电厂脱硫工艺介绍

第一篇：电厂脱硫工艺介绍

电厂脱硫工艺介绍

氧化镁脱硫工艺介绍：

1、技术成熟：镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地非常突出，其中在日本已经应用了120多个项目，台湾岛的电站97%应用氧化镁法除硫，美国、德国等国家都已经广泛应用，并且目前在我国部分地区也广泛应用。

2、原料资源充足：我国是镁石储量大国，矿资源丰富，目前已探明的镁石储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量84.7%，其次是山东莱州，占总量10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。因此氧化镁***完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。

3、脱硫效率高：在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量比碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95~98%以上，而石灰/石膏的脱硫效率仅达到90~95%左右。

4、投资费用少由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，因此整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。

5、运行费用低：决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些，但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%；水电气等动力消耗方面：液气比是十分重要的因素，它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系统的运行费用。对石灰、石膏系统而言，液气比一般在15L/m3以上，而氧化镁在5 L/m3以下，这样轻烧氧化镁脱硫工艺就起到了大量节省资金。同时氧化镁脱硫的副产物具有回收价值。

6、运行可靠性：镁脱硫法相对于钙脱硫法的最大优势是脱硫系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统安全有效的运行，同时镁脱硫法PH值控制在6.0~6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总体来说，氧化镁脱硫法在实际工程中的安全性能拥有非常有利的保证。

7、综合效益高：由于镁脱硫法的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，回收利用价值很高。一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸。

8、副产物利用前景广阔。我们知道硫酸被称为“化学工业之母”，二氧化硫是生产硫酸的原料。我国是一个硫资源相对缺乏的国家，硫磺的年进口量超过500万吨，折合二氧化硫750万吨。另外硫酸镁在食品、化工、医药、农业等很多方面应用都比较广，市场需求量也比较大。镁法脱硫充分利用了现有资源，推动了中国循环经济的发展。

9、无二次污染常见的湿法脱硫工艺里面，不可避免的存在着二次污染的问题。对于氧化镁脱硫技术而言，对于后续处理较为完善，对SO2进行再生，解决了二次污染的问题。

第二篇：电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍

电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍

唐开永

（注册安全工程师、一级安全评价师）

1、流化床锅炉原理及影响脱硫效率的因素

流化床锅炉所采用的脱硫剂一般为石灰石(CaCO3)。锅炉床料大约90%是反应后的石灰石，2%左右是燃料，未反应石灰石和灰也分别占3%左右。新的石灰石进入炉膛后，在正常温度下去被作用燃烧，并释放出二氧化碳。燃烧过程中，燃料使石灰石硫化，其中的二氧化硫被石灰石吸收，石灰石也就转变成石膏。在石灰石燃烧阶段，石灰石的物理性能下降，容易被挤压成粉末，并由炉膛引风带走。如果燃料中的硫含量为2.5%或更大,则在燃烧过程中将产生足够的二氧化硫以使石灰石容易受到硫化。这样就加强了石灰石的物理性能，减少了由于石灰石被挤压成粉末而被抽出炉膛带来的石灰石损失。如果含硫量太低，就会增加这种由于研压造成的石灰石损失。为了保持适当的床料量和脱硫率，就必须加大石灰石投入量，以补偿这种损失。反应后石灰石(即硫酸钙)和一些未反应的过量石灰石在炉膛中被不断磨碎，然后离开炉膛，并在下游的烟气净化设备中被捕捉下来。脱硫剂投入流化床内受热分解产生CaO，在氧气含量充裕的情况下，CaO与燃烧中产生的SO2反应生成CaSO4，反应方程式下：

CaCO3=CaO+CO2 ①

CaO+SO2+1/2O2=CaSO4 ②

①式为煅烧过程，把石灰石煅烧成生石灰，是吸热反应；②式是硫酸盐化过程，把煤燃烧后产生的SO2通过与CaO、O2反应，而合成为CaSO4，通过此种方式达到脱硫的目的，这个反应为放热反应。流化床脱硫的效率受多方面的因素影响，但主要是以下几个方面：

