合成氨生产工艺第一章Word文档下载推荐.docx
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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。
石灰窑气碳化煤球工艺流程见图2-1。
图2-1石灰窑气碳化煤球
有些小氮肥厂生产碳化煤球时，本厂没有石灰窑，外购石
3
4
灰，做出生球后，用变换气中的二氧化碳与生球中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙，即为变换气碳化煤球流程，这种流程的碳化罐是受压容器，造价高，对安全生产要求也髙。
变换气碳化煤球工艺流程见图2-2。
1――级粉碎机；
2_搅拌机；
3—二级粉碎机；
4一压球机；
5—溜筛t6_碳化罐；
7—冷凝塔；
8—加热器；
9_循环风机；
10—窑气引风机；
11_分离器;
12—石灰窑；
13—破碎机；
14—斗式提升机；
15—小块灰贮斗；
16—球磨机;
17—粉灰贮斗；
18—消化器；
19—消石灰库
8
图2-2变换气碳化煤球工艺流程图
1—变换2段冷凝塔；
2—加热器；
3、4、5-碳化罐;
6—冷却排管；
7-碳化工段水洗塔；
8-近路阀
三、主要设备及作用
图2-3石灰窑结构示意图1一伞形炉条；
2—气槽；
3—气孔；
4—耐火砖；
5—隔热层；
6_环向钢箍;
7—砖砂浆砌筑
（一）石灰客
石灰窑的作用是把加工好的、按一定比例加入窑内的石灰石块和小籽无烟煤进行煅烧，使石灰石在高温下分解，生成生石灰和石灰窑气，满足碳化煤球生产需要。
石灰窑构造如图2-3所示。
窑体外层用砖砌成，设置多道环向钢箍加固。
中间有隔热层，内层砌筑耐火砖。
（二）球磨机
球磨机的作用是把生石
灰块磨成粉灰，为加快消化反应速度、使石灰消化完全创造良好条件。
球磨机结构为边缘传动、中心卸料回转部分是一个用钢板卷制焊接而成的筒
体，磨机筒体内有两仓，第一仓装有不同规格数量的钢球，把物料破碎，然后进入第二仓，这里装有不同规格的钢段，继续把物料磨成粉状。
（三）化灰器
化灰器的作用：
粉灰与喷头加入的热水经过化灰器主、从二根双搅轴带动的桨叶旋转、搅拌后，达到充分混和，使石灰消化反应比较完全，从而提高碳化煤球质量。
同时，与人工化灰相比也改善了工人的劳动强度和工作环境。
化灰器内水汽由喷射器用水循环吸收，以消除蒸汽和粉尘对空气的污染，并进行了回收。
双搅化灰器结构如图2-4所示。
图2-4双搅化灰器结构示意图1一双搅轴；
2—进料口；
3—上部机壳；
4-喷淋水口，5—窥视孔;
6—水汽出U;
7—带销桨叶；
8—出料口；
9—支腿
（四）搅拌器
搅拌器的作用是把称重配比好的粉煤和消石灰经过搅拌，混合均匀。
搅拌器由矮粗的圆柱形料盆和沿竖直方向旋转的搅拌器组成，其结构如图2-5所示。
图2-5搅拌器示意图图2-6鼠笼式粉碎机示意图
1_伞形齿轮；
2—支架；
3_搅拌器；
1—进料口；
2—内圆轮；
3—外圆轮;
4一料盆；
5—卸料口4—出料口；
5—轴
（五）皮带运输机
皮带运输机的作用是在煤球生产线上输送消石灰、煤粉、混合物料、生球，直至熟球入库，是原料车间的主要输送设备。
皮带运输机是一种用皮带来输送物料的机械设备，由皮带、皮带鼓轮、张紧袈置和传动装置组成。
（六）鼠茏式粉碎机
鼠笼式粉碎机的作用是把混和料进一步粉碎，并混合均匀，提高生球强度。
鼠笼式粉碎机由分别固定在两根轴上的外圆轮和内圆轮组成。
两个圆轮作反向旋转。
物料从设备的中心部加入，遇到髙速旋转的内轮，因离心作用而被抛到四周，又遇到从相反方向回会的外轮绞棍，物料受到很大的冲击作用而被破碎。
绞棍和刮板磨损严重，一般采用耐磨材料（如铬钢）作为绞棍材料。
