氮肥厂五步造气法详解讲解
制氮工艺流程
制氮工艺流程制氮是一种重要的化工工艺，用于生产高纯度的氮气。
氮气在工业生产中有着广泛的应用，例如用作保护气体、惰化气体、氧化反应的稀释气体等。
制氮工艺流程是通过分离空气中的氮气和氧气，从而得到高纯度的氮气。
下面将介绍制氮工艺的流程及其关键步骤。
1. 空气净化制氮工艺的第一步是对空气进行净化。
空气中含有大量的杂质和水汽，这些杂质和水汽会对制氮过程产生影响。
因此，需要通过过滤和干燥等方式对空气进行净化处理，去除其中的杂质和水汽。
2. 空气分离经过净化处理的空气进入空气分离装置，通过压缩和冷却等方式将空气中的氮气和氧气分离出来。
空气中的氮气和氧气分子大小不同，因此可以利用它们在不同温度和压力下的沸点差异进行分离。
通常采用的是制冷压缩空气分离工艺，通过多级压缩和冷却，将空气中的氮气和氧气分离出来。
3. 氮气纯化分离出来的氮气并不是高纯度的氮气，还需要进行进一步的纯化处理。
氮气纯化通常采用吸附法或膜分离法。
吸附法是利用吸附剂对氮气和氧气的吸附性能不同，通过循环吸附和脱附，将氮气中的氧气去除。
膜分离法则是利用特殊的分离膜对氮气和氧气进行分离，通过膜的选择性透气性，将氮气和氧气分离开来。
4. 氮气储存经过纯化处理的氮气可以直接用于工业生产，也可以进行储存。
氮气储存通常采用高压气体储罐或液氮储罐，将氮气压缩或液化储存起来，以备后续使用。
以上就是制氮工艺的主要流程及其关键步骤。
通过空气净化、空气分离、氮气纯化和氮气储存等步骤，可以得到高纯度的氮气，满足工业生产的需求。
制氮工艺在化工行业有着广泛的应用，为工业生产提供了重要的气体资源。
氮肥厂五步造气法详解
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煤的化学性质：
1、水份 固体燃料的水份以三种形式存在即吸附水、游离水和化合水。 煤里的水份含量多少与煤化（即煤腐殖化）程度有关，煤化程度越低则煤 里的水份就越高，煤的质地就越致密，这种水份称之为物理吸附水或固有 水份；煤的外在水份（附着水份）是指地下水和雨水附着在煤上的水份。 煤的外在水份和分析取样水份之和称为煤的全水份。煤的化合水份（结合 水份）在煤中是以结晶水形式存在的，与煤化程度无关，即使加热到100℃ 化合水也不会析出。 2、挥发份 在一定温度下干馏（隔绝空气）析出的气体（碳氢化合物）， 在气化过程中能分解变成氢气、甲烷以及焦油蒸汽等。它与煤化程度有关 煤化程度越低挥发份越高，含量少的1~3%，多的达50%以上，一般来讲挥 发份高的煤粘结性较强，挥发份低的煤粘结性较差，挥发份较高的燃料其 机械强度、热稳定性一般都比较差。 3、灰份 固体燃料完全燃烧后所剩余的残留物，灰份主要的组分为二氧化 硅、三氧化二铝、四氧化三铁、氧化钙、氧化镁等物质，这些物质的含量 对灰熔点有决定性影响。固定层煤气炉一般要求燃料的灰份含量不超过 30%，灰份含量过高，相对地减少了有效碳使煤的发热值降低，而且在燃 烧或气化过程中会妨碍气化剂与碳的接触，影响气化剂的扩散，同时降低 了燃料的化学活性，灰份含量过高时不仅使气化条件复杂化，还加重了排 灰机械的负荷，使设备磨损加剧。
富 氧 空 气 与 蒸 汽 混 配 器
上吹制气阶段 流程：水 蒸汽和加氮空气—煤气 炉底部—燃料层—炉
26#循环污水 吹风气去集中回收 煤气去洗气塔
锅炉给水总管
8
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三、煤气炉制气工艺的理论基础：
1、煤气制造的方法很多，典型的有：固定层间歇气化法（分为常
生产氮气的工艺流程
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氮气的制造方法及装置
氮气的制造方法及装置氮气是一种广泛应用于各个领域的气体，其制造方法和装置也是非常重要的。
本文将详细介绍氮气的制造方法以及相关的装置。
一、氮气的制造方法氮气的制造方法主要有以下几种：1. 空气分离法：利用空气中氮气和氧气之间的差异性，采用分子筛吸附和膜分离等技术对空气进行分离，从而得到纯净的氮气。
