[其他]劣质煤制取合成氨用原料气的组合装置

说明书

本实用新型属于制取合成氨用含氢混合气的组合装置。

在年产1万吨－8万吨合成氨的中小型氮肥厂，一般用无烟煤或焦炭作原料，经过煤气发生炉、洗气装置、气柜和湿法脱硫装置等设备来制取合成氨用原料气。我国是劣质煤储量极为丰富的国家，为改变原料结构，内蒙达拉特旗化肥厂试验用褐煤直接入炉造气，他们采用煤气发生炉、除尘器、机械除焦装置、气柜、湿法脱硫装置等设备来制备合成氨用原料气。但是，用该法所制得的合成氨原料气煤焦油含量高，容易引起后系统管道堵塞；含硫杂质多，容易引起合成氨用催化剂中毒；甲烷含量高，造成原料气大量放空，引起能耗高，生产成本高，设备控制失灵等现象。

本实用新型的目的是为劣质煤制备合成氨用原料气设计一套用劣质煤制备合成氨用原料气的组合装置。它除了采用已有技术中的煤气发生炉、除尘器、机械除焦装置、气柜、湿法脱硫装置等设备外，还包括了多级电除焦油装置或多级机械除焦油装置和电除焦油装置相结合的装置，一组加压干法脱硫装置和甲烷转化炉。

多级电除焦油装置或机械除焦油装置和电除焦油装置相结合的装置位于除尘器和气柜之间。多级电除焦油装置由单元电除焦油装置串联或并联组成。多级机械除焦油装置和电除焦油装置相结合的装置串联连接组成，其中至少有一个电除焦油装置。煤气发生炉出来的水煤气，经除尘塔除去灰份后，进入多级电除焦油装置或多级机械除焦油装置和电除焦油装置相结合的装置，除去焦油杂质，使水煤气中焦油含量降至15mg／m³以下，进入气柜。

一组加压干法脱硫装置位于氢氮气压缩机和甲烷转化炉之间。它由铁钼催化加氢转化装置或钴钼催化加氢转化装置、填充氧化锰的吸收装置和填充氧化锌的吸收装置所组成。铁钼或钴钼催化加氢转化装置使水煤气中的有机硫化物转化为无机硫化物气体。填充氧化锰的吸收装置用来吸收水煤气中大部份无机硫化物气体。填充氧化锌的吸收装置用来吸收水煤气中残余的无机硫化物气体。由气柜出来的水煤气经过湿法脱硫塔和一组加压干法脱硫装置可使合成氨用水煤气中H₂S的含量小于1PPm。

甲烷转化炉位于干法脱硫装置和空气压缩机之后，它的内部填充镍催化剂。脱硫后的水煤气经升温到600℃～650℃进入甲烷转化炉，在镍催化下，使甲烷催化裂解为CO和H₂，甲烷转化炉出来的水煤气中CH₄含量降为0.8％～1％。

经过上述劣质煤制取合成氨用原料气的组合装置处理的气体，其组份为（H₂＋CO）／N₂≈3.1，CH₄杂质含量为0.8～1.0％，符合合成氨用原料气的要求。

本实用新型的优点在于利用我国含量极为丰富的劣质煤（如褐煤、常焰煤、贫煤、不粘煤、半粘煤等煤种）作原料来代替无烟煤或焦炭作原料制取合成氨用原料气。以无烟煤或焦碳作原料，每生产一吨合成氨的原料费用为150～200元，以劣质煤作原料，每生产一吨合成氨原料费用为60～100元。中小型氮肥厂使用本实用新型可较大地降低生产成本，提高经济效益，并且可以充分利用我国丰富的劣质煤资源。本实用新型的另一个优点是利用了中小型合成氨厂的原有设备如煤气发生炉、脱硫塔、除尘塔等设备，使生产单位在增加不太多的投资的情况下，就能改变原料路线继续生产。另外，本实用新型制得的原料气质量有所提高。