基于设备选型改造探讨合成氨节能减排的有效途径

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1、基于设备选型改造探讨合成氨节能减排的有效途径王鹏(安徽建筑工业学院材料与化学工程学院，安徽合肥)[摘要]合成氨厂造气工序的节能降耗是化肥企业生存与发展的关键。对于固定层煤气发生炉的节能降耗，设备的配置与调整是核心问题。从设备的选型、改造和配置3个方面展开讨论。设备选型节能包括煤气炉造型、炉箅选型、联合废锅的选型、洗涤塔的选型、透平机选型，采用管式高压夹套、高效旋风除尘器和改装节能风机。对煤气炉和脱硫泵进行了技改，并对安装节能专用设备中的变频器、内馈斩波调速设备和无功功率补偿装置进行了探讨。[关键词]合

2、成氨；生产设备；节能减排；设备改造：途径氮肥企业是耗能大户，面对市场的冲击，如何节约能源、最大限度地降低生产成本以及搞好装置挖潜是企业生死存亡的关键，因此合成氨厂造气工序的节能降耗是化肥企业生存与发展的关键。对于固定层煤气发生炉的节能降耗，设备的配置与调整是核心问题，固定层煤气发生炉的汽化效率高低直接影响到节能降耗，汽化效率高低受许多条件约束，本文从设备的选型、改造和安装节能专用设备3个方面展开讨论。1设备选型节能1.1煤气炉的选型近几年来，业界一些专家和同行在对比了小氮、中氮的炉型、煤耗、温度控制等

3、方面的设备和工艺参数后指出，目前固定层制气生产过程中，煤气炉的高径比是制约中氮厂或一部分尚未进行改造的小氮肥厂节能降耗的主要因素。长期实践表明，选用直筒炉是比较理想的，选择时要注意高径比必须在2:1之间比较合理。炉底部的炉渣过渡区E300~400mm，有利于燃料层稳定下移，可避免发生流炭现象，有利于降低炉渣含碳和节能降耗。河南心连心化肥有限公司于2007年12开始对造气车间原有3.0m造气炉系统进行拆建技改，并于2008年4月下旬一次性开车成功。新型CY-Φ53.2m煤气炉适用于以各种原料煤进行造气，

4、它的主要特性：(1)降低一次风入炉风速，优化入炉布风状态。老式煤气炉一次风入炉流量达到35000m³/h时，流速为21．6m/s，而新型CY-Φ3.2m煤气炉流速降到了5.6m/s，对炉内料层的冲击大幅下降。(2)降低炉膛内山炭层气流速度，提高吹风强度，减少“吹翻”现象。(3)炉下部采用耐高温设计，更适应烧劣质煤，操作弹性提高。(4)新型CY-Φ3.2m煤气炉炉体总高6600mm，高径比达到2:l，上气道出气口采用顶部斜出。央套高度3000mm，既不会“挂疤”，又降低了炉上温度和带出物，操作弹性大幅提

5、高。1.2炉箅选型炉箅是煤气炉的核心部件之一，其功能好坏直接影响到炉况正常，也必然影响节能降耗。相当长的一段时间内，业界对炉箅的配置和使用存在误区。生产中炉箅的形式只保守地采用塔形，同时采用较高的高度，通常Φ3000mm系列炉所用的炉箅高度控制在1.65～1.75m之间，Φ2000mm系列炉控制在1.45m左右。炉箅越高，整个煤气发生炉的高度也越大，更重要的是，炉箅占炉膛的体积就越大，会占据更多气化层的气化空间，有效气化层不得不向上推移，使干燥层到氧化层的气化空间进一步受到限制，从而导致炭层过薄，CO

6、2还原得不到保障，气体成分差。另外，靠近炉箅部分的炭与一次空气送来的氧接触，提温速度过快，造成结块。如果一次风量控制不好，煤气炉由于风压过大，炭层很容易被吹翻。较好的炉箅应具有以下功能：(1)应具备承渣、导渣、降渣、推渣、破渣、排渣的功能。(2)合理布风。根据煤气炉使用的原料品种、炭层高度、风机风压和风量来选取布风合理的专用炉箅。新型CY-Φ3.2m煤气炉入炉箅布风状态为扇而分散状气流，与炉箅风道相应，形成均匀布风。(3)通风面积大。只有通风面积大的炉箅，才能实现煤气炉高负荷生产所需要的风量。(4)带

7、出物少。炉箅通道折边设计合理，一般带出物不会太多(每天在l5kg左右)，有的锥炉1d带出物多达1.4t，影响煤气炉正常运行。(5)使用寿命长。质量差的炉箅使用寿命仅6个月，好的铸钢炉箅使用寿命可达2～3年。炉箅的合理配置是制约煤气发生炉煤耗的主要因素，合理地设计炉箅高度可以使有效炭层得到提高，有效改善炉内操作情况，降低煤耗。为使炉箅发挥最佳效果，有利于气化反应，要根据炉箅的型式、炉箅在造气炉所处位置的不同、造气炉操作工况等因素进行调整。1.3联合废锅的选型选用热管锅炉和套管锅炉比较好，余热回收效果较完

8、全，套管锅炉还具有阻力低、不易集灰特点，选择锅炉时要注意内部的通道面积，一定要大于进口管的截面积，否则会出现废锅阻力大，影响发气量。1.4洗涤塔的选型洗涤塔的种类较多，有填料塔、旋流板塔、筛板塔、隔板错位塔、角钢塔、无通混板式塔、空塔喷淋等。各有利弊，最后要看效果。判定传质冷却效果的指标：(1)出塔煤气温度要<40℃。(2)塔的进口压力要<0.4kPa，说明塔的阻力低，塔的出口到气柜煤气进口，煤气在管道里的流速保持在6m/s左右。1.5透平机选型透平机在