这种方法是目前最常用的氮气制造方法之一。
2. 液氮法：利用液态氮气的沸点低于空气中其他气体的沸点，将空气冷却至低于液态氮气的沸点，从而使氮气液化并分离出来。
3. 化学法：利用化学反应生成氮气。
例如，通过加热铵盐，可以使其分解为氨气和氮气，再通过吸附和分离等方法将氮气分离出来。
二、氮气的制造装置氮气的制造装置根据不同的制造方法也有所不同。
下面分别介绍几种典型的装置。
1. 空气分离装置：空气分离法是最常用的制造氮气的方法之一。
其主要装置包括压缩机、冷却器、分离器、吸附器、膜分离器等。
压缩机将空气压缩至一定压力后送入冷却器中，冷却器将空气冷却至一定温度后送入分离器中，分离器通过分子筛吸附或膜分离等技术将空气中的氮气和氧气分离出来，再通过吸附器将剩余的氧气吸附掉，最终得到纯净的氮气。
2. 液氮装置：液氮法是一种较为简单的制氮方法，其主要装置包括液氮罐、冷凝器、分离器等。
液氮罐中先放入一定量的液态氮气，然后将空气通过冷凝器冷却并升华，将氮气液化分离出来。
3. 化学反应装置：化学法制氮气的装置相对比较简单，主要包括加热器、反应釜、分离器等。
将铵盐放入反应釜中，加热至一定温度后发生分解反应，生成氨气和氮气混合物，再通过分离器将氮气分离出来。
氮气的制造方法和装置各有特点，根据不同的应用场合可以选择不同的制造方法和装置。
通过不断的技术创新和改进，氮气的制造方法和装置也在不断完善和提高，以满足不同行业的需求。
化肥厂生产过程及工艺流程
化肥厂生产过程及工艺流程煤制合成氨、尿素C+ 0.5 O2 →COC+ O2 →CO2CO + H2O→CO2+ H2H2+N2→NH3CO2 + 2NH3 →CO (NH2)21 全厂流程简介2 过程工艺描述（1）水煤浆气化制合成气装置由水煤浆制备工序来的水煤浆送入煤浆槽储存待用。
浓度约为63％的水煤浆通过煤浆给料泵加压输送到气化炉顶部工艺烧嘴，并与空分装置来的纯氧分别进入气化炉在6.5MPa(G)，约1400℃工艺条件下，水煤浆与纯氧进行部分氧化反应，生成粗合成气。
反应后的粗合成气和溶渣进入气化炉下部的激冷室。
在激冷室中，粗合成气经冷却、洗涤，将粗合成气中的大部分碳黑洗去，并和粗渣分开。
出激冷室的粗合成气直接进入文丘里洗涤器和碳洗塔进一步洗涤，除去粗合成气中残留的碳黑，然后将水蒸汽／干气比约1.3～1.5的合成气送至变换工序。
溶渣被激冷室底部通过破渣机进入锁斗，定期排入渣池，渣池设有捞渣机将粗渣捞出，装车运往园区免烧砖项目。
渣池中含细渣的灰水通过渣池泵送至真空闪蒸器。
碳洗塔的液位通过控制进入塔内的灰水量来维持，碳洗塔内的黑水分两股排出，一股黑水去高压闪蒸器；另一股由灰水循环泵送至气化炉也进入高压闪蒸器，黑水经减压，闪蒸出黑水中溶解的气体并通过变换冷凝液加热器回收闪蒸汽的热量，通过高压闪蒸分离器，闪蒸出的气体至变换或火炬，水送入脱氧水槽。
（2）净化装置a. 变换变换工序主要反应式为：COS+H2O——CO2+H2S+QCO+H2O——CO2+H2+Q由气化送来粗煤气经煤气水分离器分离掉少量的冷凝液及灰尘后，经中温换热器温度升高至250℃，进第一中温变换炉。
第一中温变换炉分上、下两段，炉内装有两段三层耐硫变换触媒，层间配有煤气激冷管线调温，出第一中温变换炉变换气CO含量为24％(干)，温度为420℃左右。
变换气经中温换热器降温后进淬冷器，用本工段产生的高温冷凝液淬冷至240℃，然后进入第二中温变换炉，炉内装有两段耐硫变换触媒，出口变换气CO浓度为4.0％(干)，温度为358℃左右，进入中变废热锅炉，产生1.0MPa(G)的低压蒸汽，使变换气温度降温进入低温变换炉，低温变换炉装两段耐硫变换触媒，出口变换气CO浓度为1.0％(干)，温度升至为222℃左右，进入低变废热锅炉，产生0.4MPa(G)的低压蒸汽，变换气温度降至163℃；经第一水分离器分离出冷凝液后的变换气进入锅炉给水加热器，温度降至140℃，然后进入脱盐水加热器温度降至70℃、进变换气水冷器温度降至为40℃，进水洗塔，在塔底进行气液分离后，气体经塔顶40℃洗涤水洗涤除去NH3后送至甲醇洗工段。
造气炉吹风新工艺
