【正文】 還可以保證240萬噸磷銨52萬噸液氨的需要，多余液氨有很好的市場前景，是合適的建設(shè)規(guī)模。最終能力達(dá)到60萬噸醇氨。 產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模及操作時(shí)間1）生產(chǎn)規(guī)模：公稱能力年產(chǎn)合成氨50萬噸。性 質(zhì)指 標(biāo)備 注優(yōu)等品一級(jí)品合格品氨（NH3），%，≥水份（H2O），%，≤——油，ppm，≤5(重量法)5—本項(xiàng)目氨中間產(chǎn)品質(zhì)量要求符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3 — 14 技術(shù)方案XXXX合成氨項(xiàng)目最初基于貴州無煙塊煤儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜、塊煤與無煙粉煤市場價(jià)格相差不大，同時(shí)能消化掉能化公司富余的塊煤情況下，認(rèn)為高端技術(shù)的投資效益優(yōu)勢得不到應(yīng)有發(fā)揮，從技術(shù)層面上，采用了投資相對較低的環(huán)境保護(hù)較好的折衷的消化塊煤的技術(shù)路線作為項(xiàng)目立項(xiàng)的主導(dǎo)技術(shù)路線。最近，由于國家大力整治小煤窯和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源重化工業(yè)的強(qiáng)力拉動(dòng)，貴州省無煙煤價(jià)格隨著需求的增加正在節(jié)節(jié)上揚(yáng)；加之，貴州西部煤炭出省通道逐漸通暢，通過瀘州走水運(yùn)的路徑已經(jīng)打通，通過高速運(yùn)往廣西、湖南、湖北已經(jīng)非常便捷。貴州無煙粉煤價(jià)格一直徘徊在較低的相對穩(wěn)定的水平上，價(jià)格不會(huì)有大的上調(diào)。因此，本工程選用XXXX能化有限公司生產(chǎn)的無煙粉煤為合成氨原料，采用國內(nèi)外成熟可靠工藝，技術(shù)先進(jìn)并投資最省，同時(shí)保證環(huán)保的要求。（2）變換：采用中串低變換工藝，節(jié)省蒸汽消耗。（6）合成氣的最終精制采用液氮洗工藝。（8）氨合成采用卡薩利合成技術(shù)，合成塔為兩臺(tái)。并附帶液氧液氬裝置。（11）全廠供水采用原水處理、循環(huán)冷卻水、脫鹽水站、消防水、污水處理及排水一體化，節(jié)能節(jié)水、環(huán)保新技術(shù)。 附全廠方塊流程圖和物料平衡表4 — 2 空分裝置 概述 裝置設(shè)計(jì)規(guī)模裝置組成與各工序名稱。生產(chǎn)中壓氧氣、高壓氮?dú)庾鳛闅饣脷?；中壓氮?dú)庾鳛楹铣砂迸涞?，低壓氮作為凈化氣提用氮?dú)夂腿珡S公用氮?dú)猓灰貉?、液氬作為產(chǎn)品出售；液氮作為備用保安氣源和產(chǎn)品出售2）裝置組成裝置：由空氣的過濾和壓縮、預(yù)冷和純化系統(tǒng)、冷量制取和空氣精餾，氮?dú)鈮嚎s、液產(chǎn)品貯罐等工序組成 生產(chǎn)方法、流程特點(diǎn)本裝置采用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)離心式空氣壓縮機(jī)組、全低壓分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)制冷、氧、氮雙內(nèi)壓縮的工藝流程。