【正文】 (3)快速變壓吸附工藝快速變壓吸附工藝是由QuestAir技術(shù)公司新開(kāi)發(fā)的一種全新工藝，它與傳統(tǒng)的變壓吸附工藝有著相當(dāng)大的差異。但其缺點(diǎn)是需要增加真空泵，能耗較高，且增大維修成本。優(yōu)點(diǎn)是再生效果好，產(chǎn)品收率高。這些用作間接均壓的空罐，可以將變壓吸附每一個(gè)步序時(shí)間按照吸附劑特性需要獨(dú)立地加長(zhǎng)或縮短，均壓次數(shù)的確定不再受到吸附塔數(shù)量的限制，其設(shè)計(jì)的四塔變壓吸附流程均壓次數(shù)可以達(dá)到7次，H2回收率達(dá)到98％。但由我們也可以看出，隨著均壓次數(shù)的增加產(chǎn)品回收率提高的幅度越來(lái)越小，而且均壓次數(shù)提高必須增加吸附塔，設(shè)備投資增加，同時(shí)均壓次數(shù)受到循環(huán)步序周期時(shí)間的限制。一般說(shuō)來(lái)，增加均壓次數(shù)，可回收更多的氫氣，氫氣的收率也就提高。吸附結(jié)束后床內(nèi)死空間氣體隨降壓而損失了，吸附壓力越高損失就越大。通常采用2個(gè)或更多的吸附床，使得吸附床交錯(cuò)處于吸附、再生周期循環(huán)過(guò)程之中，來(lái)維持一個(gè)連續(xù)的產(chǎn)品氫氣流。首先，富氫混合氣體在高壓下自下而上進(jìn)入吸附床層，COCO、CH4等雜質(zhì)被床層內(nèi)被吸附劑吸附，而弱吸附組分氫氣作為產(chǎn)品脫離床體。1 、變壓吸附制氫工藝原理變壓吸附制氫是基于氫氣在固體吸附劑上的物理吸附平衡，它是以吸附劑在不同壓力條件下對(duì)氣體混合物中不同組分平衡吸附量的差異為基礎(chǔ)，有選擇性地在高壓下對(duì)雜質(zhì)氣體進(jìn)行吸附，低壓下解吸雜質(zhì)氣體使吸附劑得到再生的循環(huán)過(guò)程。大中型富氫混合氣體分離主要采取變壓吸附法，其單套制氫量從每小時(shí)幾百立方米到十萬(wàn)立方米。 脫碳閃蒸氣提氫改造氫氣是一種用途廣泛的工業(yè)氣體，近20年來(lái)，工業(yè)界的耗氫量不斷增加。設(shè)置重力式防爆門(mén)和薄膜式防爆裝置，也避免了吹風(fēng)氣回收過(guò)程中的爆炸事故，完全實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。也不存在第二代造氣吹風(fēng)氣回收裝置，在開(kāi)車(chē)點(diǎn)火時(shí)送合成氣的爆炸條件。如山東某化肥廠一套30t/h的蓄熱式吹風(fēng)氣燃燒爐，在點(diǎn)火烘爐時(shí)操作不當(dāng)產(chǎn)生爆炸，整套系統(tǒng)除鍋爐本體外全部損壞，重新投資近100萬(wàn)元，兩個(gè)月的時(shí)間才修復(fù)。如山東某企業(yè)一套45t/h的吹風(fēng)氣燃燒爐，在點(diǎn)火開(kāi)車(chē)時(shí)發(fā)生爆炸，造成人員傷亡，爐體坍塌。安全性：吹風(fēng)氣是低熱值氣體，低于650℃時(shí)就不能燃燒，如爐溫不穩(wěn)定，就會(huì)發(fā)生爆炸。發(fā)電后的乏汽，通過(guò)“抽”、“背 ”等方式，把送到生產(chǎn)崗位，由此停掉了能耗高的鍋爐，節(jié)約了能源，提高了效率，減少了操作人員。第二，中小型尿素廠，噸合成氨（或噸甲醇）需外供蒸汽13t/h。在旋風(fēng)筒和中心筒作用下，進(jìn)行“煙”“塵”分離。為有效控制爐膛溫度，在爐內(nèi)布置了一定的受熱面，與余熱鍋爐汽水系統(tǒng)相連，避免了爐壁結(jié)焦。