为避免铁片、螺丝等硬物损坏粉碎机，在粉碎机前的皮带输送机上需装电磁铁。
鼠笼式粉碎机的结构如图2-6所示。
（七）压球机
压球机的作用是把按比例配制粉碎好的消石灰和煤粉混料压制成球。
压球机由上部的粉料贮斗（又称喂料斗）和下部的型轮机以及电机减速传动装置三部分组成。
轮机主要由两个型轮组成，型轮上有球碗，粉料落入两型轮间，在球碗内被型轮挤压成球。
压球机构造如图2-7所示。
图2-7对辊式压球机简图1—从动轴承压板；
2—机架上梁》3—压辊；
4一从动轴；
5—料斗；
6—调整斜铁*7—主动轴承座；
8-主动轴；
9—垫水t10—舌板；
11—中齿轮；
12—大齿轮；
13—拉紧螵杆；
14一缧母；
15—主动轴承压板；
16—机架,17—从动轴承座；
18—保险块；
19一调节螺栓
（八）加热器
加热器的作用是用蒸汽间接加热气体，使气体达到有利于碳化反应漳温度，同时具有蒸发和带走煤球中水分的能力。
调节加热器蒸汽流量来控制出口气体温度，以满足碳化罐在预碳化和主碳化阶段对气体温度的不同要求。
图2-9螺虹卜枓器的结构1_中心管（支柱）；
2_小圆钢铺设的溜面；
3—铁皮底面；
4一回屑出口
加热器采用列管式换热器，如图2-8所示。
E
S
T1
图2-8加热器结构示意图1—石灰密气进口；
2—石灰窗气出口；
3—蒸汽进口；
4—冷凝水出口；
5—不凝性气体出口（放空）;
6—排污口
（九）螺旋下料器
螺旋下料器的作用：
生球沿下料器在铺设小圆钢的溜面上缓慢旋转溜下，这样虽然碳化罐有约三米深，生球在落下时仍可以保持完好，减少破碎，降低碳化罐内阻力，有利于煤球碳化完全。
随着罐内料位升高，螺旋加料器也不断上提，而且可转动，使罐内各处装填比较均匀。
很多厂将螺旋下料器原作支柱用的中心管扩大，在管上开螺旋槽，使分离后的回屑经过一次旋转后，进入中心管内，由尾部引出碳化罐外，可以减少罐内回屑堵塞现象，降低阻力，使球碳化完全，提高煤球质量。
螺旋下料器的构造如图2-9所示。
（十）破化罐在碳化罐里，煤球中的氢氧化钙与窑气中的二氧化碳起碳化反应，生成碳酸钙坚硬骨架，同时循环高温气体把煤球里的水分和碳化反应生成的水分逐渐蒸发带走，最后使生球变成熟球，即生产出干燥的、碳化度高的、机械强度好的碳化煤球，供煤气炉作原料。
碳化罐是矮粗圆柱形钢制容器。
为改善气流在球层中的均匀分布，在碳化罐的锥形底内装有托蓖。
碳化罐构造如图2-10所示。
图2-10碳化罐示意图
1—石灰窑气进口f2_气体出口；
3—托箅；
4—装球口f5—出球口;
6—支撑；
7—排水口
四、主要工艺控制指标
（一）温度
石灰窑出口气体温度：
〜200℃：
碳化罐进口混合气温度：
75〜80℃（预碳化期）
120〜130℃：
（主碳化期）
碳化罐出口气体温度：
60〜70℃（预碳化期）
70〜80℃：
冷却塔出口气体温度.351℃
（二）成份
石灰窑气：
C02>
25％
O2<
3％
CO<
1％
循环气：
CO2~20％
生球成分：
水分含量8〜12％
有效氧化钙含量10〜15％
（三）压力
石灰窑出口气体压力一50〜70Pa循环鼓风机出口压力：
8000Pa
（四）其它参数
石灰石块度：
100〜150mm石灰石与无烟煤配料比（重量）：
7:
1碳化煤球质量：
水分：
<
碳化度：
>
80％
碳化时间：
20小时左右
第二节本工段生产特点、常见事故及预防
一、生产特点
（一）临时工多，素质差
原料加工在工艺上比合成氨简单，连续性也不太强，管理上较化工车间容易疏忽。
工人多数是临时工、农民工，文化低，素质差。
岗位分散，传动输送等机械装置多，人员流动性大，安全意识差，再加上安全防护设施不完善，往往因违章操作而造成石灰窑高空坠落及机械伤亡等事故。