裝置主要技術(shù)性能：1）裝置啟動(dòng)時(shí)間 ～36小時(shí)(從膨脹機(jī)啟動(dòng)到氧氣純度符合合同要求)2）裝置加溫解凍時(shí)間 ～36小時(shí)3）裝置運(yùn)行周期 二年以上(二次大加溫時(shí)間間隔) 原材料、產(chǎn)品及吸附劑主要技術(shù)規(guī)格 原材料技術(shù)規(guī)格空分裝置以大氣空氣為原料，空氣中不含重塵和油，大氣質(zhì)量要求如下：表421名稱最大含量（ppmv）CO2400CH45C2H4C2H6C3H8C2H2C3H6C4+1CO1H21NH31NOX(NO+NO2)N2OH2SCl2FClHC1SO2+SO31HC l1NO21 吸附劑技術(shù)規(guī)格 表422序號(hào)名稱規(guī)格(型號(hào)、尺寸)控制組分名稱標(biāo)準(zhǔn)備 注1分子篩吸附劑13APG/φ3~φ5Al2O3 產(chǎn)品及副產(chǎn)品產(chǎn)量及技術(shù)規(guī)格 表423產(chǎn)品流量Nm3/h純度%V裝置出口壓力MPa(G)溫度℃?zhèn)?注氧氣4700037內(nèi)壓液氧1000液氮500O22ppm液氬1200O21ppmN22ppm高壓氮?dú)?500040內(nèi)壓中壓氮?dú)?700040氮壓機(jī)中壓氮?dú)?00040氮壓機(jī)低壓氮?dú)?600040氮壓機(jī)裝置空氣2000露點(diǎn)：40℃20注：液產(chǎn)品為折合氣態(tài)量?？諝饫鋮s塔采用循環(huán)水和經(jīng)水冷塔及氨冷器冷卻過的低溫水冷卻，空氣冷卻塔頂部設(shè)有游離水分離裝置和獨(dú)特的防液泛裝置，以防止工藝空氣中游離水份帶出。在分子篩吸附器之后抽出一股空氣作為全廠儀表空氣送到全廠管網(wǎng)。另一部分凈化空氣送入空氣增壓機(jī)，從空氣增壓機(jī)中部抽出一股的空氣進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)組的增壓機(jī)，增壓至后進(jìn)入冷箱，在主換熱器中冷卻，(G)后與主氣流一起進(jìn)入分餾塔的中壓精餾塔。這股中壓空氣在中壓主換熱器中與精餾塔出來的高壓液氧換熱，使液氧氣化成氣體產(chǎn)品。所需回流液來自中壓精餾塔頂部的主冷凝蒸發(fā)器，在此低壓精餾塔底部的液氧蒸發(fā)，中壓精餾塔頂部的氮?dú)饫淠玫揭旱? 純液氮產(chǎn)品及回流液 含38%~40%氧的 “富氧液空”低純氮回流液在過冷器中過冷后，用作低壓精餾塔中上部的回流液。中壓精餾塔塔頂部的液氮?jiǎng)t一部分作為中壓精餾塔回流液，其余部分在過冷器中過冷后分為幾部分：一部分送入低壓精餾塔塔頂作回流液；一部分經(jīng)液氮泵加壓進(jìn)入主換熱器復(fù)熱后（(G)），作為產(chǎn)品送出界區(qū)使用；一部分進(jìn)入液氮儲(chǔ)罐，作為產(chǎn)品送出界區(qū)；過冷器的冷源為來自低壓精餾塔的純氮?dú)夂臀鄣獨(dú)狻? 底部產(chǎn)生液氧 頂部產(chǎn)生純氮?dú)鈴牡蛪壕s塔的底部抽出液氧。另一部分經(jīng)過冷器過冷后進(jìn)入液氧貯罐，然后由液氧產(chǎn)品泵加壓后送出。低壓精餾塔中上部的污氮進(jìn)入過冷器以過冷來自中壓精餾塔的液體，然后進(jìn)入低壓主換熱器復(fù)熱，然后分成兩路，其中一路用于對空氣純化器中的分子篩進(jìn)行再生，另一股進(jìn)入水冷塔用于冷凍水的降溫。該氣氮送入過冷器以過冷來自中壓精餾塔的液體，然后部分去送管網(wǎng)；其余部分進(jìn)入水冷塔或放空。該塔的回流液由粗氬塔冷凝器中的液態(tài)富氧空氣蒸發(fā)而產(chǎn)生，該富氧空氣來自中壓精餾塔塔底，并在過冷器中過冷。