kbr的煤制合成氨新工藝(nh)

1、最新 精品 Word 歡迎下載 可修改KBR KBR 的煤制合成氨新工藝 的煤制合成氨新工藝摘要 KBR 傳愉床氣化爐(也稱之為 TRIG)是一種先進(jìn)的煤氣化技術(shù)，可提供干 凈、無(wú)顆拉的合成氣。TRIG 是一種緊湊的加壓循環(huán)流化床反響器，無(wú)內(nèi)部或移動(dòng) 部件。其運(yùn)行和機(jī)械設(shè)計(jì)源自 KBR 的流化催化裂化(FCC)技術(shù)，該技術(shù)已有 60 多年 的成功商業(yè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。描述了煤制合成氛的 KBR 新工藝，其中 TRIG 作為 KBR 合成

2、氛裝里流程中的一局部，向一個(gè)典型的 1500t/d 的合成氨回路提供氮?dú)狻Ｕ撌隽嘶?于 TRIG 特性的工藝整合和優(yōu)化要素，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的煤制合成氛工廠設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:KBR 傳輸床,氣化爐,煤氣化,新工藝0 前言煤氣化是指在高溫、高壓、蒸汽以及有限的氧氣存在的情況下，將煤炭分解氣 化的過(guò)程。通過(guò)限制氧氣的量，可防止煤的完全燃燒，使煤炭分解成更有價(jià)值的合 成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)。在合成氨生產(chǎn)工藝中，煤要盡量多地轉(zhuǎn)化為氫 氣;煤

3、氣化產(chǎn)生的粗合成氣與蒸汽發(fā)生催化變換反響，將其中的一氧化碳轉(zhuǎn)化為二 氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生更多的氫氣用于氨合成。煤氣化的實(shí)際化學(xué)原理相當(dāng)復(fù)雜，目前其根本依據(jù)是煤炭的非催化局部氧化反 響，通常在高溫耐火襯里容器內(nèi)進(jìn)行。在煤氣化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種副產(chǎn)品，煤中的 硫大多轉(zhuǎn)化為硫化氫和氧硫化碳，氮轉(zhuǎn)化為氨和氰化氫。煤的燃燒程度取決于輸送 至氣化爐的氧氣量。氣化爐一般在絕熱狀態(tài)下工作，放熱反響產(chǎn)生的熱必須與吸熱 反響消耗的熱以及原料升溫至反響溫度所需熱量

4、保持平衡。反響溫度通常通過(guò)向氣 化爐內(nèi)添加水或蒸汽來(lái)進(jìn)行控制。1 KBR 傳輸床氣化爐KBR 傳輸床氣化爐(也稱之為 TRIG'')是一種先進(jìn)的循環(huán)流化床反響器，沒(méi)有內(nèi) 部或移動(dòng)部件，可在空氣和氧氣兩種模式下工作。TRIG 的機(jī)械設(shè)計(jì)和操作是基于 KBR 的流化催化裂化(FCC)技術(shù)，已有 60 多年的成功商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。與傳統(tǒng)的循環(huán) 流化床相比，TRIG 的固體循環(huán)速率和氣體流速要快很多，提升管密度要大很多， 因此具有較

5、高的生產(chǎn)能力和碳轉(zhuǎn)化率、混合均勻、傳熱和傳質(zhì)速率較快等特點(diǎn)。20 世紀(jì) 90 年代中期，KBR 在美國(guó)阿拉巴馬州威爾遜維爾投運(yùn)了工程規(guī)模為 50 t/d 的示范裝置，已成功氣化多種煤(包括煙煤、次煙煤和褐煤)。TRIG 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì) 是其能在空氣和氧氣兩種模式下工作:空氣模式適用于 IGCC 發(fā)電;氧氣模式提供合 成氣，用于多種化學(xué)品和燃料的生產(chǎn)。目前正在設(shè)計(jì)美國(guó)密西西比州的 600 MW IGCC 電廠，采用褐煤氣化，設(shè)計(jì) 2 臺(tái)

