原料煤合成氨造气、脱硫相关知识

工艺流程中所包括的内容，是从粉煤漏斗到低温旋风分离器煤气出口为止。——上煤系统由备煤系统送来的经干燥后合格的（水分≤15%，粒度10mm）粉煤通过运输设备进入粉煤漏斗，贮煤槽。贮煤槽中的粉煤，通过3台螺旋供煤机进入恩德炉。供煤量由变频器调节供煤机旋转数来改变。贮煤槽为斜面衬有不锈钢板的钢结构物，并有人孔、供给及排出用短管。贮煤槽下部设有3支短管，用来连接3台螺旋供煤机。——恩德炉系统恩德炉是气化反应的主要设备，由上部半球状封头与下部圆锥封头组成的圆锥圆筒状炉体。炉体中部还设有24个上喷嘴（2次喷嘴）。炉壳为钢板，其内衬为保温砖和耐火砖。恩德炉还设有测温口、测压口、点火口、手孔、人孔等。煤气在没有炉蓖的流化床恩德炉内生成。恩德炉下圆锥部,设有3支短管，用来安装3台螺旋供煤机，其下面有6个下喷嘴（1次喷嘴）。来自外部网的富氧空气送至界区，富氧空气在加热器加热至120℃之后，在混合器（1）（2）里与蒸汽（蒸汽用余热锅炉自产蒸汽）进行混合之后，通过设在恩德炉下部（6个）和上部（24个）的喷嘴供入恩德炉。该喷嘴与恩德炉断面构成一定角度，使粉煤借助于气化剂（富氧空气与蒸汽混合物）均匀沸腾起来处于流化状态。恩德炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生成煤气。生成的煤气和粉尘一同由恩德炉上部进入回流旋风分离器（其外壳为钢板，其内部用保温砖和耐火砖砌成），而粉尘中未反应的煤尘，则在此回收并经过回流管返回到恩德炉参与二次气化。恩德炉的操作温度为900—950℃，其中部的炉温为950～1050℃，下部的压力为12-14KPa；而上部的炉温则约为950℃，压力为10-12KPa。积存于恩德炉底部的一定量炉灰，通过2台螺旋排灰机经过2支排灰管进入到贮灰槽。螺旋排灰机的操作温度为600—700℃，其材质为耐热耐磨钢，并做成双重圆筒形；为了降低炉灰渣的温度和延长螺旋排灰机的寿命，需向螺旋排灰机螺杆与外壳均供冷却水。贮灰槽贮存来自螺旋排灰机的炉灰渣，炉灰温度为500—600℃。贮灰槽下部设冷渣机，使炉灰渣温度降至约80℃之后排入卸灰车。出自回流旋风分离器的煤气进入到生产蒸汽的余热锅炉。由回流旋风分离器流入到余热锅炉的煤气温度高达900—950℃。因此，就利用其显热产生蒸汽。从余热锅炉转入下一流程的煤气温度为200—240℃。余热锅炉由带有汽包的蒸发器，蛇形管式过热器、省煤器组成。余热锅炉的管外通过煤气，而管内则通过软化水和蒸汽。余热锅炉产生的蒸汽温度约为240℃，压力为1.3MPa，产量为23-24t/h，将进入分汽缸。供给余热锅炉的软化水：由买方提供的2.0MPa（温度≥100℃，脱氧）的软化水经过余热锅炉下部的贮尘槽,将进入省煤器加热到140-150℃之后，进入蒸发器的上汽包，然后通过垂直式降水管往下流动并与煤气进行热交换而产生蒸汽。余热锅炉一边生产蒸汽，一边冷却煤气；余热锅炉下部设有贮尘槽，从贮尘槽出来（290～300℃）粉尘的具体处理由用户决定。——出自余热锅炉的煤气进入低温旋风分离器，以进一步分离煤气中的粉尘。被分离的粉尘进入到贮尘槽之后，用气流输送泵到外部网。——工艺安全措施●在正常运转和试运转时，必须要用氮气（图纸上有氮气的使用部位）。●在煤气泄漏或集聚处设有通风机。（图纸上有设立通风机的部位）●余热锅炉下部设有安全水封器，在超压时保护设备。2.1.3环保说明：2.1.3.1连续制气，无放空。（仅在初期启动和停止时放空）2.1.3.2炉灰渣的处理：●炉底渣含C≤10%，具体处理由用户决定。●粉尘：粉尘中含C≤30%，具体处理由用户决定你这个问题太大了。氨的合成，首先必须制备合格的氢、氮原料气。氮气可直接取自空气或将空气液化分离而得；或使空气通过燃料层燃烧，将生成的CO和CO2除去而制得。氢气一般常用含有烃类的各种燃料，如焦炭、无烟煤、天然气、重油等为原料与水蒸气作用的方法来制取。合成氨的生成过程基本上可分为3个步骤：原料气的制备；原料气的净化；氨的合成。