吹風(fēng)氣經(jīng)預(yù)混器與空氣充分混合后進(jìn)入爐內(nèi)，在高溫作用下充分燃燒。破碎摻合后的混合料（造氣爐渣：60%；造氣除塵器細(xì)灰10%；煙煤或無(wú)煙煤沫30%），由料倉(cāng)進(jìn)入螺旋給煤機(jī)，再由螺旋給煤機(jī)將爐渣等混合料送混燃爐下部的燃燒室流化燃燒。爐體下部為沸騰燃燒室，配有風(fēng)室、布風(fēng)板、風(fēng)帽、二次風(fēng)管等。三廢流化混燃爐主要由三廢混燃爐和組合除塵器構(gòu)成。三廢混燃爐下部為燃渣燃煤區(qū)，中部為造氣吹風(fēng)氣燃燒區(qū)，煙氣從混燃爐頂部進(jìn)入組合式除塵器，經(jīng)旋風(fēng)除塵后，煙氣自下部進(jìn)入遂道窯式余熱鍋爐，煙塵經(jīng)落灰管落入下部水封。三廢混燃爐的基本原理、主要優(yōu)點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)，運(yùn)用了沸騰床的燃燒特性，借用循環(huán)流化床鍋爐的部分技術(shù)，采用了吹風(fēng)氣余熱鍋爐的模式，對(duì)造氣產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢灰能夠達(dá)到同時(shí)混燃，故又可稱(chēng)做“雙能源吹風(fēng)氣余熱鍋爐”，或第三代吹風(fēng)氣余熱鍋爐。第三代造氣吹風(fēng)氣回收裝置，也就是造氣三廢流化混燃爐，其燃燒形式是混燃式，它的最大特點(diǎn)是改變了已往以氣為點(diǎn)火源蓄熱后來(lái)燃燒回收造氣吹風(fēng)氣的方式，采用造氣爐渣或煤為點(diǎn)火源來(lái)點(diǎn)燃造氣吹風(fēng)氣，其回收過(guò)程更安全、更經(jīng)濟(jì)。同時(shí)造氣吹風(fēng)氣座板閥開(kāi)關(guān)頻繁，關(guān)閉不嚴(yán)。這對(duì)于吹風(fēng)氣的回收利用起到了很大的作用，也暴露出很多問(wèn)題。第二代造氣吹風(fēng)氣回收裝置，其燃燒形式是上燃改進(jìn)式或中燃式，在第一代的基礎(chǔ)上，增加了燃燒噴頭，減少了爐內(nèi)格子磚，或者采用折流式煙氣拱型墻體蓄熱，使?fàn)t內(nèi)的阻力大為減小，減小了造氣爐送吹風(fēng)階段的阻力，煙氣燃燒更為完全，使造氣系統(tǒng)蒸汽達(dá)到了自給。從上世紀(jì)八、九十年代起，合成氨、甲醇生產(chǎn)企業(yè)便開(kāi)始了吹風(fēng)氣的回收利用，隨即產(chǎn)生了第一代和第二代吹風(fēng)氣燃燒爐。產(chǎn)出的中溫中壓蒸汽經(jīng)抽背式蒸汽汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，抽出一定壓力等級(jí)的蒸汽供系統(tǒng)使用，背壓后的低壓蒸汽供造氣，實(shí)現(xiàn)合成氨、尿素生產(chǎn)企業(yè)“兩煤變一煤”和“兩爐變一爐”的目標(biāo)。如直接排放不僅是能源的浪費(fèi)，同時(shí)也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。造氣吹風(fēng)氣不僅含有大量的可燃?xì)怏w，排放溫度也較高，并且含有少量的污染物H2S或SOX。國(guó)內(nèi)大多數(shù)合成氨生產(chǎn)企業(yè)、部分甲醇企業(yè)以及部分化工企業(yè)均是以無(wú)煙塊煤為原料，采用固定層煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)原料氣。