專利名稱：一種廢物燃燒發(fā)電配套合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的生產(chǎn)方法，具體地說是一種將廢物燃燒發(fā)電與合成氨聯(lián) 產(chǎn)尿素進(jìn)行配套運(yùn)行、循環(huán)互利的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，我國比較成熟的廢物燃燒發(fā)電和合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素生產(chǎn)已有多年的歷史。但 是傳統(tǒng)的廢物燃燒發(fā)電，也有兩大缺點(diǎn)(1)、燃燒溫度低，導(dǎo)致發(fā)電效率低，也不利于 熱電聯(lián)產(chǎn)；(2)、燃燒煙氣毒性大，除污成本高。這兩大缺點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)的廢物燃燒發(fā)電廠 的經(jīng)濟(jì)效益不好，其利潤目前主要來源于國家的政策優(yōu)惠。傳統(tǒng)煤方案生產(chǎn)合成氨聯(lián)產(chǎn)尿 素也有五大缺點(diǎn)(1)、高碳低硫優(yōu)質(zhì)煤的原料來源很有限；(2)、煤是不可再生的資源； (3)、能耗高，我國合成氨生產(chǎn)能耗約占全國能耗的4%;噸氨生產(chǎn)成本中能源費(fèi)用占70% 以上；(4)、除污成本大；(5)、半個(gè)多世紀(jì)以來，電價(jià)與煤價(jià)相比，電價(jià)呈下降趨勢，煤 價(jià)呈上升趨勢；而且，國家目前對化肥用煤的政策性低價(jià)，受到兩方面壓力， 一是市場經(jīng) 濟(jì)的理念壓力，二是入市后的國際壓力。針對傳統(tǒng)廢物燃燒發(fā)電的兩大缺點(diǎn)和傳統(tǒng)煤方案 生產(chǎn)合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的五大缺點(diǎn)，發(fā)明人提出以廢代煤的思想，廢物燃燒發(fā)電與合成氨聯(lián) 產(chǎn)尿素配套運(yùn)行、循環(huán)互利。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明首次提出以廢物為原料生產(chǎn)合成氨，廢物燃燒發(fā)電與合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素配套運(yùn) 行。將傳統(tǒng)廢物燃燒發(fā)電的前半部分與傳統(tǒng)以優(yōu)質(zhì)煤為原料的合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的后半部分 進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以自產(chǎn)氨水洗滌凈化廢物燃燒煙氣，循環(huán)互利。既擴(kuò)大了合成氨生產(chǎn)的原 料來源，又解決了傳統(tǒng)的廢物燃燒發(fā)電的缺點(diǎn)；而且，還解決了廢塑料、廢橡膠、廢棄的 化纖織物的處理難題，另外既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，包括以下步驟1、用氨合成反應(yīng)熱烘干、加熱有機(jī)廢物，如秸稈、生活垃圾、城巿下水道的污泥、廢塑料、廢橡膠、廢棄的化纖織物等；
2、 已烘干、加熱的廢物燃燒，其中高熱值的廢塑料、廢橡膠相當(dāng)于起"助燃劑"的 作用；
3、 熱電聯(lián)產(chǎn)，高溫燃燒熱通過鍋爐產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備發(fā)電，熱電聯(lián)產(chǎn)的可 用熱一部分用作合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素生產(chǎn)的工藝用熱，熱電聯(lián)產(chǎn)的可用熱大部分用于居民集中 供熱；
