合成アンモニア製造週間テーマ：型炭酸素富化連続気化運転において注意すべき問題は何か？

運営者のこの投稿、私もとても楽しみにしています。いいね！実際に経験された方のアドバイスをお願いします :)

楽しみにしています。ぜひ専門家の方々からご指導をお願いします。

福建三明の人たちには発言権があるはずなのに、なぜ誰も来ないのでしょうか？

返信 1# 闫秋生 酸素富化連続気化プロセスの主な利点：(1)間欠気化と比較して、型煤の消費量を20％削減できる。 (2) 吹き込みガスによる排出が原因の環境汚染をほぼ完全に排除し（酸素富化連続気化に吹き込み段階はない）、環境保護上の効果は顕著である。 (3)単炉の生産能力が大きい。間欠気化と比較して、同じ炉型での単炉あたりのガス生産量は2倍に向上する。 (4)炭の転換率が高く、灰分中の残炭質量分率を7％～12％まで低下させることができ、さらにガス中の混入物も大幅に減少する。 (5)工程が簡単で、炉の状態が安定し、操作が容易で、メンテナンスの作業量が少ない。気化プロセスが単純な上向きの送風のみで、間欠気化による複数段階の切り替えがないため、操作は比較的簡単です。頻繁に切り替えるバルブがないため、メンテナンスの作業量が少なく、メンテナンスコストも削減されます。 (6) 蒸気分解率が高く、間欠気化と比較して10％向上する。 (7)連続気化を採用することでガス組成が安定し、全体の生産システムの安定に特に寄与する。 (8)熱利用率が高く、中圧蒸気を副生できる。 酸素富化連続気化プロセスの主な欠点：(1)連続気化であるにもかかわらず常圧気化のままであり、炭素転換率が低くエネルギー消費量が多いという欠点を克服することはできない。 (2) 加圧気化と比べて投資額は低いものの、固定層間欠気化と比べると酸素を使用する必要があり、空気分離装置を設置しなければならないため投資額が高くなり、酸素製造コストも最終製品のコストを上昇させる。これもまた、酸素富化連続気化の発展を妨げる最も大きな要因である。現在、PSA変圧吸着式酸素製造技術を採用すれば投資額やコストを削減できるという見解もあるが、後工程の窒素供給プロセスを考慮すると、新たに変圧吸着式窒素製造装置を設置する必要があり、総合的に見ても間欠気化法よりも投資額やコストは高くなる。 (3)ガスの酸素含有量が基準を超えると、大きな危険が生じる。富酸素連続気化によって生成されるガスの中では、酸素含有量は比較的低く、体積分率は一般的に0.2％程度です。しかし、富酸素空気の酸素含有量が高いため、気化が不完全になると過酸化速度が速くなり、ガス中の酸素濃度が高くなってしまい、後工程に大きな安全上のリスクをもたらします。現在、製造工程において酸素含有量を制御するための対策として、ガス炉の出口温度を550℃以上に上げることが行われているが、この対策によって原料炭の消費量が増加している。 (4)ガス中の二酸化炭素含有量が高い。酸素富化連続気化によって生成されるガスの二酸化炭素体積分率は15％～20％にも達し、それによる主な弊害は圧縮機の動力消費増加、変換工程での蒸気消費量の増大、および脱炭工程での負荷増加である。この欠点については、設計段階で十分に考慮すれば、生産に大きな影響は及ばず、生産時のエネルギー消費が高くなるだけです。 (5)ガス中のメタン含有量が高い。酸素富化連続気化によって生成されるガスのメタン体積分率は＞2％である。大規模な窒素肥料企業では、液体窒素を用いた洗浄処理によってメタンを除去することができるが、現在、中小規模の窒素肥料企業にはメタンを除去する適切な方法がなく、この問題を解決するためには合成過程で発生する空気の量を増やすしかない。これにより、合成工程の電力消費が増加する。同時に、メタン含有量が高いという特徴も、高アルコール・アンモニア比のジオールプロセスにおいては酸素富化連続気化法が適用できないことを決定づけている。 (6)ガス中にはベンゼンやナフタレンなどの有機物が含まれている。酸素富化連続気化によって生成されるガス中のベンゼンやナフタレンなどの有機物含有量は低いものの、その危険性は甚大であり、生産初期にはその害がほとんど現れない。しかし、長期間にわたって蓄積されるにつれて、その危険性は徐々に顕在化してくる。その主な表れは以下の通りです。 ①脱硫・変脱工程の再生システムに影響を与え、硫黄泡が発生しにくい； ②脱炭システムに影響を与える。PSA脱炭を用いると吸着剤が中毒状態になり、カーボンプロピレン脱炭やNHD脱炭を用いると二酸化炭素ガス中のベンゼンやナフタレンが基準値を超えて尿素製造装置に影響を与えます。 ③長時間にわたると、合成工程の触媒の寿命に影響を与えます。現在、中小規模の窒素肥料企業には、ベンゼンやナフタレンなどの有機物を浄化するための十分な処理技術がまだない。天然ガスの精製におけるベンゼン・ナフタレン除去プロセスを水素ガスの処理に応用できるとする研究もあるが、まだ研究段階にあり、実際の生産で利用されている事例はない。 (7)酸素富化連続気化は単一アルコールの製造には適していない。酸素富化連続気化プロセスでは酸素の体積分率が50％～60％しかないため、水素ガス中の窒素の体積分率は10％未満にはならず、このような組成の水素ガスでは単一アルコールの製造には全く使用できない。現在、脱炭工程で得られる二酸化炭素と純酸素を組み合わせて富酸素空気を作り、ガス化剤として使用できるという見解もある。しかし、これにより**酸素消費量が増加し、圧縮動力が増え、コストが上昇する。同時に、二酸化炭素の純度に対する要求も高い。