該項(xiàng)目建成后，化工股份公司的工藝廢氣CO2將全部回收利用；可綜合利用CO2廢氣5000萬(wàn)m3/年,為工業(yè)園區(qū)空氣質(zhì)量改善做出貢獻(xiàn)，同時(shí)也可為企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，對(duì)宜昌市的企業(yè)乃至全國(guó)同行業(yè)，在環(huán)保治污和廢棄資源綜合利用方面起到示范和帶動(dòng)作用。該技術(shù)的具有較好的推廣應(yīng)用前景。另一方面，國(guó)際社會(huì)對(duì)二氧化碳等溫室氣體的減排工作早已付之于行動(dòng)，實(shí)行CDM項(xiàng)目，在發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買(mǎi)二氧化碳減排指標(biāo)；國(guó)家對(duì)此類(lèi)CDM項(xiàng)目持鼓勵(lì)、支持態(tài)度。有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，為了使該技術(shù)得到工業(yè)化推廣，擬在現(xiàn)有生產(chǎn)裝置上進(jìn)行運(yùn)用。目前全國(guó)各地化工廠制氣技術(shù)均有所不同，而二氧化碳的氣化劑利用卻必須與自身的造氣工藝技術(shù)相結(jié)合。該方法只是簡(jiǎn)要介紹了空氣和CO2兩個(gè)階段相互轉(zhuǎn)換操作的方法，并未提供如何供CO2。、成熟情況及先進(jìn)性的評(píng)價(jià)本技術(shù)屬于股份公司消化吸收并創(chuàng)新開(kāi)發(fā)，2006年1月25日授權(quán)公告的《一種流化床CO氣化爐的氣化工藝方法及其裝置》專(zhuān)利公開(kāi)了一種用O2+CO2或空氣+CO2為氣化劑的流化床CO氣化爐的氣化工藝方法及其裝置。若采用CO2作為輸送煤粉的介質(zhì)，則可以大大減少煤氣中的氮?dú)夂?，并改善煤氣的組成。如所產(chǎn)富含CO的煤氣與富含H2的焦?fàn)t煤氣、或與氯堿工業(yè)產(chǎn)生的大量含氫氣體反應(yīng)，生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品。煤炭科學(xué)研究總院青年科學(xué)基金已批準(zhǔn)立項(xiàng)開(kāi)展對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究從煤炭氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)看，使用加壓氣化技術(shù)是必然的。該技術(shù)已在浙江江山化工股份有限公司、赤天化、四川維尼綸廠、新沂農(nóng)藥廠等十余家單位應(yīng)用，涉及醫(yī)藥、農(nóng)藥甲醇、DMF、醋酸及醋酐等羰基合成領(lǐng)域。該技術(shù)是全國(guó)煤化工設(shè)計(jì)技術(shù)中心協(xié)同濟(jì)南石化集團(tuán)有限公司共同開(kāi)發(fā)的。2種氣體經(jīng)比例調(diào)節(jié)進(jìn)人混合器，通過(guò)爐篦均勻分布到爐內(nèi)，與焦炭發(fā)生反應(yīng)。在此項(xiàng)技術(shù)中，CO2除參加反應(yīng)外，還起到熱載體的作用和調(diào)節(jié)溫度的作用，它可以控制燃燒層最高溫度在原料焦炭的灰軟化溫度以下，防止灰渣結(jié)塊。 