合成氨工艺制氢工艺流程AP09091班以氮和氢为原料合成氨，是目前世界上采用最广泛，也是最经济的一种方法。在高温、高压和有催化剂存在的条件下，氮气和氢气可以发生下列反应：22332NHNHQ氢气的性质一、物理性质1、通常情况下：无色、无味气体2、溶解性：难溶于水3、密度：比空气小（在各种气体中密度最小）二、化学性质1、可燃性22222HOHO点燃2、还原性22u+u+COHCHO加热氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。反应过程中有大量热放出，火焰呈淡蓝色氢气与氧化铜反应，使氧化铜变为红色的金属铜。反应中，氧化铜被还原了，即氧化铜发生了还原反应。还原剂具有还原性。根据所用气化剂的不同，工业煤气可分为下列四种：1、空气煤气：以空气为气化剂制取的煤气2、水煤气：以水蒸气为气化剂制取的煤气3、混合煤气：以空气和适量的水蒸气为气化剂的煤气4、半水煤气：以适量的空气（或富氧空气）与水蒸气作为气化剂制取的煤气上述四种工业煤气的组成如下表所示：组分空气煤气0.5~0.932~330.5~1.564~66——————混合煤气12~1525~305~952~561.5~30.1~0.3——水煤气47~5235~405~72~60.3~0.60.1~0.20.2半水煤气37~3928~306~1220~230.3~0.50.20.22HCO2CO2N4CH2O2HS表1四种工业煤气组成（体积分数）单位：%煤气中氢气和氮气是合成氨的原料，一氧化碳通过变换反应可生成氢气，从表中煤气的组成可以看出，半水煤气是适宜合成氨生产的粗原料气。固体燃料气化原理以空气和蒸汽同时为气化剂，燃料层中气体组成的变化如下：在灰渣层，气化剂只被预热，不发生化学反应；在氧化层，主要发生碳的氧化反应，氧的含量急剧下降，二氧化碳的含量急速上升，并有一定的一氧化碳开始生成，蒸汽的含量变化不大；在还原层，主要进行水蒸气的分解及二氧化碳的还原反应，因此蒸汽和二氧化碳含量迅速下降，氢和一氧化碳含量迅速增加。在氧化层里，由于温度最高，所以碳与氧反应的同时，也会发生碳与蒸汽的反应。氧化层上面是还原层，其反应情况与单独通蒸汽时无原则上的区别，只是气体中除氢外，还有相当多的二氧化碳和氮气。二氧化碳反应生成氢和一氧化碳是体积增大的反应，从平衡移动原理可知，压力降低，有利于反应向生成氢和一氧化碳方面移动。从反应的热平衡角度看，水蒸气与空气同时通入燃料层的气化过程，是热效应相互抵消的过程，对维持燃料层温度的恒定有利。碎煤加压气化适用于多煤种，尤其适用于灰熔点较高、不黏结性的煤，如褐煤、次烟煤、贫煤等。但加压连续气化需要制氧装置，并且所产煤气中甲烷含量达8%~10%，需进一步加工才能成为合成氨原料气。碎煤加压是一种自热式气化，在煤气炉中大部分的煤转化成煤气，小部分的煤燃烧提供气化所需的反应热，煤在炉内缓慢下移，形成一个相对的“固定”床层。主要设备及操作控制要点碎煤加压连续气化的主要设备是煤气发生炉，也称气化炉或煤气炉，又称鲁奇炉。第三代MARK-Ⅳ型鲁奇炉。炉体外径4.1m，高12.5m，内壳内径3.8m，容积98夹套锅炉容积13炉内操作压力3MPa，最高温度可达1500℃,生产粗煤气能力为35000~50000。3m3m3/mh1、主要设备鲁奇炉的结构主要由夹套锅炉、煤分布器及搅拌器、炉箅及传动装置、煤锁及灰锁四个部分组成。其特点是加压连续制取合成氨原料气，生产能力大，并且对原料煤的适应范围广，自动化程度高。但结构较复杂，易损件多，壳体位整体加工并且需要经过热处理。其示意图如下：固定层碎煤加压气化是将粒度为5~50mm范围的碎煤，在1.0~3.0MPa的压力900~1200℃温度下与气化剂逆流气化的反应过程。煤自上而下，根据不同煤种，以每分钟2.6~6.2cm的速率向下移动，经历预热、干燥、干馏、气化和燃烧五个区域。最后灰分以固定态形式排出炉外。气化剂（氧气和蒸汽或空气和蒸汽）经旋转炉箅的缝隙进入炉内。未分解的蒸汽，与煤的干燥、热解产物和煤气一起离开气化炉。概述2、操作控制要点碎煤加压气化炉的典型操作包括气化炉的开车与点火、加煤、排灰、和负荷调节