发布时间 : 星期六 文章化肥生产工艺流程更新完毕开始阅读235ea1f36094dd88d0d233d4b14e852458fb39f4
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第十五章 化肥生产
采用化学方法生产的含有氮、磷、钾等元素的肥料统称为化肥。主要的产品有氮肥、磷肥和钾肥。此外还有含有多种成分的复合肥料、混合肥料及微量肥料等。
化肥生产，尤其是氮肥生产是一个复杂的连续化的工艺生产过程，需要在密闭的系统内，在高温、高压的条件下进行。其设备、管道繁多；原料、中间产品、成品多具有易燃、易爆性质，有的还具有腐蚀性和毒性。因此，化肥生产及其储运工作必须注意安全防火。
第一节 氮肥生产
在各类化肥中，氮肥产量居第一位，氮肥工厂星罗棋布，多数县、市都有氮肥厂。氮肥生产火灾爆炸危险性也最大。
氮肥生产就是将空气中游离态氮转变成化合态氮的过程，所以也常成为“氮的固定”。
一、氮肥生产流程
氮肥生产流程可概括为以下四个步骤： （1） 造气—将原料制备成主要含有氢、氮气体的原料气。 （2） 精制—将原料气中氢、氮以外的杂质去除，使原料气得到精纯。 （3） 压缩与合成—将较为纯净的氮、氢比例为1：3的氮氢混合气体压
缩到高压状态，在催化剂和高温的作用下合成为氨。 （4） 氨加工—将氨经进一步加工得氮肥。
前三步常称为氨的合成。经进一步加工制得的成品如硝酸铵、尿素等都是化肥。
从安全防火考虑，氮肥生产中以硝酸铵的生产过程最为典型，其他种类氮肥的火灾危险性及防火要求可以参照。
以固体、液体燃料为原料制造硝酸铵的工艺流程如图所示。 氮肥的生产总流程如表所示。
氮肥生产总流程： 脱硫 原料准备 变换 造气 水洗 氨的合成 精制 铜洗 压缩 碱洗
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氮肥生产 合成 甲烷化 氨水
氨的加工 硝酸铵
尿素
氨合成的工艺流程图：
空气 水蒸汽 硫或硫化物 水蒸汽 固体原料
或液体原料 造气 半水煤气 脱硫 半水煤 压缩一二三段 变换 变换气 变脱 精脱 脱碳 甲烷化 压缩四五六段 合成 氨
硝酸铵的生产工艺流程图如下： 氨气 氧 化 稀硝酸 中和 硝酸铵液 后处理 成品
空气 水
二、原料准备
现在，氮肥生产多采用天然气、炼厂气、焦炉气、重油和煤和焦碳等气体、液体和固体原料。
(一)固体原料
主要有块状焦炭、无烟煤和其他物质制成的煤球等。这类原料虽属于丙类火灾危险性，但在运输、粉碎、筛分等过程中极易产生粉尘、四处飞扬。当空气中的粉尘浓度达到200~300g/m3时，遇明火、猛烈摩擦或雷击等因素，很容易引起爆炸和燃烧，而且爆炸强度很高。因此，要防止粉尘的积存和飞扬。运输和处理固体原料的设备应尽可能做到密闭。处理固体燃料的厂房要设排风除尘设备和水喷装置，以利除尘和增加空气中的湿度。要加强生产管理，做到每班清除积尘。厂房应为一、二级耐火等级的建筑。
在使用粉煤气化造气的工厂，因储煤与煤气发生炉相通，煤斗内需通入压力大于发生炉内压力的氮气进行保护。若氮气压力不足或供应中
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断，发生炉内的高温煤气或明火会进入储煤斗，使储煤斗内着火，甚至爆炸。故应分别设置压力指示仪表和储煤斗内压力下降报警装置，以及使发生炉自动放空以降低炉内压力的连锁装置，以保证煤气不进入储煤斗。
（二）本节消防要求