造气炉吹风新工艺0 前言近年来氮肥企业对造气工序的设备作了大量的技术改造工作，如炉膛扩径改造，三气余热回收，半水煤气显热回收，提高蒸汽入炉温度，管线及阀门等改造，同时也提出了优化的操作方法，而造气炉的入炉空气始终没有改变。
结合氮肥企业的许多低温余热没有利用的情况，笔者提出了热态空气吹风入炉的工艺。
1 现有吹风工艺在氮肥企业中，煤气发生炉在制取半水煤气时，操作过程一般为吹风、上吹、下吹、二次上吹、吹净五个阶段。
在这五个工作阶段中的吹风、吹净是要向煤气发生炉内吹入空气，其途径为：鼓风机—→空气总管—→空气支管—→煤气发生炉2 热空气吹风工艺在现有的风机总管上加设热风器，将空气加热到100～150 ℃，再进入煤气发生炉内。
其途径为：鼓风机—→热风器—→空气总管—→空气支管—→煤气发生炉在热空气吹风系统设计时，应遵循如下原则：①保证安全稳定运行。
②确保系统的阻力在合理范围之内。
当安装热风器后，系统阻力增加了30mmH2O（0.294kPa）左右，新增加后的阻力完全在鼓风机所能克服的阻力范围之内。
③对煤气发生炉的影响。
将空气加热到100～150℃不会影响煤气发生炉的正常制气。
3 热风器的几种加热形式3.1 吹风气热风器煤气发生炉制气过程中，在吹风阶段时，有300～400℃的吹风气将从煤气发生炉中排出，有的厂家将部分吹风气进入三废燃烧炉里进行燃烧，回收其余热，有的厂家将这部分吹风气直接排到空气中，即造成能源的浪费又污染环境。
在没有设吹风气余热回收的厂家，可以利用这部分余热作为热风器的热源，将鼓风机来的空气加热到100～150℃，再入煤气发生炉内燃烧（见图1）。
本热风器的特点：3.1.1 本热风器的工作原理属于气－气换热，为了提高热风器的换热效率，换热管采用翅片管。
3.1.2 吹风气和空气两种介质的换热面，都应加上翅片。
在普通的换热管很难达到换热管的两侧都加翅片，而热管就能很好地解决这个问题。
3.1.3 热管的工作原理热管由管壳、工作介质组成，其工作原理是利用封闭的管内抽成真空，用工作介质的沸腾吸热和冷凝放热来完成热交换的过程（见图2）。
空分制氮工艺流程简述
空分制氮工艺流程简述
内容:
空分制氮工艺主要包括空气压缩、空气净化、低温空分和回热等几个步骤。
1. 空气压缩:利用压缩机将空气压缩到一定压强,同时空气温度升高。
2. 空气净化:将压缩后的空气经过过滤除尘、油分离和干燥,除去杂质。
3. 低温空分:经净化的空气进入热交换器进行预冷却,再进入冷却塔内进行低温空分,分离出液氮和液氧。
4. 回热:从冷却塔顶端取得的氮气和余气,在热交换器中回收冷量,然后输出。
5. 液氮经过蒸发器气化后,也在热交换器中回热,然后作为产品氮气输出。
通过该工艺,可以有效分离空气中的氮气和氧气,获得高纯度的氮气产品。
氮肥制造原理
• 气态烃及轻油转化:有三种方法 –1、热裂解法：CH4----C+2H2-Q
原料气制备2---气态烃及轻油转化
• 无催化剂时,需在1100-1300度条件下反应。
–2、部分氧化法:CH4+1/2O2→CO+2H2+Q
• 有催化剂950度，无则需1300度反应，且要制O2
–3 、蒸汽转化法 : 也包括蒸汽的转化反应和 CO的变换反应。
• 上述反应中，1molCO生成1molH2,所以，半水煤 气中CO 也是合成氨的有效成分。此外，还伴生 成少量甲烷的副反应。C+2H2----CH4+Q
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• 根据煤在气化炉内的运动方式，煤的气化大致 可以分为如下四个类型： • 固定床间歇气化法：用水蒸气和空气为气化剂， 交替通过固定的燃料层。 • 固定床连续气化法：用富氧空气（或氧化）与 水蒸气混合作气化剂，并连续通过燃料层使燃 料气化，克服交替作用操作复杂的缺点。 • 沸腾床气化法：用富氧空气（或氧化）与水蒸 气混合作气化剂，并连续通过燃料层，并使固 体粒状燃料呈沸腾状态而气化。 • 气流床气化法：用氧气和蒸气混合气为气化剂， 在高温下与粒度小于0.1mm粉煤并流气化，灰 渣以熔融态排放，煤气中的有效气（H2+CO） 可高达80-85%.
