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技術(shù)成果
 
一氧化碳概述

      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1000Nm3/h以上的一氧化碳裝置都推薦使用焦炭純氧二氧化碳連續(xù)制氣技術(shù)。
一、焦炭純氧二氧化碳連續(xù)制一氧化碳工藝流程
    以焦炭、氧氣、二氧化碳為原料,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、變壓吸附脫碳、脫氧等步驟,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)
     焦炭制一氧化碳流程
   1.造氣:以焦炭為原料,純氧、二氧化碳為氣化劑在CO煤氣發(fā)生爐中逆流接觸,發(fā)生氧化、還原反應(yīng),粗煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵、廢熱鍋爐回收熱量后,進(jìn)入洗滌塔水洗降溫除塵,送入氣柜。
   2.凈化:氣柜出口煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入脫硫罐,將粗煤氣中的硫脫除達(dá)到工藝要求后,經(jīng)壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入PSA工序。
   3.PSA:粗煤氣進(jìn)入PSAⅠ脫除大部分CO2,半成品氣經(jīng)脫氧后進(jìn)入PSAⅡ脫除剩余的CO2,合格的產(chǎn)品氣輸出界外。PSAⅠ的解析氣作為CO2原料回收利用,PSAⅡ的解析氣直接放空。
二、焦炭純氧二氧化碳制一氧化碳技術(shù)特點(diǎn)
    1. 煤氣發(fā)生爐為自動(dòng)加料,連續(xù)氣化,不停爐間歇排渣,自動(dòng)化控制水平高,操作運(yùn)行平穩(wěn)。爐體采用耐火隔熱層外加水夾套結(jié)構(gòu),盡量減少副產(chǎn)蒸汽量保證熱量用于還原反應(yīng)。專用爐篦具有均勻布?xì)狻⑵圃⑴旁榷喾N功能,灰渣殘?zhí)苛繕O低。爐體結(jié)構(gòu)簡單,故障率低。大小布料器采用可靠的閥門確保爐內(nèi)氣體不會(huì)從自動(dòng)加煤裝置中漏出。
2.回收利用PSA裝置的CO2解吸氣作原料氣,變廢為寶,降低原料消耗
    3.洗滌塔采用高效填料,洗滌效果好,不堵塔;塔底采用特殊結(jié)構(gòu),確保塔底水封不漏氣。
三、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)
名 稱
指 標(biāo)(V%)
CO
≥96.0%
O2
≤20ppm
N2+CH4
≤3.5%
H2O
≤20ppm
CO2
≤0.1%
總硫
≤1ppm
壓力
≥0.6MPa(G)
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、焦炭純氧二氧化碳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2000Nm3/h一氧化碳裝置
 
名稱
規(guī)格
單位
數(shù)量
備注
原輔材料
 
 
 
 
1
焦炭
 
kg
670
二級冶金焦
2
氧氣
≥99.6% P=0.3Mpa
Nm3
450
 
3
二氧化碳
≥98.5% P=30Kpa
Nm3
400
 
公用工程
 
 
 
 
1
220V/380V
Kwh
480
 
2
儀表空氣
P=0.5MPa dp -20℃
Nm3
100
 
3
造氣循環(huán)水
P=0.3MPa
t
50
閉路循環(huán)
4
軟水
P=0.8Mpa
t
2
 
5
氮?dú)?/FONT>
 ≥99.5% P= 0.2MPa
Nm3
200
開車置換用

五、焦炭純氧二氧化碳制一氧化碳裝置投資
    可提供1000~10000Nm3/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。

_____________________________________________________________

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:
     CO2→CO2   ΔH=-394.4kJ/mol                      1
     CCO2→2CO  ΔH=+168.5 kJ/mol                     2

                         焦炭制一氧化碳流程 

                                   焦炭純氧制一氧化碳流程
    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)場有供應(yīng)二氧化碳條件,可以通過相應(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床層作為產(chǎn)品連續(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 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)

名 稱

指 標(biāo)(V%

CO

96.0%

O2

20ppm

N2+CH4

3.5%

H2O

20ppm

CO2

0.1%

總硫

1ppm

壓力

0.6MPaG

溫度

40℃

注:以上指標(biāo)根據(jù)實(shí)際需要調(diào)高或降低
四、焦炭純氧制原料及公用工程消耗
    動(dòng)力消耗定額及消耗量(1000 Nm3CO計(jì)) 參考300Nm3/h一氧化碳裝置

(注:如現(xiàn)場有供應(yīng)二氧化碳條件,可以通過相應(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)

 

名稱

規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

原輔材料

 

 

 

 

1

焦炭

 

kg

840

二級冶金焦

2

氧氣

≥99.6% P=0.3Mpa

Nm3

680

 

公用工程

 

 

 

 

1

220V/380V

Kwh

180

 

2

儀表空氣

P=0.5MPa dp -20℃

Nm3

100

 

3

造氣循環(huán)水

0.3MPa

t

80

 

4

氮?dú)?/SPAN>

 ≥99.5% P= 0.2MPa

Nm3

200

開車置換用

5

蒸汽

P=0.6MPa

kg

50

 

五、焦炭純氧制一氧化碳裝置投資
    可提供100500Nm3/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200-500萬之間。

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