(1)锅炉床温的影响。硫酸盐化反应的速度随温度的变化而变化，对流化床床温在850-900℃范围内脱硫效果最佳。50-900℃，石灰石与二氧化硫的反应速度会随着温度的降低而降低，使二氧化硫未能与氧化钙反应就被带出炉膛，如果要达到脱硫效果，就只有增加石灰石的投入量。这样不但使成本增加，同时也加大了底灰系统的负荷。

(2)钙硫比的影响。脱硫反应的钙硫摩尔比为1，但由于床内氧化钙和二氧化硫接触时间较短，二氧化硫的分压力低，而氧化钙颗粒表面反应生成的硫酸钙致密层又阻止二氧化硫与氧化钙进一步接触，所以氧化钙在脱硫反应中只有部分被利用。脱硫效率随钙硫比增加而增加，但增加得缓慢。对循环硫化床锅炉达到90%的脱硫效率所需钙硫比为1.5-2.0，鼓泡床需2.5-3甚至更高才能达到这样的脱硫效果。

(3)石灰石粒径的影响。有关实验表明，石灰石粒径对脱硫效率有影响，颗粒较小(小于0.5mm)的石灰石脱硫效果好，表现在脱硫反应维持的时间长。这是因为小颗粒石灰石能提供更多的外表面与二氧化硫进行反应。小颗粒硫酸盐化后，剩下的未反应核较小，石灰石利用率较高。石灰石粒径较大，剩下的未反应核较大，石灰石利用率较低。但粒径过小又会使石灰石在床内停留时间缩短，脱硫效率下降。对特定的循环流化床燃烧装置，采用特定的石灰石，应选用一个最佳的石灰石粒径，这要视石灰石的孔隙特性和分离器特性而定。以达到一个最佳的脱硫效率。如果石灰石颗粒太大，超过了300mm，综合起来有如下危害：

①石灰石耗量增加；

②锅炉床温高于正常值；

③降低炉膛传热，从而增大减温水水量，并提高了排烟温度；

④锅炉效率降低；

⑤底灰量超过设计值；

⑥为了床温恢复到正常值，不得不增大布风板的风量；

⑦由于燃烧空气的分级燃烧效应下降，并提高了排烟温度，使NOX生成量上升。

⑧加剧设备磨损。而如果石灰石太小，其结果也将使石灰石耗量上升，这是由于石灰石颗粒不能按照要求的停留时间在高温循环回路中进行循环。另一个不利影响就是飞灰系统和飞灰输送系统超负荷运行，同时由于未反应的石灰石在湿式除灰系统与水混合后产生大量的热，使除灰工作遇到困难。

(4)循环倍率的影响。脱硫剂在脱硫反应中只有部分被利用，对于循环流化床锅炉随着循环倍率的增加，石灰石在床内的停留时间加长，增加了反应时间，提高了石灰石的利用效率，从而提高了脱硫效率。

(5)其他因素的影响。脱硫剂在脱硫反应，不同种类的石灰石分解后产生的氧化钙孔隙直径分布是不一样的，小孔能在单位吸收重量下提供较大的空隙面积，但其如口处容易被硫酸盐堵塞，影响石灰石的利用率；大孔可提供向吸收剂内部的便利通道，却相比小孔隙直径的氧化钙反应表面有所减少。另外，煤质对脱硫效果也有影响，不同的煤质中碱金属、氧化钙含量不同，固硫能力也不相同。(含硫量较高的煤，脱硫性也较好)。

(6)某发电厂的石灰石系统运行中，出现了诸如石灰石缓冲仓因震打造成的缓冲仓法兰裂纹、输送空气管道堵塞等问题。这两样问题的出现对石灰石系统正常运行造成了一定的威胁，必须加以及时解决。后来，经过某发电厂技术人员的集体努力，通过加装法兰处橡皮膨胀节；输石空压机及干燥系统改造等方式，有效的解决了上述问题。