4、電解制氫，作為合成氨的原料可以采用二十多年前美國發(fā)明的一種電解制氫方 法，美國已用這種方法建成較大規(guī)模的制氫工廠。影響這種方法推廣的因素是它對環(huán)境有 污染(l)產(chǎn)生二氧化碳；(2)廢電解液是酸性的。本發(fā)明是整體配套運(yùn)行，這兩個(gè)缺點(diǎn)都 可以克服(l)二氧化碳正是下述第14步合成尿素的原料，多余的二氧化碳制干冰；(2) 酸性廢電解液與醎性的廢物燃燒灰燼中和，形成水溶性鉀鹽予以回收，中和后的固渣主要 是硫酸鈣，對環(huán)境無害；
5、 氫氣與氮?dú)夂铣砂保渲邪焙铣煞磻?yīng)熱循環(huán)回第l步去烘干、加熱廢物，氮?dú)獾?制備來自下述第10步；
6、 氨氣吸收用工藝水和從氨合成塔中出來的氫、氮、氨混合氣接觸，吸收其中氨 氣得到高于常壓的氨水，氨溶于水放出的熱量循環(huán)回第3步熱電聯(lián)產(chǎn)；
7、 氫、氮?dú)鈴陌彼幸绯龊螅?jīng)干燥后，再加壓，循環(huán)回到氨合成塔；
8、 氣態(tài)氨制備氨水經(jīng)減壓脫吸出氨氣，干燥后，作為尿素的原料；
9、 燃燒煙氣的凈化用脫吸后的氨水，逆流兩次噴淋洗滌燃燒煙氣，洗滌產(chǎn)物為含 氯化銨、磷銨、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、亞硝酸銨、硝酸銨等的水溶液，當(dāng)煙氣中的氯化 氫、硫氧、氮氧、磷氧化合物都被洗滌干凈后，如果溶液中還有氨剩余，則形成碳酸氫銨。 經(jīng)過凈化后的煙氣中，還剩下氮?dú)狻⒍趸?、氧氣、水蒸汽?br> 10、 燃燒煙氣的分離對經(jīng)過凈化后的煙氣，進(jìn)行冷卻、冷凝。由于冷凝溫度不同， 各成分依次分離，首先是水蒸汽，接著二氧化碳形成干冰，最后對剩下的氧氣、氮?dú)庾鲞M(jìn) 一步降溫分離，少量純氮?dú)庋h(huán)回上述第4歩去合成氨，大部分純氮?dú)馔怃N，同時(shí)采用節(jié)能效果好的冷熱聯(lián)供技術(shù)，在冷卻煙氣的同時(shí)，加熱烘干第9步得到的洗滌產(chǎn)物；
11、 含磷混合氮肥和氮磷鉀混合肥的制備將上述第4步回收的水溶性鉀鹽溶液和第 9步得到的洗滌產(chǎn)物用工藝余熱烘干成為含磷混合氮肥和氮磷鉀混合肥；
12、 將第8步得到的干燥的氨氣與第4步得到的二氧化碳合成尿素，其中放出反應(yīng)熱 循環(huán)回第3步熱電聯(lián)產(chǎn)。
由于循環(huán)初始啟動(dòng)時(shí)，氨還沒有合成，無氨合成反應(yīng)熱烘干加熱廢物，所以要預(yù)備少 量汽油點(diǎn)火，確保循環(huán)一旦啟動(dòng)，就立刻形成高溫?zé)帷U物一旦燃燒，就立刻需要氨水洗 滌煙氣，但此時(shí)氨還未合成，所以要預(yù)備一些氨水。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和效果。 1、提高廢物燃燒發(fā)電的溫度。傳統(tǒng)廢物燃燒發(fā)電廠是廢物加少量汽油同空氣燃燒， 為了提高廢物燃燒溫度，本發(fā)明采取了兩個(gè)措施(1)、用氨合成反應(yīng)熱烘干、加熱廢物； (2)、用高熱值的廢塑料、廢橡膠做"助燃劑"。燃燒溫度高帶來發(fā)電效率高、能實(shí)現(xiàn)熱 電聯(lián)產(chǎn)、能實(shí)現(xiàn)熱能梯級利用、能實(shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供。
2、 廢物燃燒煙氣釆用自產(chǎn)氨水洗滌凈化，對煙氣中氯化氫、硫氧、氮氧、磷氧化合 物，除污效果好。
3、 在電解制氫氣和煙氣氨水洗滌凈化過程中，自然產(chǎn)出合成氨生產(chǎn)需要的純凈氮?dú)?br> 和合成尿素需要的純凈二氧化碳。
4、 能量循環(huán)利用，能耗大幅度降低。傳統(tǒng)煤方案"煤造氣制氫"，大量消耗優(yōu)質(zhì)煤，
也要外購電。本發(fā)明"自發(fā)自用"，能實(shí)現(xiàn)電的"自給自足"，耗電沒有成為本文方案的
"包袱"；本發(fā)明還能對外供蒸汽，可以在工廠周圍形成較大的居民集中供熱區(qū)。
5、 本發(fā)明變廢為寶，使廢物成為繼煤、油、天然氣之后的、合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的"第 四原料"。同時(shí)，由于廢物比煤便宜得多，單位產(chǎn)品成本降低。