（二）粉尘多
原料加工过程中，混煤、煤球过筛，煤粉碎以及煤和煤球在输送时都会产生大量的煤尘；
石灰窑出石灰，石灰破碎、磨细、化灰等过程，空气中也有大量的石灰飞扬。
工人在这样的环境里工作，很容易发生尘肺病。
（三）石灰窑气窒息、中毒
石灰窑气中大部分是氮气，其次含C0228％左右，CO含量1％左右，02含量只有3％左右。
由于窑气中CO含量低，往往引起管理和操作上的忽略。
但空气中CO的最高允许浓度为30mg/m3,1％的CO浓度相当于允许指标的400多倍，因此，长期在漏气环境中操作会造成CO中毒事故。
同时，由于窑气缺氧，要防止发生氮气和CO2窒息事故。
（四）变换气破化易燃易爆易中毒
采用变换气碳化煤球流程，变换气中含氢50％左右，含二氧化碳25〜28％,含一氧化碳3.0〜3.8％，是易燃、易爆、易中毒气体。
温度高时，变换气中的CO2在有水分的情况下，对设备腐蚀严重；
当设备承受不了压力产生物理爆炸时，还会引起氢和一氧化碳的化学爆炸。
二、安全操作要点
（一）石灰窑顶防宥空坠落
（1）石灰窑作业，在窑顶要防止高空坠落，在窑底加料出灰必须戴好安全帽，防止窑顶料石等物件下落碰伤。
（2）电动葫芦的限位刹车、按钮开关要保持完好，吊斗上、下要有联系信号，专人操作，严禁斜吊。
（二）运转设备防损坏及伤人
（1）制球开车前，必须检查粉碎机给料皮带运输机上的电磁吸铁功能，防止煤中夹带铁片，损坏粉碎机和压球机。
（2）皮带运输机操作要设有统一的、明确的联系指挥信号和事故信号。
（3）禁止任何人在皮带上行走或坐卧休息。
穿越皮带应从“过桥”上通过，禁止从皮带上、下通过，禁止在皮带上任意放物件。
（4）操作前应穿戴好防护用品，扣紧袖扣，禁止将衣服敞开，禁止用绳、线绑扎衣、裤和袖口，必须戴工作帽，发辫应纳罩在帽内，最好剪短发。
（5）校正皮带跑偏，清理皮带滚筒、托滚及各运转部件时，必须停车处理。
在皮带机运行中，严禁用手、木棍、铁铲等物件进行铲、刮清理和用扫帚清扫。
（6）所有运转设备，开车时严禁进行检修。
检修前，应办理安全检修许可证，认真交接，并切断电源，在开关上挂上“禁止合闸”的警告牌。
（7）传动设备运转部件要设置防护罩、防护栏杆等安全设施。
（三）煤球碳化操作注意事项
（1）装罐岗位要双人作业，严禁脱岗。
不能使用漏气罐，谨防中毒和爆炸。
发现碳化罐阀口漏气，要及时停止装球，进行检修。
（2）变换气碳化装球运行前及切气出球前都要用蒸汽进行置换，防止罐内变换气和空气混和形成爆炸气体。
（3）进入碳化罐内检修要办理入罐许可证，防止中毒、窒息、爆炸等事故产生。
（4）开加热器冷凝水阀和放空阀，操作位置应适当，防止烫伤。
（四）防尘
做好防尘、除尘及个人卫生防护工作，粉尘多的部位用罩壳密闭或安装吸风除尘设备，个人穿戴好防护用品。
因石灰、煤粉等尘屑易沉积堵塞，除尘装置应定期清理。
（五）开、停车注意事项
1.开车前准备工作
（1）检查各设备、管道、阀门、分析取样点及电气、仪表等，必须正常完好。
（2）与供水、供电及前后工段联系，作好开车准备。
（3）检查系统内所有阀门的开、关位置，应符合开车要求。
2.开车
（1）按要求配料装好石灰窑，进行点火烘炉，调节好石灰窑气体出口档板的开启度，控制窑内升温速率，升温结束后逐渐转入正常生产。
（2）对搅拌器、皮带输送机、粉碎机、提升机、压球机、鼓风机、引风机、球磨机、化灰器等运转设备，要分别进行检查清理、盘车，空运转1〜2分钟，查无异常后转入投料生产。
（3）煤球碳化系统用空气进行系统吹净，气密试验要合格。
（4）碳化罐装好生球后，石灰窑气碳化用循环气要进行排气置换。
如果是用变换气碳化，要用蒸汽进行排气置换，置换结束后，转入正常生产。
（5）变换气碳化罐开车，要注意系统压力变化，防止阀门开关不当，造成超压爆炸事故。