2、脱硫系统的组成及控制方式

脱硫系统通常包括脱硫剂的设备、厂外运输、厂内运输、炉前给料等几部分。这几个部分有机的配合在一起，成为连续、稳定的石灰石系统。该系统主要包括：

1、输石皮带，2、石灰石一级破碎机，3、输石皮带，4、石灰石颗粒仓，5、石灰石二级破碎机，6、气力输送仓泵，7、石灰石粉仓，8、石灰石输送绞龙，9、炉膛。

在某发电厂，石灰石开采后经一级破碎成小于25mm、平均粒径15mm石灰石颗粒，输送进入石灰石仓，然后在石灰石二级破碎机破碎成为小于1mm，平均粒径为500μm的颗粒，用力输送仓泵输送至石灰石粉仓。此粉仓的储藏量为48小时满负荷发电时的石灰石用量，最后再经过石灰石缓冲仓进入石灰石输送绞龙内，由专门的石灰石输送风机送入炉膛内(旋风分离器回料腿上)。由此进入炉膛后同煤一起燃烧。炉前给料也有采用机械系统的，如安装在锦州热电股份有限公司的75吨循环流化床锅炉的脱硫系统原理为，刮板给料机将石灰石由炉前石灰石送入循环灰入口管道，与循环物料一起进入炉膛(该炉实际没有脱硫系统)。石灰石的给料量应按一定的公式以及实际煤种、石灰石的情况来决定，加入过多或过少都对除硫或炉膛燃

烧产生影响，其给料量的大小应由如下公式决定：石灰石给料量=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/Xcaco3)×Bj其中Ca/S——石灰石中钙总量与煤中硫总量之比，Sar——燃煤含硫量，%Xcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含 量，%Bj——计算燃料量，Kg/h石灰石给料量通常采用单回路控制，根据设定的钙硫比(钙硫比通常由锅炉设计单位根据排放指标或脱硫效率，考虑影响脱硫效率的各种具体因素确定)、燃煤含硫量、锅炉负荷的变化调整石灰石给料量，考虑煤质、锅炉床温等因素的影响通过检测烟气中二氧化硫含量变化来校正石灰石的给料量。

3、脱硫系统改造需注意的问题

1、脱硫剂用量及粒径分布的确定

脱硫反应与脱硫剂的活性有很大的关系，应尽量选择活性较好的石灰石。影响最佳脱硫率的对应的石灰石粒径分布的因素是多方面的。锅炉制造厂、锅炉设计单位给出的分布不同，法国通用电气阿尔斯通公司认为d50=120-150μm；美国ABB-CE公司认为小于1mm，平均粒径500。针对我国煤种宽筛分特性，浙江大学热能工程系提出石灰石粒径为0-2mm，鼓泡床则应更大些。石灰石用量由钙硫比确定。在工业发达国家，因其环保要求很高，其钙硫比是按满足排放要求和脱硫率90%取严格值，某发电厂循环流化床锅炉是从芬兰引进的机组，其设计已按照脱硫率90%进行设计和设备制造。当然我国的排放标准同发达国家相比还有一定的差距，不区分燃煤含硫量一味满足90%的脱硫率是不合适的，因此建议钙硫比应取满足我国现行标准，同时考虑钙硫比的发达国家钙硫比标准，使用时考虑一定的富裕量。对于脱硫系统改造更应如此，因为脱硫系统改造，远锅炉在设计时可能没有考虑脱硫的影响，过多加入石灰石不仅影响燃烧，而且会增加排渣量和漂尘排放量，对除尘、除灰系统带来不利影响，还可能使漂尘排放超标。在1996年某发电厂循环流化床锅炉投产以来，为了起到真正的循环流化床锅炉示范的作用，一直坚持以脱硫率90%来确定钙硫比。锅炉的脱硫系统、除渣系统、除灰系统等经受住了这样脱硫率加入石灰石带来的考验，各个系统运转正常。

2、加入脱硫剂后对现有锅炉及辅助设备系统的影响

(1)在设计中不但要考虑加入石灰石带来的物理热和脱硫反应生成物带走的物理热损失，也应考虑煅烧反应的吸热和硫酸盐化反应的放热。可将石灰石加入后物理损失统一在q6损失中考虑，单独考虑脱硫反应热。此项由下面两部分构成，即：碳酸钙煅烧的热损失应下一个公式计算：qcaco3=(Bcaco3Xcaco3×1.83×10)/(Bj×Qar,net,p)%硫酸盐化放热损失”qcaso4=(Sar×ηm×1.5×104)/ 4 3

