焦炉煤气回收氨
以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择
以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择景志林，张仲平（山西焦化股份有限公司，山西洪洞041606）2007-12-14山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。
公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目（二期工程）。
焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m3/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。
对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。
本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。
1 焦炉气配煤造气制合成氨的必要性焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。
单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。
必须补碳。
综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分（H2+CO）高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。
因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。
2 工艺生产路线概述将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m3以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO 和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至（1～3）×10－6，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。
煤气中氨的回收
8. 硫铵结晶冲洗热水温度；70-85℃
9. 硫铵成品每袋；50㎏±0.5㎏/袋
10.硫酸1300
12.煤气预热器阻力： ≦500pa
附：硫铵质量指标：
指标名称
一级品 二级品
含氮量％
>21％ >20.8％
水份 ％
≦0.3％ ≦1.0％
煤气脱氨及制硫酸铵(NH4)2SO4
用硫酸吸收焦炉煤气中氨生产硫酸铵按煤气中氨与硫酸母 液接触的方式不同分有三种：半直接法、间接法和直接法， 我公司的脱氨工艺为半直接法喷淋式饱和器制硫铵的工艺。
现在重点介绍半直接法制硫酸铵工艺，一般情况下生产硫 铵普遍采用的是喷淋式饱和器硫铵工艺。即将焦炉煤气首 先冷却至25~35℃，经鼓风机加压后，再经电捕焦油器除 去煤焦油雾，然后进入硫酸铵饱和器内与硫酸接触，氨被 硫酸吸收生成硫酸铵。
15—旋风分离器 16—热风机 17—空气加热器 18—冷风机 19—抽风机 20—视镜
饱和器下段上部的母液经母液循环泵连续抽出送至环形室喷洒， 吸收了氨的循环母液由中心下降管流至饱和器下段的底部，在此 晶核通过饱和介质向上运动，使晶体长大，并使颗粒分级。用结 晶泵将其底部的浆液送至结晶槽。饱和器满流口溢出的母液流入 满流槽内液封槽，再溢流到满流槽，然后用小母液泵送入饱和器 的后室喷淋。补水和大加酸时，多余的母液经满流槽至母液贮槽， 再用小母液泵送至饱和器。此外，母液贮槽还可供饱和器检修时 贮存母液之用。
按工艺要求净化焦炉煤气 多采用防腐耐酸的设备
硫酸铵的质量指标
硫酸铵的结晶区位于硫酸含量较低的区域，当温度为 60℃时，硫酸含量小于18.5％时，才有肯能得到硫酸 铵硫； 酸当的高含于量为391.98％.5时％，~3得9.9到％的时完得全到是的N也H4主H要SO是4；当 NH4HSO4 。
