年產80萬噸尿素煤化工項目建議書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 8 公頃，水田 7344 14 公頃。 尤其是吉林省增產百億斤糧食，計劃在白城新開墾幾百萬畝良田，化肥用量會提高百分之三十。 旱田年均投入化肥量為 萬噸，其中復合肥為 3 萬噸；水田年均投入化肥量為 萬噸，其中復合肥 萬噸。本項目產品部分在本地銷售，可降低運輸成本。如銷售于區外或市外、省外 ，交通運輸方便。 四、技術方案、產品方案、規模及質量標準 、總技術方案的選擇 本項目以煤為原料，經過 煤氣化 、脫硫、變換、壓縮、合成等工序，其中造氣工段是整個化肥生產的前道工序，也是關鍵工序，工段的任務就是用煤和蒸汽制備合成氨的生產原料 ——半水煤氣。 煤氣化 煤氣化采用 GSPTM 氣化技術 GSPTM 氣化技術是 20 世紀 70 年代末，由前民主德國燃料研究所（ DBI）開發并投入商業化運行的大型粉煤氣化技術。該研究所創建于1956 年，全稱為 Deutsches BrennstoffinstitutFreiberg，一直致力于煤炭綜合利用的開發工作，即使在國際市場石油過剩時，也沒有中斷過對煤氣化技術的開發工作。針對化工行業，本著降低投資與成本，而研發出的 GSPTM 氣化技術是世界先進的大型粉煤進料氣流床加壓技術之一。分別于 1979 年和 1996 年，在弗賴貝格（ Freiberg）建立了３ＭＷ和５ＭＷ兩套氣化中試裝置。目前這兩套裝置屬于瑞士可持續 15 技術控股公司下屬的德國未來能源公司，試驗過的煤種來自德國、中國、波蘭、前蘇聯、南非、西班牙、保加利亞、加拿大、澳大利亞和捷克等國家。東西 德合并后，該技術擴展應用到生物質、城市垃圾、石油焦和其他燃料等氣化領域。 1989 年東西德合并后，德國諾爾公司（ Noell）公司收購了前東德燃料研究所氣化工藝部門，成為 GSPTM 氣化技術的擁有者。 1999 年諾爾公司被德國巴伯高克（ Babcock）電力公司收購。 2020 年德國巴伯高克電力公司破產，瑞士可持續技術控股公司（ SUSTEC Holding AG）收購其氣化技術部門并成立全資子公司 德國未來能源有限責任公司。 雖然 GSPTM 氣化技術的擁有權幾經變動，但是該技術的商業化 應用擴展絲毫沒有停止過。 1984 年在德國黑水泵工廠采用 GSPTM 氣化技術建立了一套 200MW 的商業化裝置，粉煤處理能力為 30t/h。該裝置在 1984 至 1990 年間，成功對普通褐煤及含鹽褐煤進行了氣化，生產民用煤氣。東西德合并后，德國政府引進天然氣取代了城市煤氣，且對垃圾處理有補貼政策，故 1990 年后，該裝置分別氣化過天然氣、焦油、廢油、漿料和固態污泥等原料，生產出的合成氣用于甲醇生產及聯合循環發電（ IGCC）。 2020 年，巴斯夫（ BASF）在英國的塑料廠建成 30MW 工業裝置，用于氣化塑料 生產過程中所產生的廢料。 2020 年，捷克 Vresova 工廠采用 GSPTM 氣化技術建設的 140MW 工業裝置開車運轉，其氣化原料為煤焦油，用于聯合循環發電項目（ IGCC）。具體應用成功范例見表 1。 表 1 GSPTM氣化工藝應用成功范例 氣化類型 氣流床氣化爐 氣流床氣化爐 氣流床氣化爐 用戶 Schwarze Pumpe BASF plc， Sealsands Sokolovskd 16 uhelnd， ． 所在地 Schwarze Pumpe，德國 Middlesbrough，英國 Vresovd，捷克共和國 試車 1984 2020 計劃 2020 年 反應器類型 氣流床，水冷壁 氣流床，水冷壁 氣流床，水冷壁 熱容量 130MW 30MW 140MW 壓力 28 bar 29 bar 28 bar 溫度 1400℃ 1400℃ 1400℃ 反應器體積 11 M3 M3 15M3 激冷方式 完全激冷 局部激冷 完全激冷 供料系統 煤粉 /液態供料 液態供料 液態供料 氣化原料 19841990 前采用普通的與含鹽的褐煤 1990 年以后采用天然氣、污泥、焦油以及生物質等 尼龍合成 過程中產生的液體廢物，包括合氫氰酸和硝酸鹽的副產物以及含硫酸銨的有機物 440MWIGCC 的26 個固定床氣化爐產生的焦油與其它液態副產品 產品 用于 IGCC 和甲醇的原氣 燃料氣 用于 IGCC 的燃氣 在中國的業績 中國是能源消耗大國，更是煤炭大國，石油資源相對缺乏。為了更好的推動 GSPTM 氣化技術在中國煤化工及煤制油領域的應用，瑞士可持續技術控股公司于 2020 年 5 月與中國神華寧夏煤業集團有限責任公司成立合資公司，即北京索斯泰克煤氣化技術有限公司。截止 2020年 1 月底，北京索斯泰克煤氣化技術有限公司已經簽訂了三個技術轉讓合同，其中與寧夏煤業集團簽訂了 83 萬噸 /年二甲醚一期 60 萬甲醇氣化島項目合同；與安徽淮化集團簽訂 30 萬噸 /年合成氨氣化島項目合同；與江蘇靈谷化工有限公司簽訂 30 萬噸 /年合成氨氣化島項目合同。 