水煤漿氣化過程氨的回收工藝探討

馬華鋒 劉廣業(陜西煤化能源有限公司，陜西 咸陽 713600)

水煤漿氣化過程氨的回收工藝探討

馬華鋒 劉廣業(陜西煤化能源有限公司，陜西 咸陽 713600)

我國地大物博，礦產資源豐富，為經濟的發展奠定了物質基礎。然而，隨著人們環保意識的增加，地球污染的加重，礦產能源的利用趨向于環保綠色。煤是我國重要的能源之一，然而在煤的利用過程中會產生許多有害物質，危害環境以及人們的健康。水煤漿氣化作為凈化煤的一種新型技術，得到廣泛應用，但在該過程中，也會產生有害物質，例如氨。文章主要對水煤漿氣化過程中產生的氨的回收工藝進行介紹。

水煤漿氣化；氨；回收工藝

水煤漿氣化是一個復雜的化學反應過程，可以用來生產煤基衍生品，例如甲醛、化肥等等，然而在其副反應中會產生微量的氨，隨著管路漫延，最后在冷凝液中蓄積。氨的產生不僅對設備有腐蝕性，影響機械的使用壽命，并且即便只有微少量的氨進入低溫的甲醛液體中，都會造成凈化氣體中的指數超標，影響效率與產量，所以氨的回收十分重要。根據當前的市場調查可知，目前對于水煤漿氣化過程中氨的回收包括幾種方法，以下進行簡要的介紹。

1 單塔低壓氣提法

該方法是在氨的回收發展過程中出現的比較早的一種方法，以下簡要介紹它的相關內容：

1.1 單塔低壓氣提法運行過程

在水煤漿氣化過程中產生的酸性水通過氣體塔，對其中的含硫氨水進行處理，使氨氣化分離的一種氨回收方法。由于該工藝在回收氨的過程中，受到含硫水中氨的質量分數限制，許多廠家對其進行改進，在氣提塔的頂端進行全部回流或者部分回流，通過二次回收，減少汽提塔產生的含硫氨水的量，增加其中氨的分離效率，如果工藝優良，操作嚴謹，甚至可能將含硫氨水的產生量降為零[1]，這在當前幾種方法中效果是比較明顯的。

2.2 單塔低壓氣提法的特點

該方法主要是用于一些低濃度的酸性水的處理，但含硫的氨水通過高溫處理產生的揮發氨，長時間作用會對機械設備造成腐蝕和堵塞，而且氣化的氨不僅會污染空氣，還很容易再次進入工藝煤氣中，造成惡性循環。所以這種方法的使用有很大的局限性，如果要求推廣，需要先對其各種弊端進行優化解決

[2]。

3 酸性水汽提氨

該方法是由單塔加壓側線除氨以及雙塔加壓氣提除氨兩種方法進行結合，共同作用的結果，以下對其進行介紹：

3.1 酸性水汽提氨的組成

在石油化工行業，除了應用單塔低壓氣提法除氨外，單塔加壓側線除氨以及雙塔加壓氣提除氨也是廣泛應用的兩種方法，它們主要作用在反應產生的高濃度的酸性水上。該過程主要包括氣提單元和氨的精制單元。

3.2 汽提單元

汽提單元通過上述的兩種方法獲得高濃度的酸性氣體，在這些氣體中，氨的體積分數小于1%，但經過冷卻、分離等工藝之后，會獲得體積分數大于97%的氨，這不僅有助于氨的吸收，對于吸收氨的利用也會有所幫助[3]。

3.3 氨的精制單元

在氨的精制部分，主要是對上述體積分數達到97%的氨進行凈化，排除其中的硫化氫以及其他雜質，目前國內對于氨精制主要采用氨水循環洗滌法、結晶-吸附法兩種。循環洗滌法主要是將含有雜質的氨放入凝集器中，與成品氨進行充分的接觸，將其中的雜質帶走，再經過脫硫層，排除其中的硫化氫。結晶-吸附法主要是運用氨與硫化氫在低溫條件下會被吸附器吸走的特性。兩種方法進行對比，前者應用較早，除硫的能力較大，但回收的氨的質量較差。

4 焦爐煤氣法

焦爐煤氣法主要包含硫酸銨法以及弗薩姆法，在石油化工行業得到了應用，以下分別對這兩種方法進行介紹：

4.1 硫酸銨法

在水煤漿氣化過程中存在一種傳統的工藝方法，就是將其中回收的氨進行加工生產出硫胺。但通過長時間的應用可以看出，這種方法進行的氨的回收過程中，氨的含量相對較低，經濟投入較大，但產量很低[4]。這對于工業生產來說，不利于工廠的長足發展，應用有一定的局限性。

4.2 弗薩姆法

弗薩姆法主要通過對焦爐煤氣進行處理，進行氨的回收的方法[5]。最早由美國開發，其主要原理是利用硫酸二氫銨可以吸收氨，而對二氧化碳、硫化氫等一些酸性物質沒有吸附性的特點。通過該方法回收的氨，再經過細致的再生、精餾，可以獲得純度極高的無水氨，研究表明，其精度最高可達99%。從經濟效益的角度來看，該方法主要受生產規模大小的限制，當生產規模較小時，不僅會增加操作困難，同時經濟效益也很少。如果用含硫氨水進行氨吸收，會增加流程的反應時間，消耗更多的耗材，同時還會增加器械管路的腐蝕作用，弊大于利。弗薩姆法對氨的回收效果較好，但僅在石油化工行業應用較為廣泛，在水煤漿氣化行業的應用報道較少，需要專業人士對其進行深入的探索，積極的應用到實際的水煤漿氣化過程中。

5 含硫氨水中的脫硫方法

含硫氨水作為氨回收的重要介質，其中含有的微量硫對于氨的回收造成很大的影響，需要及時的解決。

5.1 通過藥劑進行處理

藥劑方法主要是在其中加入新的物質，通過二者之間的化學發應達到目的。例如加入硫酸進行中和，使其在脫硫塔中生成硫酸銨，其中的硫化氫和多余的水蒸汽會凝集后返回汽提單元?；蛘呤羌尤肓蛩醽嗚F，使含硫的酸性液體發生沉淀，從而去除硫離子，但這種方法費用較高，實行起來有一定的困難[6]。

5.2 膜處理和樹脂交換

這是一種新開發的去除硫化氫氣體的方法，主要是通過樹脂和膜的吸附作用，目前該方法尚處于實驗階段，在國內外都有相關的研究報道，還需要對其具體的內容進行探索，從目前獲得的數據看，該方法可行性很高，深入研究后可能會大力推廣。

6 結語

水煤漿氣化工藝是一個復雜的、專業性極強的行業，對煤的凈化利用十分的重要。在該過程中，產生的氨對于機械設備、對于環境、對于人們的健康都有很嚴重的危害?？沙掷m綠色發展是目前經濟進步的基本方針，需要將其徹底的貫徹下去。文章從目前市場的需求出發，將氨吸收的幾種方法進行了簡要的列舉，介紹了各方法的利弊，從中可以看出，這些方法存在許多值得探索研究的地方，需要專業人士不斷的開拓創新。

[1]李健，陳魯園，閆龍，等.GE水煤漿氣化技術現狀和應用前景[J].當代化工，2014（11）：2374-2376.