第一章原料加工工段

第一节工艺流程及主要设备 一、本工段任务

小氮肥厂除一小部分用油、气为原料外，大多数厂采用以煤为原料。用煤气发生炉生产半水煤气，经40

后工段加工净化，作为生产合成氨的原料气。煤的质量和煤加工的好坏，在很大程度上决定了煤气炉产气的数量和质量，也决定了合成氨原料煤消耗量的高低，燃料煤的消耗也主要决定于造气，因此原料加工将直接影响企业的经济效益。

煤气炉采用常压、间歇固定床制气，炭层内要有良好的通气性，要求用粒度Φ25 75mm的无烟块煤或焦炭，做到煤干、粉尽、石块少。

进厂的煤，一般都是块煤和粉末混在一起的。为了解决能源紧缺，必须把过筛下来的粉煤成型利用。有的厂加工成清水煤棒，有的厂用黄泥、白泥等作粘结剂加工成煤球，本章主要叙述用石灰作粘结剂，生产石灰碳化煤球，供煤气炉制气。原料加工的任务有以下几个方面：

（一）混煤过筛和块煤加工 混煤进厂经过磅后，分品种堆放，然后进行过筛，捡去煤矸石。筛出来的块煤加工成粒度为Φ25 75mm的均匀块子，堆放在干煤棚里，计量后，直接供煤气炉作原料制气。过筛下来的粉煤作生产碳化煤球之用。

（二）生产生石灰和石灰窑气

以石灰石为原料，无烟小籽煤为燃料，在石灰窑内煅烧，制得合格的生石灰和石灰窑气。生石灰经消化后作制煤球的配料，多余的作商品石灰出售；石灰窑气供煤球碳化之用。

（三）石灰消化

将生石灰进行粉碎和喷水消化，并经堆放充分熟化，加工成合格的熟石灰，供制煤球时作粘结剂用。 （四）煤球制作

以无烟粉煤为原料，熟石灰为粘结剂，掺以适量回收的煤气炉集尘屑，经充分混合和粉碎后，压制成合格的生球，装入碳化罐内。

（五）煤球石灰窑气碳化

在加热的条件下，石灰窑气中的二氧化碳与生球里的氢氧化钙进行碳化反应，同时进行干燥，制得合格的碳化煤球。碳化罐出来的石灰窑气，经冷却、除尘，加热后循环使用。

碳化反应使煤球里形成坚固的碳酸钙“骨架”，使煤球获得了较高的冷态和热态的机械强度。一般要求单球强度大于40kgf，以满足煤气发生炉制气需要。

二、工艺流程简述

经加工而成的Φ100 150mm的小块石灰石，掺以一定比例的小颗粒无烟煤，倒入加料斗，吊到炉顶加入石灰窑内。空气由窑底进入，进行锻烧，煤与空气中的氧进行燃烧反应，放出热量，产生高温，使石灰石分解，生成氧化钙和石灰窑气，化学反应方程式如下：

CaCO3=Ca0+C02+Q

窑顶石灰窑气出窑气出口管经过分离器除尘，由引风机送入碳化煤球系统，用于煤球碳化;窑底出成品生石灰。

生石灰由反击式破碎机破碎成小于20mm的小块灰,经斗式提升机送入生石灰贮斗，再由给料机定量向球磨机投料磨成粉灰。

粉灰经给料机定量向双搅化灰器投料，与80℃左右的定量热水反应，进行消化。消化后的熟石灰经化灰器送入消石灰库，经堆放，充分熟化，供制球配料用。石灰消化的化学反应方程式为：

Ca0+H20=Ca（0H）2+Q

从入厂混煤中过筛下来的粉煤，进入一级粉碎机，经粉碎后的粉煤和消石灰，以及回收的集尘屑，分别称重，按比例倒入搅料器，加入适量的水混合均匀，然后送入二级粉碎机，进一步把物料粉碎、混合，再送入压球机，压制成球，称作生球。煤球经溜筛筛去粉屑，送至装罐岗位，由螺旋下料器将煤球送入碳化罐内。

石灰窑气经引风机加压后，与由水分离器出来的循环气一起进入循环鼓风机加压，再经过加热器提髙温度后，由碳化罐上部进入，与煤球中的氢氧化钙进行碳化反应，其化学反应式如下：

Ca（0H）2+C02+nH20=CaC03+（n+l）H20+Q 循环气温度比较髙，在使煤球起碳化反应漳同时，能把生球中的水分和碳化反应生成的水分逐步带走。循环气由碳化罐底部出来，一小部分放空，绝大部分经冷却塔冷却、除尘后，经过气水分离器，与石灰窑气一起进入循环鼓风机加压，循环使用。煤球经过20小时左右的碳化反应，当碳化罐气体出口温度达70 80℃，则碳化结束。碳化煤球从罐内卸出，经过缔送入干煤棚存放，称重计暈后，供煤气发生炉制气。