液氬貯罐中蒸發(fā)的氬氣送回冷箱，經(jīng)蒸發(fā)氬再冷凝器冷凝后與產(chǎn)品液氬一起返回貯罐。冷凝下的液氮進(jìn)入低壓精餾塔塔頂作回流液。產(chǎn)生的純氮?dú)馀c低壓精餾塔中上部出來的污氮混合后進(jìn)入過冷器。從空氣純化系統(tǒng)來的部分空氣，進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)增壓端增壓冷卻后，進(jìn)入冷箱內(nèi)的液氧換熱器，冷卻至一定溫度后進(jìn)入透平膨脹機(jī)。 主要設(shè)備的選擇1）空氣冷卻塔、水冷卻塔采用填料塔，壓降低、能耗低、傳熱和傳質(zhì)效果好。與篩板塔相比可大大地縮小塔徑、減小占地面積。3）膨脹機(jī)（1）增壓透平膨脹機(jī)組由主機(jī)和供油系統(tǒng)兩個(gè)撬裝塊組成。4）分餾塔（1）下塔結(jié)構(gòu)采用了對流式篩板塔，具有有效流通面積大，精餾效果好的特點(diǎn)。（3）主換熱器采用了大截面真空釬焊的鋁制板翅式換熱器。5）空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)是本裝置的關(guān)鍵設(shè)備，該壓縮機(jī)采用單臺(tái)單軸型多級(jí)離心式壓縮機(jī)，帶進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉，由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。6）氮?dú)鈮嚎s機(jī)氮?dú)鈮嚎s機(jī)是本裝置的關(guān)鍵設(shè)備，該壓縮機(jī)采用單臺(tái)單軸型多級(jí)離心式壓縮機(jī)，帶進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉，由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。1）移動(dòng)床氣化爐是最老的氣化爐，它很長時(shí)間在煤氣化工藝中占主要地位。當(dāng)空氣被作為氧化劑時(shí)，溫度通常不會(huì)超過灰熔點(diǎn)，而純氧氣流床氣化爐既可以是干灰也可以是熔渣。富養(yǎng)氣化的特點(diǎn)是投資少，操作簡單，在中型氮肥廠中具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，是國家重點(diǎn)推薦的中氮廠造氣技術(shù)。加之，貴州西部煤炭出省通道逐漸通暢，通過瀘州走水運(yùn)的路徑已經(jīng)打通，通過高速運(yùn)往廣西、湖南、湖北已經(jīng)非常便捷，無煙塊煤價(jià)格幾年來一直在上漲。2）流化床氣化爐采用粉碎了的煤作為原料，用氧化劑（氧氣或空氣）來進(jìn)行床體流化，其溫度保持在1000℃以下，以預(yù)防灰熔化后與爐床里的物質(zhì)發(fā)生結(jié)聚。這就需要大量的碳素粒循環(huán)，或被傳送到分離燃燒室中燃燒。在我國已有成功的工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行裝置。3）BGL加壓熔渣氣化爐是固定床和氣流床相結(jié)合的工藝，其操作工藝和爐體結(jié)構(gòu)與魯奇爐相似，主要差別在于爐底排渣部分，通過調(diào)節(jié)供入燃燒區(qū)蒸汽和氧氣的量來控制燃燒區(qū)的溫度，以實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣。當(dāng)使用煤的灰熔點(diǎn)較高時(shí)，則可以加入一定助熔劑，以確?