无水氨工艺介绍

1、宝钢工程技术集团有限公司宝钢工程技术集团有限公司 焦化部焦化部2012.5.8南钢焦化厂南钢焦化厂焦炉煤气脱氨生产无水氨项目焦炉煤气脱氨生产无水氨项目方案汇报方案汇报-2- 提纲提纲一、无水氨工艺流程一、无水氨工艺流程二、无水氨工艺特点二、无水氨工艺特点三、无水氨与硫铵工艺对比三、无水氨与硫铵工艺对比四、技术创新成果及优势四、技术创新成果及优势五、应用业绩五、应用业绩六、改造方案六、改造方案-3-一、无水氨工艺流程 用磷酸吸收法吸收煤气中的氨，其原理是利用磷酸中的三个氢原子，在水溶液中可被氨离子逐步取代，形成磷酸铵溶液，利用磷酸一铵和磷酸二铵之间的转化，通过低温吸收高温解吸，实现煤气中氨的吸收

2、和回收，其反应式如下： 磷酸吸收氨制取无水氨包括三个主要过程，即用磷酸一铵吸收煤气中的氨生成富液、吸氨富液解吸成浓氨水和浓氨水精馏生成无水氨。-4- 含氨煤气进入氨吸收塔，与塔顶喷洒的贫液逆流接触，吸收塔为三段空喷塔，设置循环泵以保证一定的喷淋密度，在下段约有95%的氨被吸收，在上段用贫液进一步吸收氨，使脱效率达到99.4%以上，塔顶喷洒的贫液NH3/H3PO4摩尔比为1.2 ，塔底得到的富液摩尔比为1.75，连续抽出一定量的富液去解吸系统。 含氨富液在解吸之前，需经脱焦油和脱酸，以防后续设备堵塞和腐蚀，富液用泵送入除焦油器中，利用空气悬浮形成的气泡除去焦油和萘，干净的富液靠重力流入溶液槽，被

3、气泡浮起的焦油和萘流入焦油槽送到配煤工段，除焦油后的富液用泵送往贫富液换热器，与热贫液换热温度达到123进入接触器，富液在接触器内闪蒸脱除其中的酸性组分，酸汽返回到吸收塔前煤气系统 。-5- 除酸后的富液用泵加压送入解吸塔，在进解吸塔之前，富液在解吸塔冷凝冷却器中与热氨汽换热升温到178，解吸塔在1.3MPa下操作，塔底通入1.6MPa直接蒸汽，富液中的氨被解吸出来，脱氨后的贫液经贫富液换热器与富液换热进行初步冷却，再经贫液冷却器用循环水进一步冷却至70左右，返回到吸收塔循环使用，解吸塔顶逸出的氨汽经冷凝冷却在供料槽中形成泡点状态下的浓氨水，加入一定量的NaHO溶液，与残留在氨水中的酸性组分生

4、成相对稳定的钠盐，以避免精馏塔的腐蚀并确保产品的质量。 供料槽中的浓氨水，用泵送入精馏塔，精馏塔在1.5MPa压力下操作，塔底通入1.6MPa过热蒸汽，将氨水汽提和精馏，塔底排出的废水送往蒸氨塔回收其热量（同时可减少蒸氨塔蒸汽用量），塔顶得到的纯氨气经冷凝冷却后为无水氨流入回流槽，一部分泵送回精馏塔顶做回流用，剩余部分用泵送往贮罐作为产品外销。 整个磷酸吸收氨法工艺从原理上看是不消耗磷酸，但由于溢流等原因需定期补充一定量的磷酸，以稳定正常的脱氨效果。-6-二、无水氨二、无水氨工艺特点工艺特点 1、用磷酸法脱焦炉煤气中的氨环保效果好，无废气外 排，废液和废渣可集中处理。 2、相对硫铵工艺设备的腐

5、蚀轻。 3、可降低劳动强度，减少操作人员。 4、操作环境好，无粉尘和噪音污染。 5、液氨产品市场价格相对硫铵比较稳定。不受季节 影响。 6、磷酸在整个工艺过程中起到载体作用，消耗量少。 -7-三、无水氨三、无水氨与硫铵工艺对比与硫铵工艺对比1、排放废液、废气、废渣量及噪音指标对比表序号序号项目名称项目名称计计 量量单单 位位无水氨无水氨装置装置硫铵硫铵装置装置备备 注注1排放废气中排放废气中含硫铵量含硫铵量mg/Nm3无废气无废气排放排放162废水废水m3/h h4 4.0.08.08.03固体废弃物固体废弃物t/a相同相同相同相同4噪音噪音dB7070110110-8-2、主要原材料消耗定额

