【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 原料，經(jīng)過(guò)煤氣化、脫硫、變換、壓縮、合成等工序，其中造氣工段是整個(gè)化肥生產(chǎn)的前道工序，也是關(guān)鍵工序，工段的任務(wù)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(jì)70 年代末，由前民主德國(guó)燃料研究所（DBI）開(kāi)發(fā)并投入商業(yè)化運(yùn)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(kāi)發(fā)工作，即使在國(guó)際市場(chǎng)石油過(guò)剩時(shí)，也沒(méi)有中斷過(guò)對(duì)煤氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作。針對(duì)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(jìn)的大型粉煤進(jìn)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(guó)未來(lái)能源公司，試驗(yàn)過(guò)的煤種來(lái)自德國(guó)、中國(guó)、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(guó)家。東西德合并后，該技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)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?yáng)|西德合并后，德國(guó)諾爾公司（Noell）公司收購(gòu)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(guó)巴伯高克（Babcock）電力公司收購(gòu)。2002 年德國(guó)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(gòu)其氣化技術(shù)部門并成立全資子公司德國(guó)未來(lái)能源有限責(zé)任公司。雖然GSPTM 氣化技術(shù)的擁有權(quán)幾經(jīng)變動(dòng)，但是該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用擴(kuò)展絲毫沒(méi)有停止過(guò)。1984 年在德國(guó)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(duì)普通褐煤及含鹽褐煤進(jìn)行了氣化，生產(chǎn)民用煤氣。東西德合并后，德國(guó)政府引進(jìn)天然氣取代了城市煤氣，且對(duì)垃圾處理有補(bǔ)貼政策，故1990 年后，該裝置分別氣化過(guò)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(guó)的塑料廠建成30MW 工業(yè)裝置，用于氣化塑料生產(chǎn)過(guò)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(kāi)車運(yùn)轉(zhuǎn)，其氣化原料為煤焦油，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目（IGCC）。具體應(yīng)用成功范例見(jiàn)表1。表1 GSPTM氣化工藝應(yīng)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(guó)Middlesbrough，英國(guó)Vresovd，捷克共和國(guó)試車19842001計(jì)劃2005年反應(yīng)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(yīng)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(guò)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(jī)物440MWIGCC的26個(gè)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?xì)庵袊?guó)是能源消耗大國(guó)，更是煤炭大國(guó)，石油資源相對(duì)缺乏。為了更好的推動(dòng)GSPTM 氣化技術(shù)在中國(guó)煤化工及煤制油領(lǐng)域的應(yīng)用，瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司于2005 年5 月與中國(guó)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)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(gè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，其中與寧夏煤業(yè)集團(tuán)簽訂了83 萬(wàn)噸/年二甲醚一期60 萬(wàn)甲醇?xì)饣瘝u項(xiàng)目合同；與安徽淮化集團(tuán)簽訂30 萬(wàn)噸/年合成氨氣化島項(xiàng)目合同；與江蘇靈谷化工有限公司簽訂30 萬(wàn)噸/年合成氨氣化島項(xiàng)目合同。發(fā)展前景良好！ 本工藝路線為國(guó)內(nèi)成熟路線。: 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機(jī)1，2工段 變換 變換氣脫硫 壓縮機(jī)3段 脫硫 壓縮機(jī)4，5工段 銅洗 壓縮機(jī)6段 氨合成 產(chǎn)品NH3 . CO2 時(shí), 合成氨工藝流程圖如下: 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機(jī)1,2段 變換 變換氣脫硫 壓縮機(jī)3段 脫碳 精脫硫 甲烷化 壓縮機(jī)4,5,6段 氨合成 產(chǎn)品NH3。原料煤炭由火車運(yùn)進(jìn)廠，經(jīng)化驗(yàn)合格后卸到煤場(chǎng)，由輸送機(jī)輸送到道線倉(cāng)，從道線倉(cāng)出來(lái)的煤炭經(jīng)斗式提升機(jī)提升和氣墊輸送機(jī)輸送到工作樓。預(yù)先被破碎到0～50mm的經(jīng)過(guò)計(jì)量的無(wú)金屬的煤，通過(guò)輸送機(jī)送入磨機(jī)，在磨機(jī)內(nèi)將煤碾碎到適于氣化的微粒（≥94%wt,≤250微米）。同時(shí)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(cè)量可通過(guò)帶稱重傳感器的加料器與入爐煤粉管線上的流量計(jì)加壓干煤粉，氧氣及少量蒸汽通過(guò)聯(lián)合噴嘴進(jìn)入到氣化爐中。氣化爐包括一個(gè)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(jìn)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(kāi)氣化室向下流直接進(jìn)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(guò)鏈條輸送機(jī)裝車運(yùn)出。從激冷室出來(lái)的粗合成氣經(jīng)兩級(jí)文氏管洗滌后，含飽和蒸汽的粗合成氣含塵量達(dá)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(jí)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(xì)渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物經(jīng)過(guò)濾機(jī)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(yīng)方程式為：2NH3（液）+CO2（氣） CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q主要反應(yīng)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(jiǎn)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?xì)怏w中攜帶的脫碳液，進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)系統(tǒng)，由壓縮機(jī)出來(lái)的二氧化碳?xì)怏w壓力達(dá)到16 Kg后進(jìn)入尿素合成塔。從合成氨車間氨庫(kù)來(lái)的液氨進(jìn)入氨儲(chǔ)罐，經(jīng)過(guò)氨升壓泵加壓進(jìn)入高壓液氨泵，加壓至20Kg左右，經(jīng)過(guò)預(yù)熱后進(jìn)入甲胺噴射器作為推動(dòng)液，將來(lái)自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進(jìn)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(jìn)入一段分解，進(jìn)行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段分解，進(jìn)一步見(jiàn)混合物中的氣相除去。凈化后的尿液依次進(jìn)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(guò)尿素塔底刮料機(jī)用運(yùn)輸皮帶送往儲(chǔ)存包裝車間。 從一段分解、二段分解出來(lái)的氣相含有未反應(yīng)的氨和二氧化碳，分別進(jìn)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(lái)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(jìn)入惰洗器稀釋后，與二段吸收的殘余氣體混合進(jìn)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。