| 一氧化碳是碳一化學(xué)的基礎(chǔ)原料，為滿足醋酸工業(yè)、塑料工業(yè)（TDI、MDI、聚碳酸酯等）和農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展要求，一氧化碳的制備和提純技術(shù)已得到不斷改進(jìn)和發(fā)展。焦炭制一氧化碳技術(shù)主要有焦炭純氧制氣和焦炭純氧二氧化碳制氣。目前500Nm3/h以下的一氧化碳裝置都推薦使用焦炭純氧制氣技術(shù)。(注1:如現(xiàn)場(chǎng)有供應(yīng)二氧化碳條件,可以通過(guò)相應(yīng)的補(bǔ)碳手段降低生產(chǎn)成本) (注2:如果現(xiàn)場(chǎng)需要高純一氧化碳和氫氣,可通過(guò)變換方式制取氫氣)
一、焦炭純氧制一氧化碳工藝流程
以焦炭、氧氣為原料，經(jīng)氧化、還原反應(yīng)生成一氧化碳。經(jīng)降溫除塵、壓縮、脫硫、脫氧、變壓吸附脫碳等步驟，生產(chǎn)高濃度的一氧化碳產(chǎn)品氣。主要化學(xué)反應(yīng)式為：
C＋O2→CO2 ΔH=-394.4kJ/mol （1）
C＋CO2→2CO ΔH=+168.5 kJ/mol （2）
焦炭純氧制一氧化碳流程框圖
1.造氣：以焦炭為原料、純氧為氣化劑在CO煤氣發(fā)生爐中逆流接觸，發(fā)生氣化反應(yīng)，煤氣經(jīng)洗滌塔水洗降溫除塵后送入氣柜。。(注:如現(xiàn)場(chǎng)有供應(yīng)二氧化碳條件,可以通過(guò)相應(yīng)的補(bǔ)碳手段降低生產(chǎn)成本)
2. 壓縮脫硫脫氧：氣柜出口煤氣經(jīng)粗脫硫后進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)水解脫硫器將大部分硫氧碳水解成硫化氫后進(jìn)入脫硫罐，脫硫后的氣體進(jìn)入脫氧反應(yīng)器，經(jīng)換熱降溫后進(jìn)入PSA脫碳。
3.PSA脫碳：粗煤氣在PSA塔中進(jìn)行吸附分離，弱吸附組分一氧化碳則通過(guò)床層作為產(chǎn)品氣連續(xù)穩(wěn)定輸出。
二、焦炭純氧制一氧化碳技術(shù)特點(diǎn)
1. 煤氣發(fā)生爐為連續(xù)造氣，間歇排渣，單爐產(chǎn)氣量有100Nm3/h 和300Nm3/h兩種爐型,生產(chǎn)靈活，特別適合小規(guī)模制氣。
2.粗煤氣中CO氣含量高，一般在90%以上，最高可達(dá)97%。
三、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)
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名 稱(chēng) |
指 標(biāo)（V%） |
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CO |
≥96.0% |
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O2 |
≤20ppm |
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N2+CH4 |
≤3.5% |
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H2O |
≤20ppm |
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CO2 |
≤0.1% |
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總硫 |
≤1ppm |
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壓力 |
≥0.6MPa（G） |
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溫度 |
40℃ |
注：以上指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)高或降低。
四、焦炭純氧制氣原料及公用工程消耗
動(dòng)力消耗定額及消耗量(以1000 Nm3CO計(jì)) 參考300Nm3/h一氧化碳裝置。
(注:如現(xiàn)場(chǎng)有供應(yīng)二氧化碳條件,可以通過(guò)相應(yīng)的補(bǔ)碳手段降低生產(chǎn)成本,大概可降低0.3-0.5塊/Nm3生產(chǎn)成本)
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名稱(chēng) |
規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
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一 |
原輔材料 |
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1 |
焦炭 |
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kg |
840 |
二級(jí)冶金焦 |
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2 |
氧氣 |
≥99.6% P=0.3Mpa |
Nm3 |
680 |
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二 |
公用工程 |
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1 |
電 |
220V/380V |
Kwh |
180 |
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2 |
儀表空氣 |
P=0.5MPa dp -20℃ |
Nm3 |
100 |
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3 |
造氣循環(huán)水 |
0.3MPa |
t |
80 |
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4 |
氮?dú)?/SPAN> |
≥99.5% P= 0.2MPa |
Nm3 |
200 |
開(kāi)車(chē)置換用 |
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5 |
蒸汽 |
P=0.6MPa |
kg |
50 |
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五、焦炭純氧制一氧化碳裝置投資
可提供100～500Nm3/h不同規(guī)模焦炭純氧制一氧化碳生產(chǎn)技術(shù)裝置的技術(shù)轉(zhuǎn)讓、工程設(shè)計(jì)、部分硬件或工程總承包,投資額在200-500萬(wàn)之間。
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