6、对比表序序号号项目名称项目名称计量单位计量单位无水氨无水氨装置装置硫铵硫铵装置装置备注备注1硫酸（硫酸（9 93 3% %）Kg/t（吨氨）（吨氨）8062磷酸（磷酸（75%75%）Kg/t（吨氨）（吨氨）103碱（碱（32.5%32.5%）Kg/t（吨氨）（吨氨）60-9-3、主要公用介质消耗量对比表序序号号项目名称项目名称计量计量单位单位无水氨无水氨装置装置硫铵硫铵装置装置备注备注1循环水循环水m3/t30300 08.08.02 蒸汽蒸汽（低压）（低压）t t/t2. .0 04 4. .5 53 蒸汽蒸汽（中压（中压）t t/t1010.0.04电电（运行容量）（运行容量）Kw.h/t

7、350350440440-10-4、维护与管理对比序号序号 项目名称项目名称无水氨装置无水氨装置 硫铵装置硫铵装置备注备注 1 腐蚀程度腐蚀程度轻轻严重严重 2 操作人员操作人员4 4人人/ /班班 6 6人人/ /班班 3自动化程度自动化程度高高低低 4劳动强度劳动强度低低高高 5 维修费用维修费用少少多多-11-5、生产成本经济比较序号序号项目名称项目名称单价单价无水氨工艺无水氨工艺备备 注注 消耗量（吨/吨氨）成本（元）12.0MPa蒸汽110元/吨10110020.6MPa蒸汽110元/吨22203磷酸（75%）5500元/吨0.01554碱（32.5%）1000元/吨0.06605电

8、450元/103kWh3601626循环水300元/103m3380114合计1711-12- 按南钢焦化处理煤气量9万Nm3/h，氨含量为7g/Nm3计算：1）生产硫铵22000吨/年，成本在900元/吨，市场价格在1100元/吨，一年大约赢利440万元。2）生产无水氨5400吨/年，成本在2000元/吨，市场价格在3000到3500元/吨，一年大约能赢利540万到810万元。结论：生产无水氨比硫铵一年多赢利有100到370万元。-13-四、四、技术创新成果及优势技术创新成果及优势1、技术创新 1）解吸塔和精馏塔盘的改进。 2）吸收塔喷嘴的改进。 3）采用高效填料。 4）对无水氨工艺进行了局

9、部改进。2、技术成果 1）吸收气体中氨的生产浓氨水系统 ZL 200910050269.X。 2）悬空溢流堰 ZL 200920074777.7。 3）多段喷洒脱氨吸收塔 ZL 200920071364.3 。 4）一种多段喷洒脱除气体中氨的吸收塔工艺方法 200910050268.5。 -14-3、技术优势1）、是国内第一家将无水氨装置设备实现国产化的公司；2）、是国内唯一一家具有多个无水氨设计业绩的公司；3）、已形成完整的无水氨开车方案，同时可提供无水氨操作人 员培训。-15-五、应用业绩五、应用业绩1、山东铁雄能源煤化工有限公司（2008年）装置全景-16-山东铁雄能源煤化工有限公司解吸

10、塔、换热器部分-17-山东铁雄能源煤化工有限公司精馏塔、换热器部分-18-2、柳州钢铁股份有限公司（2010年）开工剪裁仪式-19-柳州钢铁股份有限公司开工时解吸装置全景-20-柳州钢铁股份有限公司开工一年后解吸装置全景-21-柳州钢铁股份有限公司解吸塔和吸收塔-22-柳州钢铁股份有限公司无水氨装置控制室-23-3、湖南华菱涟源钢铁有限公司（2010年）4、柳州钢铁股份有限公司（2011年新上焦化）5、酒钢焦化厂无水氨工艺改造（2012年目前处在方案设计阶段）-24-六、改造方案六、改造方案 1、设计参数、设计参数 煤气量为90000Nm3/h，进洗氨塔前煤气中氨含量7g/Nm3。 2、改造方

11、案、改造方案 见总平面布置图。 3、主要设备、主要设备序号序号设备名称设备名称单位单位数量数量材质材质备注备注1吸收塔台2不锈钢2循环泵台8不锈钢3外送泵台4不锈钢4解吸塔台2不锈钢5精馏塔台2不锈钢6气浮机台1不锈钢7冷凝冷却器台2不锈钢8贫富液换热器台2不锈钢-25-4、原料、能源介质消耗及产品指标、原料、能源介质消耗及产品指标 序号序号项目名称项目名称消耗量消耗量备注备注1磷酸（75%）54 t/a2消泡剂27 kg/a3氢氧化钠（32.5%）300 t/a2）原料消耗量1）产品产量及指标 序号序号项目名称项目名称数量数量/指标指标备注备注1产品产量（无水氨）5400 t/a2产品指标（含氨量）99.8 %-26-3）能源介质消耗量序号序号项目名称项目名称消耗量消耗量备注备注11.6MPa蒸汽10 t/h20.6MPa蒸汽2 t/h3仪表用压缩空气2 Nm3/min4循环水60m3/h60万吨80m3/h110万吨260m3/h解吸、精馏5电（装机容量）260kw.h60万吨350kw.h110万吨220kw.h解吸、精馏-27-5、投资、投资序号序号名称名称价格（万元）价格（万元）备注备注1非标设备171