3.停车
（1）石灰窑停车时，应打开窑盖，关闭出口挡板，根据实际情况，逐渐清出石灰，然后让其自然通风降温。
如果是紧急停车或暂时停车，打开窑盖，关闭出口挡板，保持窑内锻烧层温度即可。
（2）制球岗位停车时，停止加料，当搅拌器、皮带输送机、粉碎机、压球机等运转设备的物料用完后，依次停车。
设备内外的煤屑等杂物打扫干净，防止下次开车重负荷起动损坏设备。
（3）碳化罐停车时，关闭碳化罐气体进出口阀，开启放空阀卸压。
如果是变换气碳化，卸压后用蒸汽置换直至合格，然后打开罐盖和卸料口出料，出料结束后，清理干净。
（4）变换气煤球碳化全部停车时，要先开系统近路阀，后切进系统气体进、出口阀，防止把化工生产气体切断，造成前工段憋压，后工段抽负而产生爆炸事故。
三、常见事故及预防
（一）从窑顶坠落
石灰窑顶离地面18m左右，人要在窑顶上进行用行车吊料和开、关炉盖加料等操作，窑顶和窑底要经常联系，如果无联系信号，人站在窑顶栏杆上叫喊，就非常危险；
操作室又小又简陋，因此当发生电气开关失灵及机械故障等情况时，如果惊慌失措，就有可能造成人或吊斗等物件从高空坠落，造成伤亡，可见这里是易发生事故的部位。
预防措施：
（1）电动葫芦限位刹车、钢丝绳、按扭开关保持完好。
（2）专人操作，吊斗升降预先用电铃联系。
（3）窑底操作工必须戴好安全帽，窑顶操作工不能随便往下丢杂物，窑顶不能放有容易掉下的物件。
（二）机械伤害
原料加工过程中，煤和石灰的输送、过筛、搅拌配料、粉碎、压球、装罐、出罐等，从前到后都使用机械传动装置和运转设备。
原料加工管理操作人员多是临时工，文化知识、安全意识较差，容易出现违章作业，如有时为了怕麻烦、图方便，有故障不停车进行处理；
检修时无人监护或监护不认真；
检修时开关不挂禁动牌；
不全面检查就随意启动等。
这些原因都极易导致机械伤害事故。
（1）传动设备必须停车后才能检修和清理。
（2）检修时切断电源开关，要挂禁动牌。
（3）传动部位要设防护罩。
（4）要仔细检查后才可以进行启动。
（三）粉碎机和压球机损坏
如果电磁铁失灵，或输送带上煤层过厚，使其失去吸铁功能，就会使粉碎机或压球机损坏。
经常检查吸铁功能，清理电磁吸铁上面的吸物，并均匀上料。
（四）一氡化碳中毒
碳化罐阀门如果漏气，装罐人员就可能发生一氧化碳中毒。
必须经常检查碳化罐阀门，漏气罐不准生产，并及时汇报，联系包机工更换阀门。
（五）碳化罐爆炸
在加压变换气碳化煤球流程中，碳化罐是在受压、受热和存在腐蚀介质等条件下运行，工艺上与化工生产有关联，因此在下列情况下，就可能发生碳化罐爆炸事故。
（1）在生产过程中，特别是在碳化罐装料、出料过程中，气体进、出口阀开关频繁，如果阀门开关错误，造成气体送不出，即会发生碳化罐超压爆炸。
（2）如果碳化罐在装好球通气时，或打开底盖卸料前，碳化罐内没有用蒸汽置换或置换不合格，罐内形成氢气，一氧化碳和氧气混合物，就有可能发生化学爆炸。
（3）如果碳化罐气体进出口阀漏气，就会发生一氧化碳中毒，或由于撞击等原因发生火花引起爆炸。
（4）碳化罐是压力容器，有些厂违反规定，自制碳化罐，由于焊接不合格，再加上气体中饱和了水汽，温度乂比较高，致使二氧化碳对设备的腐蚀性比较强，使用一段时间后，设备腐蚀承受不了压力，就会产生爆炸，物理爆炸还能引起化学爆炸。
以上情况表明，变换气碳化罐是易发生重大爆炸事故的设备。
（1）碳化罐要按压力容器规定制作，无许可证的不准制作。
（2）操作要按程序作业，防止错误开关阀门，造成憋压，尤其是开、停车过程中，要注意系统压力变化。
（3）对碳化罐腐蚀情况要定期检测。
（4）碳化罐气体进、出口阀门如果漏气，要停止装罐，及时检修。
（六）石灰消化烫伤
石灰消化过程中会放出大量的热，易使人烫伤，同时对皮肤有腐蚀作用。