厂房应为一、二级耐火等级的建筑，采用外开式门窗，房顶必须设置一定数量的天窗，便于气体流通和有毒气体泄露。
如储煤斗内着火，应先加大氮气量，再通过水蒸汽灭火，但不可用灌水方法扑救，以防水流入煤气发生炉，引起爆炸事故。储煤斗上还应装防爆膜，以防止爆炸。
储存固体燃料的露天或半露天堆场，应设在水源充足的地方，并设消防设施，固体燃料，尤其是煤极易在夏季发生自燃现象，所以要在日常管理中注意通风降温，以防自燃。
在输煤过程中为了降低粉尘飞扬应适当给予加水喷淋增湿，以保证作业现场符合职业卫生和煤尘爆炸。
本工序应设置一定数量的消防栓和消防带，配备一定数量的灭火器材和防护器材。在输煤楼料仓上口处应设置可燃气体、有毒气体自动报警装置。
三、造气
造气是把煤、焦炭、重油、天然气等含碳燃料在煤气发生炉中进行加工，于高温下与空气和水蒸汽进行气化反应，制得供合成氨用的原料气—半水煤气。半水煤气主要成分有一氧化碳、氢、氮、二氧化碳及甲烷等气体。因为这种煤气中含有较多的合成氨用的氮气，故成为“半水煤气”。
造气生产属于甲类火灾危险性生产。造气生产的主要设备——煤气发生炉和废热锅炉属于有明火和赤热表面的设备。按有关规定，煤气发生炉与其他燃料或煤气设备的防火间距不受限制，但气体燃料的缓冲储罐则应远离煤气设备和管道。设备、管道应该密闭，不能发生煤气或液体、气体燃料的跑、冒、滴、漏。万一煤气发生炉有煤气泄漏，因为煤气本身的高温，喷出的就是火焰，这是稳定燃烧，这时应首先以水冷却火焰可能危及的设备或建筑物，然后才能采取可靠措施，在灭火的同时，
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堵塞泄漏点。否则，漏出的可燃煤气与空气混合将会因明火或赤热表面而发生爆炸。
（一）、以焦炭制取半水煤气
以焦炭或煤球作原料制取半水煤气，通常采用固定层法。煤气发生炉内焦炭层相对静止，不发生像沸腾炉那样的沸腾燃烧现象。这种发生炉的制气是间断进行的。其工艺流程如图所示。 焦炭 煤气发生炉 半水煤气 降温除尘 气柜储存 脱硫工序 空气 空气与水蒸汽
1、气化
焦炭在发生炉内交替进行燃烧升温与气化制气两个反应，当通入空气时，焦炭燃烧，炭层温度提高至1000~2000℃（燃烧气体放空）。当向炉内通入水蒸汽与空气的混合气体时，高温炭层即进行气化反应，制得半水煤气，为了安全、稳定的生产，半水煤气的生产过程是将燃烧升温与制气过程不断交替进行的，即由吹风、上吹制气、下吹制气，二次上吹制气和空气吹净等五个工序组成一个制气循环，进行间歇式的生产。
（1）发生炉中最危险的燃烧爆炸因素，是煤气“透氧”，即半水煤气中含氧量超过0.5%。由于半水煤气的爆炸上限高达69.4%，因此进入少量氧极易达到爆炸极限。这样，在发生炉内，或者到了后续生产设备内，尤其在电除尘器、煤气鼓风机等易发生火花的设备内，极易发生爆炸。造成“透氧”的原因及预防措施为：
①发生炉开车的初始阶段，炉温较低，气化反应不完全，过多的残余空气混入煤气中造成“透氧”。故应适当延长吹风时间，勿使这部分煤气进入煤气系统。待炉温正常后才能输入系统。
②阀门关闭不严或渗漏，空气漏进煤气系统中。应加强检查，发现阀门漏气须及时停车、更换。
③发生炉内燃料层过薄，产生空洞或结块，使吹入的空气—水蒸汽混合气中的空气反应不完全而混入煤气系统，可以通过补充燃料或清理燃料层加以解决。
为及时发现“透氧”，在发生炉出口的煤气系统上应设有测定煤气中
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