利用固体燃料(焦炭或煤)的燃烧将水蒸气分解，将空气中的氧与焦炭或煤反应而制得氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳等的气体混合物。气化过程中的主要反应有：C+H2O(g)=CO+H2ΔH=131.39kJ/molC+2H2O(g)=CO2+2H2ΔH=90.20kJ/mol将净化后的氢、氮混合气经压缩后，在铁催化剂与高温条件下合成氨，反应式为3H2+2N2=NH3尿素合成过程包括：在过量氨存在下，用氨和二氧化碳作初始原料合成尿素；由此生成的尿素合成液，在高压下，使用二氧化碳或氨作汽提剂，进行汽提，并且在比上述高压低的压力下，使得到的尿素合成液至少经一步分解和分离未转化物的操作，目的是为了分离过量氨和由氨基甲酸铵分解产生的氨和二氧化碳，该氨基甲酸铵没有从合成液中转化成尿素；以上生成的氨和二氧化碳气体混合物用溶剂吸水或冷凝；然后将所得到的溶液或冷凝液再循环用于尿素合成工序空分流程原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔冷却后的低温水。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗；经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。纯化器的使用周期约为240分钟，定时自动切换；净化后的空气分为两股：一股进入低压板式换热器，与返流的气体换热后出换热器底部后进入下塔，另一股去空气增压机；进入空气增压机的空气经增压机第一段增压后分为两股：一股直接出增压机，经后过冷器冷却后进入膨胀机的增压风机中增压，然后被冷却器冷却至常温后进入高压板式换热器，再从高压板式换热器中部抽出进入膨胀机去膨胀。膨胀后的空气进入送入下塔；另一股空气在增压机的第二段继续增压并经后过冷器冷却至常温后进入高压板式换热器，与高压液氧及返流污氮气体换热。这部分高压空气从换热器底部抽出经节流进入下塔；空气经下塔初步精馏后，获得液空和污液氮，并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。另抽取液氧送入液氧贮存系统；在下塔顶部获得纯液氮，送入液氮贮存系统；在下塔顶部抽取压力氮气，经低压板式换热器复热后出冷箱，进入氮气管网；从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入增效粗氩塔，氩馏份经增效粗氩塔精馏后得到粗氩气。粗氩气经过低压板式换热器复热后出冷箱，可以与污氮气汇合去水冷塔也可以单独作为粗氩气产品；从上塔顶部抽取低压纯氮气经过冷器、低压板式换热器复热后送入水冷塔或送入用户管网；从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。恒沸混合物当某两种或三种液体以一定比例混合，可组成具有固定沸点的混合物，将这种混合物加热至沸腾时，在气液平衡体系中，气相组成和液相组成一样，故不能使用分馏法将其分离出来，只能得到按一定比例组成的混合物，这种混合物称为共沸混合物或恒沸混合物。气提是一个物理过程，它采用一个气体介质破坏原气液两相平衡而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的目的。例如，A为液体，B为气体，B溶于A中达到气液平衡，气相中以B气相为主，加入气相汽提介质C时，气相中A、B的分压均降低，从而破坏了气液平衡，A、B物质均向气相扩散，但因气相中以B为主，趋于建立一种新的平衡关系，故大量B介质向气相中扩散，从而达到气液相分离目的。通过控制气提介质的量可以控制气提程度。化工中做气提的是汽提塔，其原理就是分离作用。简单的说汽化塔是在塔中把液体变为气体的装置；洗涤塔是利用自塔顶喷淋下来的液体将自塔底进来的气体中要去除的成分吸收掉的装置；精馏塔是把多种混合的液体进行分离的装置；汽提塔是利用气体通过液体时把液体中要提走的成分带走的装置驰放气：化工生产中，不参与反应的气体或因品位过低不能利用，在化工设备或管道中积聚而产生的气体。