第一节 氨的合成原理一来自自然界中分子氮的固定：– 1、闪电：通过放电直接使氮氧化，这早已由 Cavendish于1766年实验室用电火花击穿两种 气体的混合物得到证实，人们很早就以此为 原理进行氮的工业化生产。即电弧法。
• N2+O2---- NO----NO2 • NO2+H2O----2HNO3+NO • 大约每年因闪电随雨水降下来的氮平均为10公斤/ 公顷左右。
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⑷煤的物理性质 1、热稳定性 又叫抗热强度，可以理的性质，该性质除了与煤形成年代有关外，主要与 煤化程度有关。 2、机械强度 指煤破碎的难易程度，一般来说，煤的机械强度与 煤的形成年代有关，年代愈久，强度愈大。机械强度差的煤其热 稳定性必然也差。 3、灰熔点 在气化炉内煤中所含的灰份达到一定的温度时就会出 现变形、软化和熔融状态(t)，当固体灰份变为液态时达到的温度 就叫灰熔点。 煤的灰熔点是影响炉内工况好坏和温度高低的主要因素之一。灰 熔点低，气化层温度不能太高，否则会造成炉内结大块，使炉床 阻力不均，严重时会造成气化炉不能正常生产下去，因此煤的灰 熔点越高越有利于提高气化效率，有利于高产低耗。
合成氨造气生产基础知识
三化第一造气车间王太平 2012.5.18
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一、合成氨概况： 1904年~1908年哈柏氏研究了氨的平衡反应，并得出反应平衡关
系，同时由波士协助解决了机械问题开始了工业合成氨的生产， 1913年4月在德国奥堡建立了世界第一个合成氨厂。合成氨是在 高温高压下将空气中的氮和用不同方法得来的氢化合制成氨。 1、氨的合成反应 3H2+N2=2NH3+Q 2、碳铵反应 NH3+H2O+CO2=NH4HCO3+Q 3、尿素反应 2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O+Q 4、甲醇反应 2H2+CO=CH3OH+Q 3H2+CO2=CH3OH+H2O+Q 氨的主要性质：在常温常压下有刺激性臭味的无色气体、有毒、 比重0.596.易溶于水并放出热量，燃烧呈黄色火焰。 4NH3+3O2=2N2+6H2O 在有水存在时，氨对铜及铜合金有较强的化学腐蚀作用。（氨用 阀门、仪表不用含铜的）
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二、合成氨原料气的生产----半水煤气的制造： 所谓造气就是用气化剂对固体或其他原料进行热加工的过程，其生成物为可燃性气 体（煤气）。固体燃料为各种煤和焦炭；气化剂有空气、富氧空气、氧和水蒸汽、 CO2。进行气化的设备称为煤气发生炉。 固体燃料气化生成的煤气可分为： 1、空气煤气：以空气为气化剂制的煤气。 2、混合煤气：以空气和适量水蒸汽混合为气化剂制的煤气。 3、水煤气：以水蒸汽为气化剂制的煤气。 4、半水煤气：是以空气（或富氧空气）和适量的水蒸汽为气化剂制取的符合 （H2+CO）/N2＝3.1～3.2的煤气。（混合煤气的特例） 造气生产路线按原料不同可分为： 1、气体——以天然气为造气原料。 2、液体——以重油为造气原料。 3、固体——以块煤（焦炭）或以粉煤为原料制成的型煤。 我厂使用的是固体燃料制气。 可用于气化的固体燃料有：1、无烟煤 2、粘结性烟煤与不粘结性烟煤（包括贫煤、 炼焦煤、气煤、气焰煤、肥煤、焰煤） 3、褐煤 4、木质褐煤 5、泥煤 6、由粘结 性烟煤或不同结焦性能的混合煤制得的焦炭和半焦，以及从褐煤制得的半焦 7、由 粉煤制成的型煤 8、碳化煤球等 我厂根据目前的现状主要以使用型煤为主，无烟块煤与焦丁为辅。 造气车间的任务就是生产合格的（氢氮比符合合成氨要求的）半水煤气。
