LI Feng;ZHANG Xue-feng
【摘 要】利用焦化及炼铁企业剩余的焦炉煤气和高炉煤气,按合成氨的工艺技术要求,对气体进行净化后制取合成氨,不仅可以满足日益增长的工业及农业对合成氨的需求,而且通过改进、改良现有的合成氨的工艺技术,还可以实现资源综合利用,节能减排,发展循环经济.文章对此进行了探讨. 【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2019(000)019
【总页数】2页(P62-63)
【关键词】焦炉煤气;高炉煤气;合成氨;优势
【作 者】LI Feng;ZHANG Xue-feng
【作者单位】;
固定铁丝网【正文语种】中 文
0 引言
电压比较器电路>取笔
我国大多数合成氨企业的煤制气技术沿用固定式煤气炉，炉型老化，技术落后，能源利用率低，原料价格高，是当前急需进行技术改造的重点。焦炉煤气中含H2约57.5%、N2约4%而高炉煤气含H2约3%，N2约56%，这些都是生产合成氨的原料，如能加以利用将大大降低合成氨的生产成本。1 工艺技术提出的背景
(1)焦化企业生产过程中产生的焦炉煤气除自身装置作热源燃料外，剩余焦炉煤气大约45%左右，其成分为(体积百分比)：H2(57.5%)，CO(10%)，CO2(3%)，CH4(25%)，O2(0.5%)，N2(4%)，其中 S：3000mg/Nm3。
(2)炼铁企业生产过程中产生的高炉煤气除用于热风炉、矿石烧结燃料外，剩余高炉煤气大约35%左右，其成分为(体积百分比)：H2(3%)，CO(30%)，N2(56%)，CO2(11%)。
以上煤气中均含有制取合成氨所需要的原料H2和N2，只要采取适当的生产工艺对其净化、变换(CO)及脱除不需要的成分后即可得到合成氨生产所需原料。利用焦炉煤气和高炉煤气为原料生产合成氨，可以减去传统合成氨生产中的造气工段。
2 工艺技术方案
氨合成需要H2和N2的比例为3：1。从焦炉煤气中提取H2、N2、CO(可变换为H2)，利用高炉煤气中的CO、N2搭配，使(CO+H2)/N2=3：1。现对焦炉煤气和高炉煤气的净化分述如下。
2.1 焦炉煤气的净化
焦炉煤气经流量计计量后送入气柜缓冲贮存，由罗茨风机加压输送至电捕焦油器(高压静电)，除去煤焦油和粉尘，经油洗塔(洗油循环使用)进一步洗涤清除工业萘后进入氨水脱硫，再经水洗塔净氨降温洗涤后进入压缩机一段、二段加压至0.8MPa后进入二出水洗塔降温，煤气温度从80℃降至25℃进入干法净化塔脱净煤气中的油粒杂质。再进入变压吸附脱甲烷工段，高压下经炭分子筛对甲烷气体强选择的吸附在吸附剂上(后经减压真空解析出)
脱出甲烷后的煤气进入脱CO变压吸附工段，高压下经5A°分子筛对CO的强选择性吸附在吸附剂上(后经减压真空解析出)。已脱净CH4和CO的合格原料气进入干法精脱硫装置，在此与净化合格后的高炉煤气混合。解析出的CH4经真空泵抽出后，由CH4风机加压输出至CH4气柜缓冲贮存。可作为炭黑生产原料或锅炉燃料。解析出的CO经CO风机输送至高炉煤气气柜，与高炉煤气合并进CO变换工段处理。
2.2 高炉煤气净化
高炉煤气经风机输送至气柜缓冲贮存，再经罗茨风机加压输送至电捕焦油器(高压静电)，除去煤焦油和粉尘。进入脱硫前水洗降温后进入氨水脱硫系统脱除无机硫，再进入脱硫后洗气塔净氨降温后进入压缩机一、二段加压至0.8MPa进入CO变换工段，CO与锅炉来的蒸汽在催化剂的作用下等体积生成H2和CO2。同时在变换工段煤气中的有机硫转化为无机硫。经变换后的煤气中含有28%左右的CO2和H2S，送入脱CO2系统脱除CO2和H2S。脱碳有两个流程：一是碳化流程，CO2和H2S与浓氨水反应生成化肥碳酸氢铵产品。另一个是硅胶、活性炭氯化铝变压吸附脱碳。高压下吸附剂对CO2和H2S的强吸附性能把CO2和H2S吸附在吸附剂上(后经减压真空解析出)。脱除CO2的煤气进入干法脱硫装置，在此与净化合格的焦炉煤气混合。