由于驰放气影响设备的传热效果，影响反应速度、降低生产效率，驰放气必须定期排放。驰放气并不一定是完全没用的，为降低生产成本，应尽量使各种能量和物料完全利用。一种是经压缩加压或升温后可以继续利用，另一种是直接在另外的工序中利用其可利用的成分，如燃烧，吸收等。消耗定额：消耗定额是指在生产企业现有的正常生产条件下，在企业内部平均设备状况和平均劳动熟练程度下，在一段时间内生产某单位产品所耗用原材料的样本平均值。脱盐水：（desaltedwater）将所含易于除去的强电解质除去或减少到一定程度的水。脱盐水中的剩余含盐量应在1～5毫克/升之间。制取脱盐水的方法主要有以下三种：①蒸馏法，使含盐的水加热蒸发，将蒸气冷凝即得脱盐水；②离子交换法，使含盐的水通过装有泡沸石或离子交换剂的交换柱（见离子交换），钙、镁等离子留在交换柱上，滤过的水为脱盐水；③电渗析法，借离子交换膜对离子的选择透过性，在外加电场作用下，使两种离子交换膜之间的水中的阳、阴离子，分别通过交换膜向阴、阳两极集中。于是膜间区成为淡水区，膜外为浓水区。从淡水区引出的水即为脱盐水。蒸馏法多用于实验室用来洗刷容器或制备溶液，适用于量不多纯度要求较高场所。离子交换法与电渗析法多用于化工业如锅炉用水可以减少结垢和腐蚀，适用于量大纯度要求不是很高的场所。一次蒸馏水水经过一次蒸馏，不挥发的组分（盐类）残留在容器中被除去，挥发的组分（氨、二氧化碳、有机物）进入蒸馏水的初始馏分中，通常只收集馏分的中间部分，约占60%。多次蒸馏水要得到更纯的水，可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液，除去有机物和二氧化碳；加入非挥发性的酸（硫酸或磷酸），使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分，因此进行二次或多次蒸馏时，要使用石英蒸馏器皿，才能得到很纯的水，所得纯水应保存在石英或银制容器内。主要作用：主要是防止水中溶解的盐结垢，影响传热效果。同时水蒸发以后，会使锅筒中的含盐量增大，进而引起蒸汽含盐量增大，影响蒸汽品质。所以要定期排污。软水、脱盐水、去离子水、蒸馏水、纯净水、纯化水的区别软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水（softwater）。软水不易与肥皂产生浮渣，而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为1.0～50毫克／升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水，但在工业上若采用此法来处理大量用水，则是极不经济的。在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成，这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成，这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在，它们是可溶的，所以在加热时并不能沉淀出来。水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡；旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状；壶内结水垢会使壶的导热性下降；工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以，生活和工业用水均应适当控制水的硬度。常喝软水（纯净水）容易得心脑血管疾病，常喝硬水（矿泉水）容易得肾结石。脱盐水：将所含易于除去的强电解质除去或减少到一定程度的水。脱盐水中的剩余含盐量应在1～5毫克/升之间。制取脱盐水的方法主要有以下三种：①蒸馏法，使含盐的水加热蒸发，将蒸气冷凝即得脱盐水；②离子交换法，使含盐的水通过装有泡沸石或离子交换剂的交换柱（见离子交换），钙、镁等离子留在交换柱上，滤过的水为脱盐水；③电渗析法