合成氨的原料有三种状态，固态（煤）、液态（石油）和气态（天然气）。以煤为原料用固体燃料气化法制取原料气氢气。 N2+3H2=2NH3 放热的可逆反应。工业生产中常用的压强为20~32MPa，温度为400~500℃，用金属铁作催化剂。
间歇法气化过程是在固定层煤气发生炉中进行的。固体块状燃料由顶部加入，气化剂通过燃料层进行气化反应，气化后的灰渣自炉底排出。 在固定床煤气发生炉中，燃料与气化剂的反应并不是遍布整个燃料层的，当空气自下而上通过燃料层进行气化反应时，燃料的分布情况如图1-1所示。 固体燃料自下而上移动时，发生一系列物理和化学变化。在燃料层顶部，新补充的燃料与热的煤气接触，使燃料中的水分蒸发，这一区域称为干燥层。往下燃料层的温度继续升高，燃料此受热分解，放出挥发分，燃料本身则逐渐焦炭化，这一区域称为干馏层。再往下，燃料层的温度更高，就是煤气发生炉气化固体燃料最主要区域电动开启天窗—气化层（也称火层）。在这里，燃料中的碳与气化剂中的氧发生化学反应，使固体燃料气化，生成煤气。气化层还可分为氧化层和还原层，在氧化层中生成二氧化碳上升进入还原层被碳还原。在炉箅的上面有一层由固体残渣所形成的灰渣层，它能预热和均匀分布自炉底进入的气化剂，并保护炉底不应过热而变形。干燥层上面，没有燃料的空间称自由空间，起聚集煤气作用。
以空气与蒸汽的混合气为气化剂，燃料的分层情况与图1所示相似，若以蒸汽为气化剂，主要发生高温下碳与水蒸气的反应，故没有氧化层和还原层之分，统称氧化层。 以煤为原料在蒸汽和空气同时通过燃料层时，对不同高度的气体组成也不相同。
在灰渣层区，由于它的温度低，固体碳含量少，气化剂只是被预热而不发生反应。
在氧化层区，主要发生碳与氧的反应，氧的含量急剧下降，二氧化碳的含量急剧上升，蒸汽的含量变化不大。由于温度较高，除了碳与氧的反应以外，还有碳与水蒸气的反应。其后，在含氧量下降到接近于零时，二氧化碳的含量迅速下降，大量的一氧化碳开始生成。在氧气耗尽之后，蒸汽才开始下降，同时生成氢气，随着氢气和一氧化碳含量的增加，蒸汽含量逐渐减少。
在以还原层的反应时，大体与单独通入蒸汽时的反应一致。只是由于氮气的存在，降低了蒸汽和二氧化碳的分压，根据化学反应平衡原理，压力降低有利于蒸汽和二氧化碳被还原的反应进行。人与嘼 交 互
（1）吹风空气:自煤气炉底吹入，使燃料燃烧，放出热量贮存在燃料层中，为制气阶段碳与蒸汽的反应提供热量。吹风气的主要成分是氮和二氧化碳，也含有较少的一氧化碳。
（2）上吹阶段:吹风后燃料层温度较高，从煤气炉底不同如混混有适量空气的蒸汽，与碳反应生成半水煤气由炉顶引出。加空气的目的：一是提供炉的温度，二是混配一定氮气，为合成氨反应提供原料。
（3）下吹制气：在制气阶段，蒸汽和加氮空气自下而上的通过燃料层，由于气化剂温度比较低和气化反应大量吸热，使气化层底部的燃料温度降低，因而气化层变薄，而燃料层上不不断地被高温煤气加热，使气化层上移，煤气炉上部温度升高，煤气带走的湿热损失增加，为了避免上述现象发生，在上吹制气之后，必须改变必须改变气流方向，将蒸汽和加氮空气自炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。这一过程称为下吹阶段。
（4）二次上吹阶段：下吹制气之后，染料层的温度大幅度下降，需要再送入空气提高炉温，但当下吹制气刚结束后，煤气炉下部及燃料层内残留着半水煤气，如果立即吹风，空气和半水煤气在炉底部相遇，会发生爆炸，因此，当下吹气以后，增加一个二次上吹，利用蒸汽将炉底部残留的半水煤气排出，为送入空气创造条件。二次上吹也能生产半水煤气，但主要是防止爆炸。
（5）空气吹净：二次上吹之后，煤气炉上部空间及管道中还有半水煤气，如果随着转入吹风阶段就立即放空，不仅损失了半水煤气而且半水煤气拍出烟囱口时和空气混合，遇明火会发生爆炸。因此转入吹风之前，从炉底吹入空气，所产生的空气煤气与原来残留的半水煤气一并送入气柜，加以回收。这一过程称为空气吹净。然后转入吹风，重复循环。