權(quán)利要求
1、一種廢物燃燒發(fā)電配套合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下具體步驟(1)、用氨合成反應(yīng)熱烘干、加熱有機(jī)廢物；(2)、已烘干、加熱的廢物燃燒；(3)、熱電聯(lián)產(chǎn)，高溫燃燒熱通過鍋爐產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備發(fā)電，熱電聯(lián)產(chǎn)的可用熱一部分用作合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素生產(chǎn)的工藝用熱，熱電聯(lián)產(chǎn)的可用熱大部分用于居民集中供熱；(4)、電解制氫，作為合成氨的原料，副產(chǎn)二氧化碳作為下述第(12)步合成尿素的原料，多余的二氧化碳制干冰；副產(chǎn)酸性廢電解液與醎性的廢物燃燒灰燼中和，形成水溶性鉀鹽予以回收；(5)、氫氣與氮?dú)夂铣砂?，合成反?yīng)熱循環(huán)回第1步去烘干、加熱廢物，氮?dú)獾闹苽鋪碜韵率龅?10)步；(6)、氨氣吸收用工藝水和從氨合成塔中出來的氫、氮、氨混合氣接觸，吸收其中氨氣得到高于常壓的氨水；氨溶于水放出的熱量循環(huán)回第(3)步熱電聯(lián)產(chǎn)；(7)、氫、氮?dú)鈴陌彼幸绯龊?，?jīng)干燥后，再加壓，循環(huán)回到氨合成塔；(8)、氣態(tài)氨制備。氨水經(jīng)減壓脫吸出氨氣，干燥后，作為尿素的原料；(9)、燃燒煙氣的凈化用脫吸后的氨水，逆流兩次噴淋洗滌燃燒煙氣，脫除煙氣中的氯化氫、硫氧、氮氧、磷氧化合物等有毒有害廢氣；(10)、燃燒煙氣的分離對經(jīng)過凈化后的煙氣，進(jìn)行冷卻、冷凝。由于冷凝溫度不同，各成分依次分離，水蒸汽、二氧化碳、氧氣和氮?dú)?，除少量純氮?dú)庋h(huán)回上述第(4)步去合成氨外，其余二氧化碳、氧氣和氮?dú)馊炕厥账茫煌瑫r(shí)采用節(jié)能效果好的冷熱聯(lián)供技術(shù)，在冷卻煙氣的同時(shí)，加熱烘干第(9)步得到的洗滌產(chǎn)物；(11)、含磷混合氮肥和氮磷鉀混合肥的制備將上述第(4)步回收的水溶性鉀鹽溶液和第(9)步得到的洗滌產(chǎn)物用工藝余熱烘干成為含磷混合氮肥和氮磷鉀混合肥；(12)、將第(8)步得到的干燥的氨氣與第(4)步得到的二氧化碳合成尿素，其中放出反應(yīng)熱循環(huán)回第(3)步熱電聯(lián)產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將廢物燃燒發(fā)電與合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素進(jìn)行配套運(yùn)行、循環(huán)互利的生產(chǎn)方法。本發(fā)明首次提出以廢物為原料生產(chǎn)合成氨，廢物燃燒發(fā)電與合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素配套運(yùn)行。將傳統(tǒng)廢物燃燒發(fā)電的前半部分與傳統(tǒng)以優(yōu)質(zhì)煤為原料的合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素的后半部分進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以自產(chǎn)氨水洗滌凈化廢物燃燒煙氣，循環(huán)互利。既擴(kuò)大了合成氨生產(chǎn)的原料來源，又解決了傳統(tǒng)的廢物燃燒發(fā)電的缺點(diǎn)；而且，還解決了廢塑料、廢橡膠、廢棄的化纖織物的處理難題，另外既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境。
文檔編號C07C273/00GK101407326SQ200710182279
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者曦 劉 申請人:曦 劉