 合成氨工藝流程圖如下: 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機1,2段 變換 變換氣脫硫 壓縮機3段 脫碳 精脫硫 甲烷化 壓縮機4,5,6段 氨合成 產(chǎn)品NH3。原料煤炭由火車運進廠，經(jīng)化驗合格后卸到煤場，由輸送機輸送到道線倉，從道線倉出來的煤炭經(jīng)斗式提升機提升和氣墊輸送機輸送到工作樓。預先被破碎到0～50mm的經(jīng)過計量的無金屬的煤，通過輸送機送入磨機，在磨機內(nèi)將煤碾碎到適于氣化的微粒（≥94%wt,≤250微米）。同時采用加熱的惰性氣流將其干燥到水份含量小于2％wt．經(jīng)研磨的干燥煤粉由壓縮氣體(N2或CO2)送到煤的加壓和投料系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括鎖斗和給料器。鎖斗加煤后，即用壓縮氣(N2或CO2)加壓，然后將其送至給料器。再用壓縮氣(N2或CO2)從給料器中將干煤粉送到氣化爐的聯(lián)合噴嘴中，其中輸送煤粉線速度為6～8m/s；密相煤粉量為350450Kg/m3；輸送能力為1200Kg/cm2?h。粉煤入爐量測量可通過帶稱重傳感器的加料器與入爐煤粉管線上的流量計加壓干煤粉，氧氣及少量蒸汽通過聯(lián)合噴嘴進入到氣化爐中。氣化爐包括一個帶水冷壁的氣化室和激冷室。氣化爐的操作壓力為 25～40巴。根據(jù)進料的組份和爐渣熔化的情況，氣化操作溫度控制在1350℃～ 1600 ℃之間。高溫氣體與液態(tài)渣一起離開氣化室向下流直接進入激冷室，熱的合成氣被噴射的激冷水所冷卻。而液態(tài)渣在激冷室底部水浴中成為顆粒狀，定期的從渣鎖斗中排入渣池，并通過鏈條輸送機裝車運出。從激冷室出來的粗合成氣經(jīng)兩級文氏管洗滌后，含飽和蒸汽的粗合成氣含塵量達到小于1mg/Nm3后送出界區(qū)。 激冷室和文氏管排出的黑水經(jīng)減壓后送入兩級閃蒸罐去除黑水中的氣體成分，閃蒸罐內(nèi)的黑水則送入沉降槽，加入少量絮凝劑以加速灰水中細渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物經(jīng)過濾機濾出的濾餅裝車外送。沉降槽上部的灰水與濾液一起送回激冷室作激冷水使用，將其中少量污水送界區(qū)外污水處理系統(tǒng)。 尿素的生產(chǎn)方法十分成熟。尿素的生產(chǎn)原理是氨與二氧化碳的合成，生產(chǎn)方法有水溶液全循環(huán)法、氣提法、中壓聯(lián)尿法，小氮企業(yè)大多采用水溶液全循環(huán)法。其反應方程式為：2NH3（液）+CO2（氣） CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q主要反應方程式2NH 3（液）+ CO2（氣）= NH 4COO NH 2（液） NH 4COO NH 2= CO（ NH 2）2（液）+ H2O 工藝流程簡述 由造氣爐產(chǎn)生的半水煤氣脫碳后，其中大部分的二氧化碳由脫碳液吸收、解吸后，經(jīng)油水分離器，除去二氧化碳氣體中攜帶的脫碳液，進入二氧化碳壓縮機系統(tǒng)，由壓縮機出來的二氧化碳氣體壓力達到16 Kg后進入尿素合成塔。從合成氨車間氨庫來的液氨進入氨儲罐，經(jīng)過氨升壓泵加壓進入高壓液氨泵，加壓至20Kg左右，經(jīng)過預熱后進入甲胺噴射器作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進入尿素合成塔。 尿素合成塔內(nèi)溫度為186~190℃，壓力為200Kg左右， NH 3/ CO2的摩爾比和H2O/ CO2的摩爾比控制在一定的范圍內(nèi)。合成后的氣液混合物進入一段分解，進行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段分解，進一步見混合物中的氣相除去。凈化后的尿液依次進入閃蒸器、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)濃縮，最后得到尿素熔融物，用泵輸送到尿素造粒塔噴灑器，經(jīng)在空氣中沉降冷卻固化成粒狀尿素，并通過尿素塔底刮料機用運輸皮帶送往儲存包裝車間。 從一段分解、二段分解出來的氣相含有未反應的氨和二氧化碳，分別進入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被后面閃蒸、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段冷凝下來的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵送入尿素合成塔；一段吸收后剩余的氣體進入惰洗器稀釋后，與二段吸收的殘余氣體混合進入尾氣吸收塔，與一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段氣相冷凝除去水后殘余的氣體混合后放空。