各种回收氨方法比较
摘要：详细介绍了目前应用较多的饱和器法生产硫铵弗萨姆法生产无水氨和水洗氨蒸氨和氨分解三种氨回收工艺的工艺流程，并对三种工艺进行了经济比较。
炼焦煤在焦炉干馏过程中，煤中的元素氮大部分与氢化合生成氨，小部分转化为吡啶等含氮化合物，他们随煤气从炭化室逸出。
氨的生成量相当于装入煤量的 0.25％～0.35％，粗煤气中的含氨量一般为6～9g/m3。
氨是化工原料，又是腐蚀介质，因此必须从焦炉煤气中脱除。
从煤气中回收氨有双重意义，首先可将氨制成化肥，其次从净化煤气的观点出发，在焦炉煤气回收粗苯之前，必须将煤气中的氨脱除，以防止以氨为媒介的腐蚀性介质进入粗苯回收系统而造成设备的严重腐蚀。
对于氨的脱除，目前我国广泛采用的有三种不同类型的工艺，即生产硫铵、无水氨和氨分解等工艺。
硫铵工艺所得硫酸铵的国家标准见下表。
硫酸铵的国家标准名称指标一级品二级品三级品氮含量（以干基计），％≮21 ≮20.8≮20.6水分，％≯0.1≯1.0≯2.0游离酸(H2S4O) ，％≯0.05≯0.2≯0.3粒度（60目筛余量），％≮75 －－颜色白色或微带颜色的结晶生产无水氨工艺所得的无水氨主要用于制造氮肥和复合肥料，还可用于制造硝酸、各种含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等。
此外，还常用作制冷剂。
氨分解工艺所产生的废气送入鼓风机前的吸煤气管道，但该工艺装臵无产品回收。
1 硫铵生产工艺生产硫铵是焦炉煤气净化工艺流程中回收氨的传统方法。
我国20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法鼓泡型饱和器生产硫铵，该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重，硫铵质量差，煤气系统阻力大。
在宝钢一期工程的建设中，我们引进了酸洗法生产硫铵工艺，它是由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。
与饱和器法相比，由于实现了氨的吸收与硫铵结晶分离的操作，以获得优质大颗粒硫铵结晶。
酸洗塔结构为空喷塔，煤气系统阻力仅为饱和器的1/4，煤气鼓风机的电耗可大幅度下降。
焦炉煤气氨气回收工艺完善的实践与应用探究
技术与检测Һ㊀焦炉煤气氨气回收工艺完善的实践与应用探究杨㊀刚摘㊀要：随着工业化进程的发展，化工企业以及化工民用用户对于焦炉煤气的需求也越来越高㊂为了确保焦炉煤气在正式投入使用过程中的安全性，需要在生产环节对其进行净化处理，确保将煤气中的有毒化学物质含量控制在合理范围内㊂所以文章从氨硫回收工艺入手，探讨在焦炉煤气净化系统中的具体应用的工艺技术，希望能够为推动焦化厂效益的科学化发展提供助力㊂关键词：焦炉煤气；氨硫回收工艺；实践与应用一㊁引言在煤气生产环节，焦炉煤气净化系统能够在提高产品质量上发挥重要作用㊂通过研究氨硫回收工艺技术的应用，能够帮助提高焦化厂的经济效益，也能够通过科学净化过滤有毒化学物质，为煤气使用的安全性提供保障㊂所以对氨硫回收工艺的具体应用进行探讨，对于相关化工行业来说有着极为重要的现实意义㊂二㊁绪论喷淋式饱和器法（如图１所示）在化工行业中的应用较为广泛，其工作原理是用硫酸与煤气里的氨气反应达到煤气净化的目的㊂这样操作的原因是从焦化厂煤气净化回收工序中运输过来的焦炉煤气只是经过了粗加工，在真正将其运输至化工工厂或者化工民用用户手中之前，还需要依靠焦炉煤气净化系统对其进行二次加工，以有效降低煤气中存在的有害化学物质的含量㊂由于煤在谈话室干馏加热的过程中会引发各种化学反应，从而产生大量的混合气体，混合气体中主要存在的成分有水蒸气㊁甲烷㊁苯族烃㊁氨气㊁氢气㊁焦油等，而混合气体中能够对人类身体和生态环境产生危害的成分报货一氧化碳㊁硫化氢㊁氰化氢等，所以在煤气进行正式使用之前，需要经由氨硫回收工艺对其进行有效净化提纯，降低有害化学物质的含量㊂图１ 