主要设备
1、煤气发生炉结构特点：一、灰盘采用蜗轮、蜗杆转动，运转稳定可靠；二、自动湿式排渣顺利、寿命长；三、机械化上煤系统，双钟罩加煤，结构简单，使用可靠，密封性能好，有利于炉体工况稳定；四、偏心旋转炉篦结构先进合理，破渣效果好，且送风均匀，水套有自产蒸汽可完全满足炉体气化及探火孔汽封使用，不用外供蒸汽；五、炉体与进风管，炉体与灰盘，进风管与基础之间均设有水封，使煤气炉具有可靠的安全性及气密性能；六、煤气是热的，充分利用煤气的显热和焦油的燃烧热，煤气热值较高；七、煤气发生炉结构简单，煤气生产流程容易掌握，设备占地面积小，投资少，建设快，比直接燃煤减轻了劳动强度，并可节省燃料15－20%，燃煤气能达到环保要求，同时也提高了加热质量；八、与煤气发生炉配套的：煤气烧咀、煤气切断装置、热煤气管路系统，安装操作保证热煤气的输送和应用；煤气发生炉应用于中小型工厂的加热炉、工业锅炉，热处理炉、干燥炉、熔炼炉以及温度范围内的其它加热设备。
2、旋风分离器由筒体、引入管、项帽、溢流环、简底导叶和底板等部件组成。
旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。 旋风分离器的工作原理及工作过程是：
较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入 旋风分离器的筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶，流人汽包水容积中。饱和蒸汽在 旋风分离器的筒体内向上流动，进入顶帽的波形板间隙中曲折流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴被抛到波形板上，在附着力作用下形成水膜下流，经筒壁流入汽包水容积，使汽水进—步分离，而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。
旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%带写字板的椅子。非晶型磷酸盐结晶
3验货平台、除尘器
除尘器的作用是除去煤气中的大粒灰尘。通常使用的有离心式除尘器和惯性除尘器。
4、废热锅炉
木材旋切机
废热锅炉是回收吹风气和上行煤气湿热的主要设备，利用该热量产生一定的饱和蒸汽。其结构为火管锅炉，由炉体和汽包组成，目前不少合成氨厂使用热管或热能回收装置，利用上行煤气湿热，加热软水后，再进入夹套锅炉，产生蒸汽。
5、洗气塔和气柜
主要用来降低煤气温度。气柜的作用是贮存一定数量的半水煤气。气柜容积为4000~7200m3。
6、罗茨鼓风机
结构：这种鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压力场合的气体输送和加压，也可用作真空泵。由于周期性的吸、排气和瞬时等容压缩造成气流速度和压力的脉动，因而会产生较大的气体动力噪声。此外，转子之间和转子与气缸之间的间隙会造成气体泄漏，从而使效率降低。罗茨鼓风机的排气量为0.15～150米(/分，转速为 150～3000转/分。单级压比通常小于1.7，最高可达2.1，可以多级串联使用。特点：其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微，压力选择范围很宽，具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。
脱硫
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