(Qar,net,p其中Bcaco3——石灰石的给料量，Kg/hXcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含量，%Sar——燃煤的含硫量，%Qar,net,p——燃料的低位发热量kj/kgBj——计算燃煤量，kg/ hηm——脱硫率，%)

(2)由上述公式我们可以知道，脱硫反应消耗氧。这必然使锅炉燃烧理论空气量增加。煅烧1mol碳酸钙产生1mol二氧化碳，反应中部分氧化钙吸收烟气中的二氧化硫，1mol氧化钙吸收1mol二氧化硫。总的来说，使烟气流量增加，对引风机，送风机的工作负荷产生了变化，这样就应该对引风机、送风机风量进行校核。

(3)脱硫反应的固体产物包括硫酸钙、氧化钙及石灰石中惰性物质。这些反应物增加了锅炉的排渣量、烟气中的含尘量，需要对分离器、回料装置、除尘器、除尘系统的容量进行较核，同时应考虑锅炉受热面的传热变化和磨损的问题，对引风机，送风机的压头也应进行较核。

(4)在某发电厂410T/h循环流化床锅炉除尘系统采用干式除尘系统，但在除灰到灰车上时，采用水来冷却及防止下灰时的环境污染，这样灰渣中的氧化钙遇水生成Ca(OH)2造成热污染，同时对除灰绞龙产生了较大的碱腐蚀，绞龙的使用年限教干除灰有所降低。在电除尘器，因烟气中二氧化硫的含量减少，使烟气比电阻变化，这样，就有可能使电除尘器的除尘效率下降。

3、脱硫系统的可能形式

采用气力输送系统布置灵活、可靠性高、便于控制、易于实现多点给料。但由于国内的流化床多是燃用劣质燃料，呈现宽筛分特性。即使是循环流化床，要求的石灰石的粒径也较大，这样气力输送不仅投资大而且能耗也高，尤其是炉前石灰石气力输送国产设备可靠性差，进口设备又价格昂贵。因此在进行脱硫系统改造或技术创新时，应考虑到脱硫系统的性价比。脱硫系统的种类有很多种，在选择石灰石的种类时，要本着经济实用的原则来进行，不能一成不变的照学其他电厂的石灰石情况，要根据自身的情况和煤及石灰石的情况来决定石灰石系统的安排及具体的设备等。在某发电厂循环流化床锅炉，使用的是气力输送系统，从1996年发电以来，出现过缓冲仓裂纹泄漏、石灰石入炉粉管堵塞等问题。但通过在缓冲仓法兰处加装橡皮缓冲膨胀节，较好的解决了因震打时造成的法兰连接处泄漏；通过对空压机的干燥系统的改造和空压机的改造，有效的解决了压缩空气带水的问题，也就解决了石灰石入炉粉管因带水而堵塞的问题。4 结束语

流化床锅炉脱硫系统的技术改造应贯彻安全、可靠、经济的原则，在充分考虑现有条件限制的同时，还要注意到改造对锅炉及其辅助设备系统的影响。脱硫系统的改造求全责备是没有意义的，应根据我国现有的环保标准、锅炉的运行水平，因地制宜选择适当的入炉方式、输送系统及控制方式，不应追求过高的脱硫效率和控制水平。改造首先选择在容量较大、运行稳定、燃煤含硫量较高的循环流化床上进行，这样可以用相对较小的投资和运行费用取得良好的环保效益。

第三篇：电厂脱硫工作总结

工作总结

一年以来，从我的工作职责方面，我很感激公司领导以及班组成员的扶持帮助，让我将在课本中学到的知识得以实践并学到了在学校里学不到的东西。这些功绩的取得与领导以及班组成员的帮助是分不开的作为项目部新的一名，面对从未接触过的脱硫巡检工作，一年多以来我时时刻刻力求严格要求自己，事事尽量力求身体力行，在实践中锻炼自己，在问题面前提高自己。