喷淋式饱和器生产硫酸铵三㊁喷淋式饱和器法生产硫酸铵的工艺操作流程通过喷淋式饱和器的示意图可以看出，这个大型设备是由上下两个部分组成的，上部分为吸收室，下部分为结晶室㊂当煤气进行预热之后，气体开始进入设备吸收室中，并分散成两股气流，沿着设备内部的水平方向做环形流动，在这一过程中，煤气气体经过含有游离酸的循环母液进行喷洒，通过这样的操作来吸收焦炉煤气中含有的氨气㊂分散的两股煤气气体涌进饱和器的后室中，开始对其进行第二道工序的处理，其目的是进一步提取煤气中所包含的氨气㊂由于喷淋式饱和器的吸收室和结晶室是由降液管进行衔接的，所以吸收完氨气的循环母液通过降液管流到结晶室的底部，通过对其进行匀速搅拌，引起晶核克利分级的变化㊂在生产硫酸铵的过程中，循环母液需要在吸收室和结晶室中按照上述步骤不断流转，而生产出来的结晶通过离心机㊁干燥器等的加工之后，才算完成硫酸铵生产环节的全部步骤㊂四㊁氨硫回收工艺中生产硫酸铵的工作经验以及具体应用研究在喷淋式饱和器生产的过程中，通过上述分析可以看出这道工序看似简单，但是要想确保生产环节的稳定性和安全性，还需要生产人员能够具有较高的责任意识和严谨的工作态度，确保工作内容的有效落实㊂但是通过对生产工序现状进行观察可以发现，设备在使用的过程中可能会出现各种问题，需要对相关问题进行处理，以此来提高硫酸铵的生产质量㊂例如，煤气系统的阻力增大，造成这种问题的原因可能是因为预热器阻力变大，面对这种情况，设备检修人员可以将环形室中距离焦炉煤气入口最近的两个喷头转到反方向，并将喷头的角度进行调整，避免与其他喷头喷出的母液相撞；也有可能是因为喷淋式饱和器的出口煤气管道内壁结疤，造成阻力增加㊂这需要工作人员制订隔日中加酸的制度，当生产工作完成之后，需要对设备内壁进行全面冲洗，以此来有效控制饱和器的阻力㊂再如，硫酸铵在出料的过程中出现引风机出口飞料的现象，造成这种问题的原因可能是因为旋风分离器自动放料阀的操作不灵敏，无法自动打开，或者是因为流化床干燥机的筛面出现结疤堵塞的现象，这两种因素都会引发飞料现象㊂这都需要工作人员能够定期对设备进行清理，通过拆除自动放料阀并改换 ８ 字盲板㊁人工清除筛面以及底板积料㊁定期对环形室的垫片进行检修等操作来优化设备性能，降低生产过程中设备因素的负面影响，来提高焦炉煤气的净化效率，并在此基础上确保硫酸铵生产环节的工作质量得到有效保障㊂五㊁结语综上所述，焦炉煤气在正式投入使用之前还需要对其进行净化加工处理，确保煤气在运输至相关化工厂或者化工民用用户手里之前，其有毒化学物质含量被控制在合理范围内㊂在氨硫回收工作过程中，相关技术人员要能够意识到加强回收工序监管力度的重要性，并根据焦化厂现有工艺水准以及硬件配置来选用更加贴合企业发展状况的氨硫回收工艺技术㊂例如，通过运用喷淋式饱和器法完成硫酸铵的生产，实现对焦炉煤气质量的合理控制，在最大限度地提高企业经济收益的同时，为保护生态环境做出微薄贡献㊂参考文献：［１］姜洪远，蒋子琪，董斌，等．焦炉煤气脱硫脱氰废液的综合利用［Ｊ］．燃料与化工，２０１９，５０（１）：４３－４５．［２］吕鸿锐．日产１６０万ｍ ３焦炉煤气中硫㊁氰㊁氨回收工艺方案比较［Ｊ］．煤气与热力，１９９２（１）：６４．作者简介：杨刚，陕西黄陵煤化工有限责任公司㊂３７１。
第四章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
第四章煤气中氨和粗轻吡啶的回收在高温炼焦过程中，炼焦煤中所含的氮有10％～12％的氮变为氮气，约60％的氮残留于焦炭中，有15％～20％的氮生成氨，有1.2％～1.5％转变为吡啶盐基。
所生成的氨与赤热的焦炭反应则生成氰化氢。
这些含氮化合物在煤气初冷时，一些高沸点吡啶盐基溶于煤焦油氨水，沸点较低吡啶盐基几乎全部留在煤气中。
氨则分配在煤气和剩余氨水中。
初冷器后煤气含氨约4～6g/m3，氨是一种制造氨肥的原料，但合成氨工业规模很大，焦炉煤气中的氨回收与否对氨生产与使用的平衡影响不大。
不过焦炉煤气中的氨必须回收，因为焦炉煤气中含有水蒸气，冷凝液中必含氨，为保护大气和水体，含氨的水溶液不能随便排放；焦炉煤气中的氨与氰化氢、硫化氢化合，加剧了腐蚀作用，煤气中氨在燃烧时会生成氧化氮；氨在粗苯回收中能使洗油和水形成乳化物，影响油水分离。
为此，焦炉煤气中的氨含量不允许大于0.03g/m3。
目前，中国焦化厂炼焦时生成的氨主要通过生产硫酸铵，也有用磷酸吸收氨制取无水氨的工艺，因所得产品质量高，技术先进，得到应用和发展。