發展前景良好！ 半水煤氣合成氨工藝路線 本工藝路線為國內成熟路線。 以無煙煤為原料生成合成氨常見過程是 : 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機 1， 2 工段 變換 變換氣脫硫 壓縮機 3 段 脫硫 壓縮機 4， 5 工段 銅洗 壓縮機 6段 氨合成 產品 NH3 17 采用甲烷化法脫硫除原料氣中 CO. CO2 時 , 合成氨工藝流程圖如下 : 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機 1,2 段 變換 變換氣脫硫 壓縮機 3段 脫碳 精脫硫 甲烷化 壓縮機 4,5,6段 氨合成 產品 NH3。 火車接收工段 原料煤炭由火車運進廠，經化驗合格后卸到煤場，由輸送機輸送到道線倉，從道線倉出來的煤炭經斗式提升機提升和氣墊輸送機輸送到工作樓。 備煤系統 工段 預先被破碎到 0～ 50mm 的經過計量的無金屬的煤，通過輸送機送入磨機，在磨機內將煤碾碎到適于氣化的微粒（≥ 94%wt,≤ 250 微米）。同時采用加熱的惰性氣流將其干燥到水份含量小于 2％ wt．經研磨的干燥煤粉由壓縮氣體 (N2或 CO2)送到煤的加壓和投料系統。此系統包括鎖斗和給料器。鎖斗加煤后，即用壓縮氣 (N2或 CO2)加壓，然后將其送至給料器。再用壓縮氣 (N2或 CO2)從給料器中將干煤粉送到氣化爐的聯合噴嘴中，其中輸送煤粉線速度為 6～ 8m/s；密相煤粉量為350450Kg/m3；輸送能力為 1200Kg/cm2?h。粉煤入爐量測量可通過帶稱重傳感器的加料器與入爐煤粉管線上的流量計 氣體及氣體冷卻除塵系統 加壓干煤粉，氧氣及少量蒸汽通過聯合噴嘴進入到氣化爐中。氣化爐包括一個帶水冷壁的氣化室和激冷室。 氣化爐的操作壓力為 25～ 40 巴。根據進料的組份和爐渣熔化的情況，氣化操作溫度控制在 1350℃～ 1600 ℃之間。高溫氣體與液態 18 渣一起離開氣化室向下流直接進入激冷室，熱的合成氣被噴射的激冷水所冷卻。而液態渣在激冷室底部水浴中成為顆粒狀，定期的從渣鎖斗中排入渣池，并通過鏈條輸送機裝車運出 。 從激冷室出來的粗合成氣經兩級文氏管洗滌后，含飽和蒸汽的粗合成氣含塵量達到小于 1mg/Nm3后送出界區。 黑水處理系統 激冷室和文氏管排出的黑水經減壓后送入兩級閃蒸罐去除黑水中的氣體成分，閃蒸罐內的黑水則送入沉降槽，加入少量絮凝劑以加速灰水中細渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物經過濾機濾出的濾餅裝車外送。沉降槽上部的灰水與濾液一起送回激冷室作激冷水使用，將其中少量污水送界區外污水處理系統。 氨合成尿素 技術路線 尿素的生產方法十分成熟。 尿素的生產 原理是氨與二氧化碳的合成，生產方法有水溶液全循環法、氣提法、中壓聯尿法，小氮企業大多采用水溶液全循環法。其反應方程式為： 2NH3（液） +CO2（氣） CO（ NH2） 2（液） +H2O（液） +Q 尿素的合成工藝路線 主要反應方程式 2NH 3（液） + CO2（氣） = NH 4COO NH 2（液） NH 4COO NH 2= CO（ NH 2） 2（液） + H2O 工藝流程簡述 由造氣爐產生的半水煤氣脫碳后，其中大部分的二氧化碳由脫碳液吸收、解吸后，經油水分離器，除去二氧化碳氣 體中攜帶的脫碳液，進入二氧化碳壓縮機系統，由壓縮機出來的二氧化碳氣體壓力達到 16 19 Kg 后進入尿素合成塔。從合成氨車間氨庫來的液氨進入氨儲罐，經過氨升壓泵加壓進入高壓液氨泵，加壓至 20Kg 左右，經過預熱后進入甲胺噴射器作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進入尿素合成塔。 尿素合成塔內溫度為 186~190℃ ，壓力為 200Kg左右， NH 3/ CO2 的摩爾比和 H2O/ CO2 的摩爾比控制在一定的范圍內。合成后的氣液混合物進入一段分解，進行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段分解，進一步見混合物中 的氣相除去。凈化后的尿液依次進入閃蒸器、一段蒸發、二段蒸發濃縮，最后得到尿素熔融物，用泵輸送到尿素造粒塔噴灑器，經在空氣中沉降冷卻固化成粒狀尿素，并通過尿素塔底刮料機用運輸皮帶送往儲存包裝車間。 從一段分解、二段分解出來的氣相含有未反應的氨和二氧化碳，分別進入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被后面閃蒸、一段蒸發、二段蒸發工段冷凝下來的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵送入尿素合成塔；一段吸收后剩余