现将自己一年多的工作简单总结如下：

一：基本情况

作为项目生产运行的一员，敬业爱岗，以公司理念要求自己，诚信待人，踏实做事，服从领导安排，在班组遇到班组缺少人员时坚持在本职岗位上，努力工作，客服自身困难，认真仔细的巡检，不放过现场任何一个细小的设备缺陷，在发现问题的同时第一时间通报级组长，避免了设备重大事故的发生。始终以积极的心态对待工作。这一年多来，我深深了解到自己肩负着的重要使命，深感责任的重大。在职担任巡检的时候，也深感自己是安全生产的责任人，所以认真做好各项巡检记录义不容辞。巡检时，按时对所有设备进行巡检，并认真填写巡检记录，巡检过程中力求全面，不放过任何细节问题，若果发现问题及时向班组负责人反应。当班期间，及时完成相关的定期工作。平时工作期间都按照相关工作制度按时上下班与交接班，上下班期间力求做到不迟到，不早退，接班的过程中做到仔细认真，不了解的情况及时向当班同事详细了解清楚后方可接班，交班时将本班发生过的事情与发生在本班但没有及时处理到位的问题与接班人员全部交代清楚。非正常上班与学习班期间，充分利用时间学习各方面专业知识，把在工作中遇到的不懂的问题以及不是非常清楚的东西，及时向相关人员了解清楚。巡检上，认真做好相关设备启动前和运行中检查，包括球磨机的检查；称重皮带给料机的检查；斗式提升机的检查；振动给料机的检查；称重皮带给料机的检查；三个旋流器（石灰石旋流器，废水旋流器，石膏旋流器）的检查：脱水机的检查；真空泵的检查；还有另外搅拌器等设备的检查；工作中积极配合相关人员完成相关设备的启停操作。

二、工作中存在的不足之处

1.工作中最大的弱点当属是对专业知识掌握的不够透彻和全面，对所有运行数据的了解不够深入，简单来说只是将表面的运行数据罗列到各项报表中，对产生数据的原因和结果的由来分析不够透彻。

2、对设备的学习不够深入，知其然而不知其所以然，设备故障时，只是简单按照相关操作对于故障进行排除，并没有深入分析产生故障的原因。

3若说“技术”比作“智商”的话，那么“能力”就可比作“情商”，运行亦是如此，智商高就不见得情商高，因为技术是死的，能力是活的。工作一年的经验告诉我只有做到活学活用，才能更好地干好工作。

三、回顾过去，展望未来。

对于过去得与失，我会吸取有利因素强化自己工作能力，把不利因素在自己以后工作中排除，一年工作让我在成为一名合格职工道路上不断前进，我相信通过我努力和同事合作，以及领导们指导，我会成为一名优秀员工，充分发挥我个人能力。也感谢领导给我这一个合适工作位置，让我能为公司做出自己该有贡献。一年来我做得虽然还不够最好，但我相信在今后工作中，我还会继续不断努力下去，我相信，只要我在岗位上一天，我就会做出自己最大努力，将自己所有精力和能力用在工作上，相信自己一定能够做好！

今后要为自己制定出一套详细的，长久的学习计划，通过工作实践与理论知识相结合，认真钻研专业知识。工作中力求做到认真细致，不放过任何小问题，面对问题和数据时多想为什么，在反复思考的基础上能够举一反三。

四：对公司的建议：

1、希望公司加强对生产运行工作的管理。

2、安全设施能否更加完善、细致一些，设定设备误动保护措施，故障演习预案以及酸碱事故求援方案，防患于未然，更新传统的化学监督观念，变被动处置为主动预见预防。

总结工作不是为了应付工作，需要的是在总结中认识到自己存在的缺点和不足的地方并加以改正，在今后的工作中以此为戒，避免重复同样的错误的发生，才能不断提高和完善自己。

2014年6月24日彭鸿华

第四篇：合成氨精脱硫工艺介绍（小编推荐）

氨气合成工艺流程图

新乡中科化工合成氨工艺

煤„„

造气„„

净化除尘„„静电除尘„„

脱硫„„合成甲醇（CO+2H2-----CH3OH △H1 =651kj/mol 吸热）

CO置换„„

脱碳„„

精制气体„„

制取氨气„„

气体循环„„气体回收

1）予脱塔

原料气进入工段经过预脱塔先进行初脱硫。2）预热塔

用蒸汽加热到40-80℃，为接下来的水解塔工段进行做准备。3）水解塔

使用水解催化剂，脱出无机硫。在温度为320～350℃、压力为1.3～1.5MPa的条件下，在钴钼脱硫剂的作用下进行有机硫加氢转化反应及氧化锌吸收生成H2S ZnS，排入地沟。4）水冷器