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4、硫份 煤中的硫份在气化过程中转化为含硫气体，不仅腐蚀设备管道，而且使催 化剂中毒。
5、固定碳 固体燃料中除去灰份、挥发份、水份和硫份以外，其余可燃性物质称为 固定碳，它是固体燃料中的有效物质。 6、矿物质 煤中除了在工业分析和元素分析中的成分外，还有微量的矿物质成分， 这些矿物质在氧化区内完成高温转化，变成由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、 MgO、Na2O、K2O等。有些物质对于气化反应都是有害物质，含量越少越好。煤经 过气化后重量减轻为原来的1/4左右，若是排出的炉渣中只有灰无渣，则表明气化炉 失常。 7、化学活性 煤的化学活性也称为反应能力，是指煤与气化剂中氧、蒸汽或二氧化 碳等相互作用的反应（还原气化剂的能力，气化剂被还原的数量愈多表示其化学活 性愈好，通常是以CO2在一定温度和一定时间下通过一定厚度的煤层后转化为CO的 百分率来表示）。煤的化学活性是随着比重和粘结性的增大而提高；随着气孔率和 表面积的增大而提高；随着焦化程度的降低而提高；煤化程度越低活性越高；气化 温度越高（T3以下）活性也越高。在气化炉内，煤的化学活性的增高不仅表现在 CO2和蒸汽的还原系数的升高，而且表现在碳消耗量的增加，也就是煤气的产量与 质量均会得到提高，随着碳的燃烧，最初燃料的化学活性不断提高达到最大值而迅 速下降，这是因为反应物表面灰化而使气化剂不易与燃料中的碳接触的原因。 此外还有燃料的成渣性能、发热量等。
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煤的化学性质：
1、水份 固体燃料的水份以三种形式存在即吸附水、游离水和化合水。 煤里的水份含量多少与煤化（即煤腐殖化）程度有关，煤化程度越低则煤 里的水份就越高，煤的质地就越致密，这种水份称之为物理吸附水或固有 水份；煤的外在水份（附着水份）是指地下水和雨水附着在煤上的水份。 煤的外在水份和分析取样水份之和称为煤的全水份。煤的化合水份（结合 水份）在煤中是以结晶水形式存在的，与煤化程度无关，即使加热到100℃ 化合水也不会析出。 2、挥发份 在一定温度下干馏（隔绝空气）析出的气体（碳氢化合物）， 在气化过程中能分解变成氢气、甲烷以及焦油蒸汽等。它与煤化程度有关 煤化程度越低挥发份越高，含量少的1~3%，多的达50%以上，一般来讲挥 发份高的煤粘结性较强，挥发份低的煤粘结性较差，挥发份较高的燃料其 机械强度、热稳定性一般都比较差。 3、灰份 固体燃料完全燃烧后所剩余的残留物，灰份主要的组分为二氧化 硅、三氧化二铝、四氧化三铁、氧化钙、氧化镁等物质，这些物质的含量 对灰熔点有决定性影响。固定层煤气炉一般要求燃料的灰份含量不超过 30%，灰份含量过高，相对地减少了有效碳使煤的发热值降低，而且在燃 烧或气化过程中会妨碍气化剂与碳的接触，影响气化剂的扩散，同时降低 了燃料的化学活性，灰份含量过高时不仅使气化条件复杂化，还加重了排 灰机械的负荷，使设备磨损加剧。