；以鲃?dòng)性，使它能順利的從灰渣流到淬冷器中，被水淬冷成為粒狀燒結(jié)物，然后通過過灰渣的閉鎖斗排出氣化爐。粉煤在12001700℃時(shí)被氧化，高溫保證了煤的完全氣化，煤中的礦物質(zhì)成為熔渣后離開氣化爐。使用氧氣可以使氣化更有效，并可避免合成氣被氮?dú)庀♂專铣蓺獾臒嶂狄哺哂诳諝庋趸癄t所產(chǎn)生的合成氣的熱值。該工藝采用水煤漿進(jìn)料，制成60～65%濃度的水煤漿，在氣流床中加壓氣化，水煤漿和氧氣在高溫高壓下反應(yīng)生成合成氣，液態(tài)排渣。氣化過程對環(huán)境污染影響較小。德士古水煤漿氣化在上世紀(jì)80年代投入工業(yè)生產(chǎn)，中國已在渭河、魯南、上海焦化、淮南、黑龍江浩良河化肥廠中石化金陵化肥等引進(jìn)該技術(shù)。因此本項(xiàng)目不宜采用水煤漿加壓氣化技術(shù)。是在德士古水煤漿加壓氣化法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來。新型（對置式多噴嘴）水煤漿加壓氣化技術(shù)在2004年11月在德州投入工業(yè)生產(chǎn)；由于和德士古水煤漿加壓氣化相同的原因，本項(xiàng)目不宜采用此技術(shù)。帕克煉油廠建成日投煤量250～400噸的示范裝置投產(chǎn)稱作SCGP－1示范裝置。裝置開工率最高達(dá)73%。（1）SCGP煤氣化工藝過程Shell 粉煤氣化工序由以下主要單元組成：①磨煤及干燥、②煤加壓及進(jìn)煤、③氣化及合成氣冷卻、④除渣、⑤除灰、⑥洗滌、⑦廢水汽提及澄清、⑧氣化公用工程系統(tǒng)等。水冷壁與簡體外殼之間留有環(huán)形空間，便于輸入集水管和輸出集汽管的布置，便于水冷壁的檢查和維修；環(huán)形空間內(nèi)充滿250~300℃溫度的有壓合成氣。（3）SCGP技術(shù)的特點(diǎn)① 適合于氣化原料煤的范圍較寬 采用高溫加壓干粉煤氣流床SCGP氣化方法，拓寬了適應(yīng)制取合成氣原料煤的煤種，如褐煤、煙煤、無煙煤等各種煤均可使用，對煤的性質(zhì)如：粒度、結(jié)焦性、灰分、水分、硫分、氧分等含量均不敏感。同時(shí)單爐產(chǎn)氣能力大，具有高效、大型化和長周期運(yùn)行的顯著特點(diǎn)。④ 環(huán)境質(zhì)量高 SCGP氣化工藝，殼牌公司稱它為“潔凈煤”工藝，其生產(chǎn)的合成氣是含甲烷量很低的高潔凈合成氣。3）德國未來能源公司的GSP干粉煤加壓氣化工藝未來能源公司位于德國來比錫附近的弗來堡市（Freibarg），原為東德黑水泵煤氣聯(lián)合企業(yè)弗來堡燃料研究所。2004年從巴高克電力公司分離出來，并由瑞士SH公司收購以東德煤炭工業(yè)學(xué)院為依托加強(qiáng)開發(fā)煤的氣化技術(shù)。（1）GSP干粉煤加壓氣化工藝流程GSP氣化工藝流程由①磨煤及干燥、②煤加壓及進(jìn)煤、③煤氣化及合成氣激冷、④渣水處理等幾個(gè)工序組成。（2）GSP氣化爐GSP氣化爐為圓柱形結(jié)構(gòu)（見右圖），粉煤、蒸汽和氧氣從爐頂噴嘴進(jìn)入氣化爐反應(yīng)室，氣化爐內(nèi)周圍裝有水冷壁管，水壓高于反應(yīng)室壓力。耐火涂層用水冷卻，其表面溫度低于液渣的流動(dòng)溫度，形成渣膜可以保護(hù)耐火層。 