热气流还会带出石灰粉尘，因此要做相应的防护工作。
消化石灰操作工要穿好工作服、防护鞋、胶皮手套、戴好防尘眼镜和口罩。
第三节典型事故案例分析
一、事故统计
表2-1历年来原料加工各类亊故次数统计表
年份
生产操作事故
机电设备事故
火灾爆炸事故
其它事故
合计
1966
1
1970
1973
1975
1976
5
6
12
1977
2
10
1978
7
1979
1980
1981
1982
1984
1985
1986
1987
1988
1989
34
36
74
从统计表中可见，原料加工历年来发生的74起事故中，变换气碳化罐火灾爆炸事故居首位，共36起，占总事故数的48.6％;
其次是操作事故,共34起,占总事故数的46％。
此两类事故之和占总事故数的94.6％。
表2-2发生搡作事故思因统计表
原因
违章
误操作
缺乏安全知识
次数
31
由表2-2可见，在34起操作事故中，有31起是违章操作造成的，占91.2％。
主要是不停机进行清扫、加油或检修，以及检修时电气开关不挂禁动牌而造成的机械伤害事故。
表2-3发生火灾事故原因统计表
设备缺陷
13
23
从表2-3中看出，共发生事故36起，其中由于设备缺陷引起的23次，占总爆炸次数的64％。
这些事故出在煤球变换气碳化流程中。
碳化罐是压力容器，有些厂违反压力容器制造规程，自行制作，焊缝未焊透，又不探伤，加上碳化罐易腐蚀，多年使用后又不检测，有的还超压长期运行，从而造成碳化罐火灾爆炸事故。
另外变换气压力高，而碳化罐进、出口气体阀门易漏气，如果对漏气罐不及时停装煤球进行检修，使煤气漏入正在装球的罐内，就会引起火灾爆炸及中毒。
其次是违章操作13起，占36％，主要是碳化罐不置换或置换不彻底，以及在带压时紧镙丝造成的。
表2-4人身伤亡事故分类统计（单位：
人）
死
亡
重
伤
机械伤害
火灾爆炸
坠落
车辆伤害
触电
倒塌
中毒
死亡
重伤
44
21
9
伤亡总数
亊故类别
从表2-4中可以看出，原料加工历年来人身伤亡总人数44人。
其中机械伤害18人，占总伤亡人数的41.3％，主要原因是原料车间机械传动装置多，临时工多，素质差，安全知识少，经常不停车就进行清理和检修，或检修时不挂禁动牌，不切断电源造成误启动等，导致很多机械伤害事故。
其次是火灾爆炸事故，死伤15人，占总伤亡人数的34.1％，主要原因就象上面分析的那样，变换气碳化罐自制不合格、运行过程中腐蚀及碳化罐气体进、出口阀漏气等而发生事故。
二、典型事故案例分析〔案例2-1〕事故名称：
石灰窑坠落致人死亡发生日期：
1984年10月25日发生单位：
江苏省深阳化肥厂原因类别：
违章作业
事故经过及原因分析：
石灰窑操作工加完石头后，将两台空加料车放在吊篮上同时下吊。
按规定，吊篮在炉顶时，应用一根4）57X3.5mm的铁管销在吊篮下面，防止吊篮掉下。
而该操作工图方便，随手取用一根4>
25X3mm的废旧无缝钢管代替。
同时，人体也违章上到吊篮上。
因为Ø
25×
3mm的废旧钢管承受不了加料车和人的重量，管子被压弯脱落，人同吊篮、加料车一起坠落地面，该操作工死亡。
教训：
人和物不能混载，吊物的吊篮不能吊人，紧固件不能随意取代，严禁超载。
〔案例2-2〕事故名称：
坠入石灰窑死亡事故发生日期：
1976年11月发生单位：
河南省息县化肥厂原因类别：
该厂石灰窑口装有一台三角架，三角架上按一滑轮，供装石灰石用。
由1名操作工甲控制电器开关，另1名操作工乙在窑口装石灰石。
当2名操作工正在工作时，由于电器开关突然失灵，甲虽用力按停止电钮，但装石灰石的筐子仍继续上升，直至把三角架顶翻。
乙见此状况不知所措，
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