水冷器是为使水冷却到常温，方便后一阶段的精脱硫。5）精脱塔

这个工段脱出的是有机硫，把最后残余的硫进行精脱，减少氨气中硫的含量。

经过这5个工段后，硫的含量小于0.06×10－6，甲醇催化剂寿命大大延长，减少更换甲醇催化剂，生产时间和能力大幅度提高。

用到的设备有预脱塔、预热器、水解塔、水冷器、精脱塔。

合成氨

氨

氨（Ammonia，旧称阿莫尼亚）是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名氨气，分子式为NH3，英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。

合成氨主要用于制造氮肥和复合肥料。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡

胶等都需直接以氨为原料生产。液氨常用作制冷剂。发现

德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下：

N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:“高温 高压”,下为:“催化剂”)合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

工艺流程

1.合成氨的工艺流程

(1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。

(2)净化 对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

① 一氧化碳变换过程

在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：

CO+H2O→H2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ

由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。

② 脱硫脱碳过程

各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。

粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。

一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。

③ 气体精制过程

经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。

目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分

以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下：

CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ

CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ

(3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下：

N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol

2.合成氨的催化机理

热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为：

xFe + N2→FexN

FexN +［H］吸→FexNH

FexNH +［H］吸→FexNH2

FexNH2 ＋［H］吸FexNH3xFe+NH3

在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。

3.催化剂的中毒

催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为：由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的成熟期。接着，催化剂活性在一段时间里保持稳定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。

催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如，对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。

4.我国合成氨工业的发展情况

解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。

近几年来，我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。

5.化学模拟生物固氮的研究

目前，化学模拟生物固氮的重要研究课题之一，是固氮酶活性中心结构的研究。固氮酶由铁蛋白和钼铁蛋白这两种含过渡金属的蛋白质组合而成。铁蛋白主要起着电子传递输送的作用，而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合N2或其他反应物（底物）分子，并进行反应的活性中心所在之处。关于活性中心的结构有多种看法，目前尚无定论。从各种底物结合物活化和还原加氢试验来看，含双钼核的活性中心较为合理。我国有两个研究组于1973—1974年间，不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型，能较好地解释固氮酶的一系列性能，但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化。

国际上有关的研究成果认为，温和条件下的固氮作用一般包含以下三个环节：

①络合过程。它是用某些过渡金属的有机络合物去络合N2，使它的化学键削弱；②还原过程。它是用化学还原剂或其他还原方法输送电子给被络合的N2，来拆开N2中的N—N键；③加氢过程。它是提供H+来和负价的N结合，生成NH3。

目前，化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是，N2络合了但基本上没有活化，或络合活化了，但活化得很不够。所以，稳定的双氮基络合物一般在温和条件下通过化学还原剂的作用只能析出N2，从不稳定的双氮络合物还原制出的NH3的量相当微少。因此迫切需要从理论上深入分析，以便找出突破的途径。

固氮酶的生物化学和化学模拟工作已取得一定的进展，这必将有力地推动络合催化的研究，特别是对寻找催化效率高的合成氨催化剂，将是一个有力的促进。生产方法

生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。

①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

③煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。

贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。

第五篇：电厂工艺流程图

电厂工艺流程图 煤场 斗轮机 锅炉原煤仓 火车 翻车机
输煤系统（包括输送机、输煤皮带、犁煤器等）

脱硝系统

除木器

碎煤机

静电除尘器 烟囱

空 气 入 口 滤 网

一次风机

暖风器

一次风空 气预热器

锅炉磨煤机

电站锅炉 脱硫岛 引风机

暖风器

送风机
暖风器

二次风空 气预热器 干渣机

暖风器

渣仓 冷却水塔

干除灰 系统 電網

晾水池 汽轮机 循环水泵 发电机 主变压器

其他工业用水 凝汽器 凝结水泵 高压加热器 给水泵 除氧器 低压加热器 除盐水泵

化学除盐水箱 江边取水站 补水泵 化学水处理系统

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