環(huán)模水冷壁 盤管內(nèi)有溫度達(dá)285℃冷卻水 隨著水冷壁降溫，灰渣會(huì)固化在爐壁上， 可以有效地延長氣化爐壽命（壽命在10年以上）（如果使用耐火磚，那么每隔12到20個(gè)月就需要更換一次）（3）GSP流化床煤氣化工藝技術(shù)特點(diǎn)： 燃料可完全氣化，不生成冷凝副產(chǎn)品，氣體不含焦油、酚等污染物 能氣化劣質(zhì)褐煤，也可氣化硬煤和焦煤，煤種適應(yīng)范圍廣 可處理高Cl的物料，原料適應(yīng)性強(qiáng) 新型水冷氣化噴咀，壽命長，效率高由魯南化肥廠、華東理工大學(xué)、XXXX化學(xué)工程公司共同承擔(dān)的《日投料30噸能力粉煤加壓氣化爐工業(yè)中試裝置》項(xiàng)目，2001年11月被科技部列入了“十五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。于2004年12月6~8日，通過由科技部組織的國家72小時(shí)考核。于2005年2月1日，通過由科技部組織的國家項(xiàng)目驗(yàn)收?？紤]到該工藝目前還沒有工業(yè)化裝置，從日投煤30噸擴(kuò)大到1000~2000噸的裝置存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且關(guān)鍵缺陷是氣化爐燃燒室采用耐火磚，而不是水冷壁，耐火磚使用壽命短，生產(chǎn)成本高，效益低。所以暫不推薦此工藝。與其它氧氣為主的氣化技術(shù)相比，BGL氣化爐耗氧量較低。灰渣是質(zhì)地緊密的固體物質(zhì)，封存了微量元素。 氣化工藝技術(shù)選擇綜上所述，適合本工程選用的氣化技術(shù)有SCGP、GSP和BGL三種工藝，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性比較如下① SCGP干粉煤氣化只能采用廢鍋流程，氣化爐和廢鍋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造要求高，制造難度大；合成氣冷卻需要循環(huán)氣壓縮機(jī)輸送循環(huán)合成氣和合成氣換熱來完成，因此，其投資比同樣生產(chǎn)規(guī)模的GSP氣化激冷流程高出40%以上。合成氣中CO高達(dá)60%，必須同時(shí)補(bǔ)加其副產(chǎn)蒸汽的85%才能滿足變換的需要。BGL氣化過程中產(chǎn)生的廢水成分較為復(fù)雜，一般含有焦油、酚、氨、塵等多種物質(zhì)。建在黃河上游的蘭州煤氣廠，采用魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)，因污水處理不能達(dá)標(biāo)，國家已經(jīng)下令關(guān)閉。同時(shí)BGL工藝有求煤的粒度為5～50mm，原料煤中5mm的煤粉無法使用。③ GSP采用激冷流程，其氣體被水蒸汽飽和，~，足以滿足變換反應(yīng)對水蒸汽的需要，且流程設(shè)置按耐硫中串低比較順暢。SCGP、GSP、BGL及富氧氣化工藝生產(chǎn)合成氨經(jīng)濟(jì)性比較氣化方法指標(biāo)BGLSCGPGSP富氧氣化總投資生產(chǎn)規(guī)模（萬噸/年）40505040原料煤消耗（萬噸/年）燃料煤消耗（萬噸/年）總用電負(fù)荷（萬kWH）0488757385485總用水量（萬噸/年）880880905環(huán)保性能一般好好一般技術(shù)成熟程度一般較好較好好噸氨完全成本（元/噸）120010991420項(xiàng)目內(nèi)部收益率（稅前%）凈現(xiàn)值（稅后，萬元）3704120715－15362項(xiàng)目年利潤（萬元）231503048513793項(xiàng)目年凈利潤（萬元）1740620425245919514投資回收期（稅后，年）注：上表中BGL、富氧氣化原料塊煤灰份按15％考慮，SCGP、GSP所用原料粉煤灰份分別按15％和30％