2.3 混合气精制流程
已脱除CH4、CO、CO2和H2S的焦炉煤气和高炉煤气在干法精脱硫工段混合进一步脱除微量的杂硫后进入压缩机三段、四段、五段、六段逐级加压至10MPa左右送入铜洗工段进行原料的精制，以醋酸铜氨液洗涤原料气中微量CO、CO2、H2S。经洗涤后三种有害成分控制在15mg/kg以下。
2.4 氨合成
混合气精制合格后，经压缩机七段加压至32MPa后进入氨合成系统，在催化剂的作用下氢气和氮气合成为氨再经冷却、氨分后进入液氨贮槽。
3 节能减排及经济效果
3.1 装置投运前情况
合成氨以煤焦为原料制取原料气的消耗及排废情况如表1所示(以6万t/a合成氨为例)：
表1 合成氨以煤焦为原料制取原料气的消耗及排废数据消耗物料名称 吨氨消耗量/kg 6万t合
成氨消耗量/t冷却水 110 6600蒸汽 2079 147400煤焦 2100 126000外排造气吹风气 11777 Nm3 706620000 Nm3其中：烟尘 1.3 78 SO2 0.18 10.8造气炉渣 315 18900震动粉扑
3.2 装置投运后情况
以炼焦、炼铁剩余煤气取代传统的以煤焦为原料制取合成氨工艺，即节省了一次能源煤焦，又节约了煤焦气化所需的二次能源蒸汽和水，同时减少了因煤焦气化而产生的吹风气排放，减少了洗涤高温半水煤气废水的排放，减少了造气产生的废渣。
3.2.1 项目节能情况
节能。采用剩余焦炉煤气和高炉煤气作合成氨的原料，合成氨厂(以6万t/a合成氨为例，下同)每年可节约煤焦12.6万t(固定碳60%)，折标煤84240t。同时回收利用焦炉煤气和高炉煤气约27892万Nm3,折标煤约70000t。合成氨生产利用剩于焦炉煤气和高炉煤气作原料与煤焦为原料比较，实际年节约标煤14240t。节水。采用剩余焦炉煤气和高炉煤气作合成氨的原料，吨氨蒸汽用量减少2079kg，年节水12.474万t；减少煤气洗涤用水6600t，合计年节水13.134万t。综上所述，项目实施后，合计年节约标煤1.424 万t，节水13.134 万t。磁悬浮鼠标
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3.2.2 项目减排情况
废气减排量。减少焦炉煤气外排2亿Nm3/a、高炉煤气外排0.79亿Nm3/a。减少造气吹风气外排7.0662亿Nm3/a。年增加脱碳抽空气0.4009亿Nm3。合计年减排废气9.4553亿Nm3。烟尘减排量：减少烟尘外排78t/a。SO2减排量：减少SO2外排10.8t/a。固体废弃物减排量：减少造气炉渣外排1.896万t/a。废水减排量：减少造气洗涤废水外排6600t/a。
3.2.3 项目经济效益和环境效益
采用剩余焦炉煤气和高炉煤气做合成氨生产的原料后，吨氨综合能耗下降明显，下降0.52tec/tNH3,吨氨原料成本降低283元，经济效益显著。采用剩余焦炉煤气和高炉煤气做合成氨生产的原料后，减少了造气炉渣、吹风气和半水煤气洗涤水外排，环保效果较好。
4 结语
利用剩余焦炉煤气和高炉煤气制取合成氨，既实现了资源综合利用，又实现了节能减排及改善环境。符合国家能源政策、产业政策和环保政策以及地区的发展规划，是剩余焦炉煤气、高炉煤气综合利用的新方向。项目采用四川天人化学工程有限公司研发的焦炉煤气变
压吸附分离甲烷新技术和大直径氨合成塔，技术先进、实用、可靠，把炼焦、炼铁、化工连成一个循环经济链，具有很好的发展区域循环经济的示范作用。
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