生产浓氨水工艺，因氨易挥发损失，污染环境，产品运输困难，此工艺在小型焦化厂仍有采用。
轻吡啶盐基的重要用途是做医药的原料和合成纤维的溶剂，在焦化厂粗轻吡啶盐基都是在生产硫酸铵的工艺中从硫酸铵母液中提取回收的。
第一节硫酸吸氨法回收煤气中的氨一、氨的性质和用途在常温常压下，氨是五色、有强烈的刺激气味的气体，密度为0.771kg/m3，比空气密度小。
氨容易液化，在常压下冷却至-35℃或在常温下加压至11.2MPa 时气态氨就液化成五色透明液体。
氨为易溶于水的气体，其水溶液呈碱性。
氨是一种重要的化工产品，也是氮肥工业、制造硝酸、生产铵盐等化工产品生产的重要原料。
二、硫酸铵生产的原料和产品用硫酸吸收煤气中的氨即可反应生成硫酸铵。
焦化厂生产硫酸铵不用纯硫酸，通常采用质量分数为75％～76％的硫酸，或质量分数为90%～93%的硫酸。
探讨焦炉煤气氨回收工艺装备技术升级改造
探讨焦炉煤气氨回收工艺装备技术升级改造摘要：基于某公司的氨处理工艺，为有效消除其弊端，实现产业结构的优化，有效利用我国知识产权技术，针对于氨回收工艺设备，对相关技术进行了升级改造，在通过净化之后，促使煤气含氨量极大减少，能将至每立方米60毫克，无水氨年产量可达到1720吨左右，年增产值可达到481.6万元左右，促使公司在获取经济效益的同时，亦能得到生态效益。
关键词：氨回收工艺；无水氨；焦炉煤气；技术升级改造引言：针对于炼焦煤，当处于焦炉干馏环节时，在一定条件下，氢化合物能与大多数氮元素发生反应，进而形成氨，煤中少部分氮元素可转化成含氮化合物，通过炭化室，伴随煤气一起流出。
在装入煤量中，生成的氨量可占到0.3%左右，在粗煤气中，一般而言，含氮量处于每立方米4克至每立方米10克之间。
对于氮而言，不但属于腐蚀介质，而且亦是化工原料，所以，需将焦炉煤气中的氨进行脱除。
1.基于氨回收工艺，改造前的弊端基于该公司以往煤气净化系统，对于煤气中氨的处理，主要基于蒸氨与水洗氨，以及包括氨分解工艺，具体而言，通过使用一定量的水，来煤气中的氨进行冲洗，之后提取水中的氨汽，最终将氨汽进行分解，分解成氢气以及氦气，随后流入空气中。
通过这样的方式，不但需要耗用较多的煤气，而且亦会消耗较大的动力，比如气力以及水力等，然而，并没有产生产品。
在使用氨分解工艺塔前，在煤气中，所含的氨量大概为每立方米6克，在经过洗氨之后，煤气中氨含量也是很高的，达到每立方米200毫克，基于净化之后的煤气，相比于含氨控制指标，也就是每立方米100毫克，明显大于指标的一倍。
相比于民用煤气而言，大约高出3倍。
这与绿色环保发展的要求是不相符的，而且缺乏一定的实用性。
2.改造氨回收工艺的意义现如今，在脱除烟气的过程中，将氨作为碱源，采用氧化氮以及SO2的工艺，已经得到了广泛的使用。
这主要是因为液态氨便于进行运输，在贮存上也较为方便，同时还可用作多种原料，比如食品原料，以及尿素原料等，基于此，在市场上，有着较好的应用前景。
无水氨生产工艺在焦炉煤气净化回收氨的应用实践
1 无水氨的生产原理无水氨的生产流程包括吸收、解吸、精馏三个部分，在磷酸溶液中需要第一步电离生成。
H2PO4，NH3与煤气中的氨可以形成稳定的磷酸二氢铵，在合理控制溶液摩尔比的基础上，煤气中的氨与部分磷酸铵生成磷酸氢二铵，在两种铵盐同时存在的溶液中，弗萨姆工艺流程中，将溶液的比例控制在合理的范围内进行生产制备，将磷酸二氢铵与煤气中的氨反应制成磷酸氢二铵。
1.1 吸收过程首先，煤气中的氨与磷酸溶液发生反应，形成磷酸二氢铵，当磷酸二氢氨转化为稳定的氢二铵，与溶液中的氨进行反应，并且继续与煤气中的氨反应形成磷酸氢二氨，进行系统吸收和进一步的化学反应。
1.2 解吸过程磷酸二氢铵的化学性质较为稳定，在加热的过程中，磷酸氢二氨分解释放出氧气，并转化为磷酸二氢铵，随着温度的升高，并且分解出来氨，分解后的氨气与水蒸气混合，冷凝进入精馏塔原料槽，完成解吸过程。
1.3 精馏过程蒸馏的过程利用了水和氨的沸点不同的特性，根据水与氨的沸点相差较大的原理，实现二者的分离，利用氨更容易挥发这一特性，在同样的温度下。
气态中的氨浓度比液态中的氨浓度要大很多，在精馏塔中，水蒸气冷凝形成液态水，液态的氨热化变为气态，在塔板的不断累积后，最终在精馏塔塔顶得到浓度较高的氨气，从而实现了氨气的生产。
