[實用新型]一種節能型合成氨半富氧造氣裝置

有效

• 申請號: 201821749524.0
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN209024199U
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 宋呈祥;岳圣霖;車愛萍;杜以鳳;毛永
• 申請（專利權）人: 山東省舜天化工集團有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C10J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種節能型合成氨半富氧造氣裝置，包括氣柜，PSA變壓吸附制氮系統和空氣混合柜，所述的空氣混合柜包裹在造氣煤氣管道上，所述的PSA變壓吸附制氮系統分離的氮氣與富氧空氣分別回收，PSA變壓吸附制氮系統和空氣混合柜之間通過管道連接有造氣吹風機，富氧空氣與造氣吹風氣空氣在空氣混合柜內混合，PSA變壓吸附制氮系統還通過氮氣輸送管道連接氣柜，所述的空氣混合柜通過管道連接氣柜，所述的造氣煤氣管道連接三廢爐，本實用新型的有益效果為：設備投資少，制氮系統機能化程度高，安全系數高。

技術領域

本實用新型涉及化工生產設備技術領域，尤其涉及一種節能型合成氨半富氧造氣裝置。

背景技術

煤氣化工藝過程的發展已有百余年的歷史，迄今已開發的氣化方法已有百余種，按照煤在汽化爐的運行和接觸方式，主要可以分為1、移動床氣化（固定床）、2、流化床氣化、3、氣流床氣化。其中移動床氣化主要包括魯奇氣化技術、固定床間歇氣化技術、富氧連續氣化技術等。

當今，化肥行業都以追求高產量、低消耗為著眼點，造氣系統的操作理念已經從粗放的拼爐況、粗氣質，一味追求發氣量而不注重氣化質量，發展為強負荷、穩工況、同時要求把氣體成份做細，力求提高單位體積氣體的有效成份的含量，降低產品的煤氣單耗。從而在同量煤、電消耗的條件下使產量提高，使煤、電單耗下降。

現有的中小氮肥行業生產合成氨的方法，主要是以塊煤和粉煤成型后的型煤為原料，利用固定層煤氣發生爐來制取半水煤氣，其主要成份(CO+H2) 為(66％—— 72％ )、CO2為(9％—— 14％ )、N2為(16％——23％ )，然后將煤氣發生爐出來的半水煤氣送入氣柜，由羅茨機加壓將半水煤氣送到脫硫工段脫除H2S，然后由壓縮機加壓送變換工段將CO轉換成(CO2+H2)，然后再由壓縮機加壓送到脫碳工段將CO2分離出來，然后再由壓縮機加壓送到凈化工段進一步精化除去微量的CO和CO2等，制成合格的H2和N2，然后再由壓縮機加壓送到氨合成工段生產出合成氨(NH3)。對于造氣工藝來說，其有效氣體是(CO+H2)，因氮氣要在合成塔與氫氣高壓高溫反應因此需要同步提壓，所以對于合成氨來說氮氣是有效氣體。因此，提高有效氣體在合成氨工藝氣中的占比就非常重要了。而半水煤氣中CO2達(9％——14％ )，CO2在整個生產過程中占用了整個生產裝置的有效體積，使裝置的生產能力受到嚴重限制，同時這部分氣體在整個生產過程中消耗了大量的動力，電耗居高不下，成為耗能大戶。

現有技術富氧造氣又存在明顯缺陷，且設備投資大。

富氧連續氣化產生的煤氣中，氧含量是比較低的，其體積分數一般只有0.2%，但是由于富氧空氣的氧含量較高，一旦氣化不完全，會出現過氧速度快，煤氣中氧濃度高，給后續工段帶來極大的安全隱患。目前，生產過程中為了控制氧含量，采取的措施是提高煤氣爐出口溫度≥550℃，這一措施又造成了原料煤消耗增高。

煤氣中二氧化碳含量高。富氧連續氣化生成的煤氣中二氧化碳體積分數高達15%-20%，其帶來的危害是壓縮機功耗增加、變換工段蒸汽消耗高、脫碳工段負荷增大。

富氧連續氣化需要后續加氮，一般選擇碳化工段后凈化工段前。理論上次方法可以提高壓縮有效氣體打氣量，從而提高壓縮效率降低單耗。但是由于此工段已經是合成氨生產工藝中較后段，氣體壓力達到，此時將氮氣加入系統，需要獨立的壓縮機，增加設備投資，且同樣總氣量下升壓到一定壓力前期氣體混合與分開后期單獨加壓需要消耗的電力是不會減少的。另外，高壓下連續穩定的控制兩套高壓系統在一定壓力下均勻混合氮氣和氫氣生產中很難實現，因此造成系統氫氮比大幅度波動，降低了整改系統的生產效率增加了單耗。

富氧連續造氣需要建空分裝置，投資較高，且制氧成本也增加了最終產品的成本。

發明內容