[其他]兩段爐煤氣化制合成氨原料氣工藝

無效

• 申請號: 86105803
• 申請日: 1986-07-24
• 公開（公告）號: CN86105803A
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 孔祥琳;沈樹榮;閻承信;戎興漢
• 申請（專利權）人: 化工部科學技術研究總院
• 主分類號: C10J3/04
• 分類號: C10J3/04
• 代理公司: 化學工業部化工專利服務中心
• 代理人: 崔玉珍,錢鴻元

本發明屬于固定床循環法煤氣化工藝的改進。

目前使用的固定床循環法煤氣化工藝主要有兩種形式，一種是以U.G.I.固定層煤氣發生爐為代表的間歇氣化法，另一種是以I.G.I.為代表的兩段爐循環氣化法。傳統的U.G.I.煤氣發生爐間歇制氣工藝，只能使用焦炭和無煙煤為原料，如果使用非無煙煤則存在著甲烷含量高，焦油等干餾產物及含油酚水乳化嚴重難以處理等問題，而不宜作合成氨原料氣。為了充分利用煙煤、次煙煤及褐煤，第二次世界大戰前意大利I.G.I.公司發展了兩段式氣化爐。在[“I.G.I.兩段爐煙煤氣化制氨”《小氮肥設計技術》No.6，P.20～27（1984）]文獻中，斯·維拉（S.Villa），奧·漢森（O.Hansen），皮·彼德森（B.Pedersen）介紹了意大利I.G.I.公司為選擇最佳固定床煤氣化和煤氣處理工藝，曾做過對比研究，指出了循環法僅在焦炭或無煙煤氣化時才能加以考慮。因此，使用兩段爐非無煙煤循環法氣化工藝目前還只是用來生產城市煤氣。在[《Town????gas????from????coal（cyclic????process），Section（c）》Coal，gasi-fication????seminar，People′s????Republic????of????China（Beijing，Shenyang，Shanghai）May????1984]文獻中，斯·維拉（S.Villa），奧·漢森（O.Hansen），皮·彼德森（B.Pedersen）介紹了I.G.I.兩段爐循環法煤氣化制城市煤氣的工藝過程，其制氣過程按 吹風、蒸汽吹凈、上吹制氣、下吹制氣和二次蒸汽上吹五個階段循環進行，用液壓（或氣壓）自動控制機構進行控制，每個循環持續3～5分鐘。生產的水煤氣，經進一步處理，如增加熱值及CO轉換等制成合于要求的城市煤氣。

如果想用上述的工藝生產合成氨原料氣，則需將生產的水煤氣進一步處理，如設置空分裝置以進行配氮等工藝。但這就使生產的投資和成本大大提高，并使工藝復雜化，因而是不經濟的。

為了克服現有技術的不足，本發明對兩段爐循環法煤氣化工藝加以改進，應用煤，特別是非無煙煤為原料，采用兩段爐循環氣化工藝可以直接生產合成氨原料氣，為合成氨生產開創一條就地取材、充分利用本地區廉價的非無煙煤原料，使合成氨生產成本大幅度降低、經濟效益顯著提高的工藝改造途徑。

一種以煤為原料兩段爐循環法煤氣化工藝，其特征在于每個循環過程包括有吹風、上吹制氣，下吹制氣、二次上吹及空氣吹凈五個階段，在下吹制氣階段配入空氣，并在上吹制氣階段進行分氣操作及控制上段氣出口溫度，直接生產合成氨原料氣。

為了使用煤，特別是非無煙煤為原料，采用兩段爐循環法氣化工藝直接生產合成氨原料氣，本工藝在下吹制氣階段配入適量的空氣（其空氣氣量由合成氨生產系統的物料平衡確定），并且在上吹制氣階段加入分氣操作，使上吹制氣階段所產生的混合煤氣（即上段氣）與下吹制氣階段所產生的半水煤氣完全分離，且上吹制氣階段所產生的水煤氣與干餾氣在爐內部分地分離，然后將上吹制氣階段所產生的自干餾段通氣道引出的凈煤氣（即下段氣）與下吹制氣階段所產生的多氮煤氣在合成氨原料氣氣柜混合作為合成氨原料氣（即半水煤氣）。由于這部分煤氣是由氣化段的中溫半焦氣化產生，所以煤氣中甲烷含量降至1.5%以下，焦油含量降至0.2克/標準米³以下。同時，由于在氣化過程中只有部分煤氣通過干餾段的煤層，故干餾氣量少，可以采用間接冷卻分離煤氣中的冷凝水和焦油，避免了含油酚水的乳化，使酚水易于處理。所以本發明克服了上述原來存在的問題，實現了采用非無煙煤為原料兩段爐循環法氣化工藝直接生產合成氨原料氣的目的。

為了進行分氣操作，在兩段爐的上段氣和下段氣的出口處設置了溫度調節器控制二只電動（或氣動）調節閥，通過對上吹制氣進行分氣操作，控制直接通過干餾段煤層的煤氣量，實現控制上段氣出口溫度在100～150℃，其最佳溫度范圍因煤種不同而異，一般在115～125℃，以確保煤的完全干餾，生產合格的合成氨原料氣。

在本發明的工藝中，在下吹制氣階段配入下吹蒸氣中的空氣量，取決于合成氨原料氣生產系統的物料平衡，在循環過程中，由下吹制氣及空氣吹凈二個階段帶入合成氨原料氣系統中的氮氣量要滿足合成氨原料氣中（CO+H₂）/N₂＝3.1～3.2的要求。