2 无水氨的生产因素2.1 温度在煤气的脱硫过程中，HPF湿法在脱硫的过程中导致煤气的温度上升，煤气出入系统的温差可达5度，只有煤气的温度低于42℃时，才符合无水氨工艺的要求，进入吸收塔后煤气温度不得低于42℃，溶液系统温度越高，氨在溶液中承受的压力越大，磷酸与氨的融合效率越低，直接导致含氨指标不达标，甚至产生系统平衡失调，溶液温度与煤气温度失去控制，系统发生紊乱甚至生产事故。
2.2 溶液的摩尔比弗萨姆装置在制取的过程中主要通过控制磷酸二氢铵与磷酸氢二铵的比例，保持良好的系统循环，维持整个制备系统的稳定，通过气体的不断循环与更新，将摩尔比控制在一定的范围内，对煤气中的氨进行回收，当摩尔比高于1.4时，溶液中的磷酸氢二铵含量会较多，磷酸二氢铵含量较少，氨不能被及时吸收，当摩尔比低于1.2时，从能耗比的角度考虑，需要更多的蒸汽去解吸磷酸二氢铵中的铵离子，成本较高，生产周期较长。
焦炉煤气脱氨的工艺设计
焦炉煤气脱氨的工艺设计
焦炉煤气脱氨是指将焦炉煤气中的氨气去除，以防止氨气对环境造成污染。
下面是一个可能的工艺设计方案：
1. 初步处理：将焦炉煤气先通过除尘器进行除尘处理，去除其中的颗粒物和灰尘。
2. 脱硫处理：将焦炉煤气送入脱硫塔，通过注入氨水或碱性溶液来吸收煤气中的硫化氢和二氧化硫。
脱硫塔内同时也会吸收一部分氨气。
3. 进一步脱氨：将脱硫后的煤气送入脱氨塔，通过在塔内喷淋硫酸或酸性溶液，来吸收煤气中剩余的氨气。
吸收液中的氨气会与硫酸反应生成硫酸铵。
4. 氨气回收：将吸收液送入氨气蒸发器进行蒸发，得到氨气和浓缩后的硫酸。
氨气经过冷却和压缩，可回收利用，用于其他工艺或部分回收到焦炉煤气中。
5. 产品处理：从氨气蒸发器中得到的浓缩硫酸可以进行中和处理，以稀释到合适的浓度后进行后续处理或回收利用。
需要根据具体情况来确定工艺参数，例如处理能力、吸收液的浓度、吸收塔的塔高等。
同时需要考虑操作和维护的便捷性，以及处理后废液的处置方式等。
焦炉煤气中氨回收工艺设计
22000 m3/h焦炉煤气中氨回收工艺设计The Process Design of Ammonia Recovering from22000m3/h Coke Oven Gas目录摘要 (1)Abstract. ......................................................................................................................................................... I I 引言 . (1)第一章综述 (2)1.1氨的来源 (2)1.2氨的回收 (2)1.3氨的回收工艺 (2)1.3.1浓氨水工艺 (2)1.3.2弗萨姆(Phosam)无水氨法 (3)1.3.3氨分解工艺 (3)1.3.4硫铵工艺 (3)1.4鼓泡式饱和器法 (6)第二章工艺流程 (7)2.1鼓泡式饱和器法回收氨的工艺流程 (7)2.2饱和器法回收氨的影响因素及控制 (8)2.2.1预热器后的煤气温度 (8)2.2.2母液温度 (9)2.2.3母液酸度 (10)2.2.4母液的循环搅拌 (10)2.2.5母液中的结晶浓度（晶比） (11)2.2.6结晶槽中结晶层的厚度 (11)2.2.7离心分离和水洗 (11)2.2.8沸腾干燥器的操作 (12)2.2.9母液的净化处理 (13)第三章物料衡算和热量衡算 (14)3.1饱和器的物料衡算 (14)3.1.1饱和器的氨平衡和硫酸用量计算 (14)3.1.2饱和器的水平衡计算 (15)3.1.3饱和器内最低温度和最适宜温度的确定 (16)3.2饱和器的热量衡算 (17)3.2.2输出热量 (20)第四章饱和器的计算 (23)结论 (27)致谢 .............................................................................................................................. 错误！未定义书签。