6、 TRIG 在空氣工況下并行工作，單爐日處理煤 量 3 750 t。TRIG 分為造渣式和無(wú)渣式 2 種。造渣式 TRIG 采用高溫氣化，高溫下煤灰產(chǎn)生 的熔渣沿著氣化爐內(nèi)壁向下流人單獨(dú)的爐腔，用循環(huán)水急冷和固化，固體廢料定期 去除和處理。無(wú)渣式 TRIG 在中溫下工作，因此適用于煤灰和水含量較高的低階 煤;TRIG 的中溫操作可減少耗氧率，從而降低空分裝置(ASU)的相關(guān)本錢和用電量; 另外，對(duì)低階煤，TRIG 可提供高碳轉(zhuǎn)化率，同時(shí)

7、確保不會(huì)產(chǎn)生焦油。最新 精品 Word 歡迎下載 可修改CL 0.01F 0.01水分 27.21灰分 5.132.1 合成氣制取原料煤破碎至所需粒度后，進(jìn)料至煤炭枯燥機(jī)。由于 TRIG 比其它氣化爐接收 的煤炭顆粒大，因此破碎煤的能耗較低。煤粉經(jīng)枯燥后進(jìn)人氣化爐煤儲(chǔ)箱，以循環(huán) 合成氣作為傳輸流體，通過(guò)鎖斗進(jìn)人加壓 TRIG 裝置。煤粉的進(jìn)料點(diǎn)要稍高于氣化 爐混合區(qū)，便于進(jìn)人氣化爐后形成流化態(tài)。用 PRB 煤為原料時(shí)，按枯燥無(wú)灰基

8、 (MAF )計(jì)算，噸氨煤耗約為 1.45t。KBR 的煤制合成氨工藝采用氧氣作為氧化劑。氧氣由空分裝置(ASU)提供，氣 化選用的氧氣純度約為體積分?jǐn)?shù) 98%。該氧氣純度可以有效地平衡空分裝置與下游 加工設(shè)備的負(fù)荷和本錢，同時(shí)兼顧整個(gè)工廠的生產(chǎn)能力。氧氣內(nèi)的主要雜質(zhì)是氫氣 和氮?dú)?，在約 4100 kPa 和室溫下進(jìn)人氣化爐?？辗盅b置同時(shí)向下游合成氨系統(tǒng)提 供 2400 kPa、室溫的純氮?dú)?體積分?jǐn)?shù)>99.999%)。由于 TR

9、IG 耗氧量低，空分裝置 的負(fù)荷和用電量也較其它氣化爐低。對(duì) 1500 t/d 的合成氨裝置，需氧量約為 1800 t/d，用氮量約為 1300 t/d，空分裝置耗電量為 35 一 40 MW.半干煤粉、氧氣和蒸汽進(jìn)人 TRIG 的混合區(qū)附近，并在混合區(qū)內(nèi)與循環(huán)固體接 觸。煤氣化反響發(fā)生在高速氣流通過(guò)的流化床內(nèi)。通過(guò)控制氧氣的流量，可以有效 地控制煤在氣化爐內(nèi)的燃燒。蒸汽作為反響物和調(diào)節(jié)劑，將反響溫度控制在 980℃ 左右。生成的合成

10、氣隨同剩余的未氣化固體沿著提升管進(jìn)人別離器，合成氣內(nèi)較大 的固體顆粒在第 1 旋風(fēng)別離器內(nèi)脫除，剩余的較小固體顆粒經(jīng)第 2 旋風(fēng)別離器別離 脫除后返回立管，并與先前脫除的大顆?；旌希h(huán)返回氣化爐混合區(qū)。在立管底 部連續(xù)排出少量粗煤灰，以防止氣化爐內(nèi)積聚固體。根本不含固體顆粒的合成氣由第 2 旋風(fēng)別離器頂部離開(kāi)氣化爐進(jìn)人合成氣主冷 卻器，其溫度約為 980℃，壓力為 3585 kPa。下游流程的少許冷卻合成氣返回氣化 爐，用于輸送煤粉并