《合成氨工艺》-公开课件.ppt

合成氨工艺 ---净化部分 在净化大流程的工序是：气柜、电除尘、煤气风机、半水煤气脱硫、（以上压力小于15kPa）变换、变脱、脱碳、精硫工序（以上压力在0.80MPa～2.16MPa）。 主要介绍 电除尘、脱硫（含变脱、精脱硫）、变换、脱碳。 电除尘 电除尘的原理 电除尘实际的名称为电捕器，主要是通过电场的作用，电场产生电晕（也就是辉光放电），把气体分子电离生成正负离子，气体中携带的粉尘、焦油、水等细颗粒就会荷上电荷，并向相反电极方向移动，当碰到相反电极时，就被中和中性粒子并把粉尘颗粒吸附在电极上，多次的吸附使颗粒聚积增大，部分因重力落下来。简单过程就是电晕电离产生离子，粉尘荷电，移动吸附、聚积沉降四个过程。 二、电除尘类别 化工电除尘主要分湿法与干法，湿法目前在市场上只有陕西华祥列管式电除尘；干法主要以沉淀极进行分类分为同心圆式、格栅式、蜂窝式、列管式。在原理上列管式最好，但占地大，格栅蜂窝次之，造价较高，同心圆较差，占地小，价格较便宜。 决定电除尘除尘效率的因素： 要求除尘效率：≥98% 气体流速：～0.8m/s，不大于1.0m/s 沉淀的长度：目前正常都在4000～4500mm（太长稳定性不好） 二次电压：40kV～60kV，（这与沉淀极间距有关） 电除尘操作安全指标： 氧含量：≤0.5%，0.65%跳车。 本体压力≥0.5kPa,≤0.5kPa跳车 在化工的发展方向： 在气柜出口为湿法电除尘，在高压机一进前为干法。为二级除尘。 脱硫 脱硫是目前工艺中的一个大难题，目前很多原理都没有解释清楚。 脱硫的分类 按物理与化学法分类 物理法 主要有干法中锯糠网箱吸附（在城市煤气），MDEA与NHD配合克劳斯法（在天然气与冶金行业）、变压吸附 化学法： 湿式氧化法（化工）、石灰法（电厂、冶金），氧化铁与氧化锌法（用与变温吸附与精脱硫） 湿式氧化法的分类 （1）传统的以V为催化剂栲胶（ADA）+V2O5、以Fe为催化剂如DDS、ISS，以钴为催化剂如888（酞菁磺酸盐）、PDS，以Mn为催化剂的水杨酸法如MSQ。 （2）都有用好的，都有不同的优点与缺点。化工原料运行成本吨氨在5-10元之间。 我厂硫的分布 1、半水煤气中H2S为～1000mg/Nm3，脱至40～70mg/Nm3（湿法） 2、变换气中H2S为100～150mg/Nm3，脱至≤20mg/Nm3（湿法） 3、碱洗气中总硫～2 mg/Nm3，脱至≤0.1ppm（干法） 再生气中H2S为≤70mg/Nm3，脱至≤10mg/Nm3（在尿素）（干法） 流程 流程分H2S的吸收，溶液的再生，硫回收三个部分 原理： 在半脱塔与变脱塔中，完成H2S的吸收，并生成单质硫； Na2CO3+H2S==NaHS+NaHCO3 2NaHS+4NaVO3+H2O==Na2V4O9+4NaOH+2S Na2V4O9+2栲胶（醌态）+2NaOH+H2O=4NaVO3+2栲胶（酚态） 在喷射再生槽中自吸入空气完成溶液的再生，以及硫泡沫的浮选。 2栲胶（酚态）+O2=2栲胶（醌态）+H2O 通过熔硫釜以及其它过滤设备完成硫的回收。 半脱流程简图： 1 变脱流程简图： 2 主要设备 半脱塔：一般空塔线速为0.5-0.9m/s，目前大量使用都是散装填料，如果H2S高至2000mg/Nm3以上，塔足够高，在下塔加喷头。高至3000mg/Nm3，考虑二级脱硫。 变脱塔：塔内的形式较多，两种：一种是填料塔，空塔线速不超过0.25m/s。另一种就是塔盘形式，样式较多 再生槽：是溶液再生与浮选硫泡沫的设备。一般要求溶液停留时间在10-15min。 半脱与变脱的区别 气质含杂质不同，半脱气体因气柜来的气含有粉尘、焦油、CN-、O2等比变脱高，付盐高（Na2S2O3、Na2SO4、NaSCN），溶液脏。悬浮含量高。 半脱因含CO2含量高，有效碱含量低，NaHCO3易结晶堵塞管道；要求脱除的精度高。 发展方向与经济运行的问题 脱硫问题只与公司的经营战略有关，如果要烧高硫煤，就必须设两级的半脱，同时变脱是塔盘的运行模式。 按照目前我两级的脱硫方式，原来吨氨成本在15元，经过这三年多的改进已经可以稳定在8.4元左右；二三净变脱经过几年的调整目前的消耗在1.25～1.5元。主要问题在一净与半脱的硫的回收，和在溶液的管理上还有欠缺。 精脱 是这几年才重视的一个工艺，主要含脱有机硫，脱无机硫、脱氯、脱羰基铁、羰基镍等过程都是专利的催化剂。最早研究的是湖北化学研究所。 H2S+1/2O2=S+H2O 变换 变换就是半水煤气中的一氧化碳再触媒的作用下，与水蒸汽起反应，生成易于脱除的二氧化碳和合成氨生产必须的氢气。