新型高純度CO氣體生產(chǎn)技術(shù)在氣化爐中用純O2和純CO2作氣化劑與焦炭反應(yīng)，可以生產(chǎn)高純度的CO。技術(shù)人員通過(guò)計(jì)算得出：在生產(chǎn)同樣合成氣的情況下，加人CO2后，可提高產(chǎn)氣量約8％，節(jié)省氧氣量約6％。在氧氣中加入CO 2后，增加了C元素和O元素。技術(shù)人員設(shè)想將該氣體返回用作氣化爐的部分氣化劑。 二氧化碳回收作重油造氣爐的部分氣化劑回收CO2作重油造氣爐的部分氣化劑是北京化工四廠設(shè)想的一項(xiàng)技術(shù)。氣化劑用量：純氧2800m3／h；CO21160m3／h；蒸氣5500kg／h；煤氣產(chǎn)量625kmol／h；％表1煤氣組成（%）CO2H2COCH4O2可以看出，煤氣成分中，CO、CO2含量較高，但可通過(guò)變換，脫碳來(lái)調(diào)節(jié)。他從氣化理論(主要是熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué))分析認(rèn)為，CO2的加人，只要加人的量適當(dāng)，不但不會(huì)影響煤氣爐的正常生產(chǎn)，而且還有利于煤氣爐的生產(chǎn)。于是，黃元工程師提出了氣化爐采用COO2和水蒸氣作氣化劑以改善煤氣組成的構(gòu)想。若使用一般富氧氣化，煤氣中氮含量高達(dá)12％左右。主要基于以下考慮：湘江氮肥廠有一套年產(chǎn)3萬(wàn)t油頭的單醇生產(chǎn)裝置，由于油價(jià)高，擬將油頭改為煤頭，采用間歇煤氣爐上吹氣的后半部分和下吹氣的前半部分優(yōu)質(zhì)水煤氣供給單醇系統(tǒng)。據(jù)稱(chēng)，在不破壞爐內(nèi)正常氣化的情況下，可節(jié)約水蒸氣40％左右，同時(shí)煤氣產(chǎn)率提高，可節(jié)煤18％左右。Dravo公司在Wellman—Galusha氣化爐上，曾建有一套用純氧一CO2和焦炭制備CO的工業(yè)試驗(yàn)裝置，但尚未工業(yè)化應(yīng)用。只有專(zhuān)利報(bào)道，未見(jiàn)到生產(chǎn)裝置報(bào)道。國(guó)外的研究主要限于用純CO2和純O2作氣化劑與焦炭生產(chǎn)高純CO氣體，供作生產(chǎn)碳一化工產(chǎn)品及其衍生物。這是一項(xiàng)有意義的研究課題。采用什么樣的氣化方式，完全取決于煤氣的用途。若是富氧氣化，氣化劑則為富氧空氣+水蒸氣。示范技術(shù)來(lái)源及示范效果分析 申請(qǐng)本次清潔生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括兩部分，分別為二氧化碳回收用作造氣氣化劑技術(shù)改造項(xiàng)目及合成氨系統(tǒng)清潔生產(chǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目，現(xiàn)將兩個(gè)子項(xiàng)目示范技術(shù)來(lái)源及示范效果分析如下： 二氧化碳回收用作造氣氣化劑技術(shù)改造項(xiàng)目煤炭氣化方法按所用氣化劑的壓力不同，可分為常壓氣化和加壓氣化。 建成后達(dá)到目標(biāo)項(xiàng)目竣工后，年經(jīng)濟(jì)效益5887萬(wàn)元，其中 CO2回收用作造氣氣化劑項(xiàng)目綜合利用合成氨生產(chǎn)中的CO2廢氣5000萬(wàn)m3/年，實(shí)現(xiàn)了原料替代、源頭減量和資源深度利用；，減少煙塵排放21386噸，每小時(shí)綜合利用廢渣11噸，有效解決了廢渣堆放帶來(lái)