中小氮肥造气工艺技术优劣对比及其改进浅述

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1、中小氮肥造气工艺技术优劣对比及其改进浅述彭爱军盂新东(湖南金信化工有限公司冷水江417506)2008-08-190 前言   据统计,以块煤为造气原料生产合成氨的化肥厂造气成本占合成氨成本的60%以上。当前煤价上涨,化肥价格下跌,化肥厂经受了比较严峻的考验,降低造气成本成了合成氨生产的重中之重。近几年来,各化肥厂对造气实现了各种各样的技术改造技术革新,如造气流程改造、吹风气集中回收、煤气炉本体改造,降低炉上温度等一系列降低煤耗,提高煤气炉发气量的改造,综合起来说,改造、革新内容主要是向小氮造气学习。部分小氮肥企业造气状况还真不

2、错,煤气炉气化强度高达1400~1500m3/m2·h,吨氨造气入炉煤耗仅1100~1200kg,而中氮肥企业煤气炉气化强一般为1100~1200m3/m2·h,吨氨造气入炉煤耗一般为1400~1500kg。小氮肥企业造气到底比中氮肥企业强在哪些地方?为什么强?中氮肥企业造气要达到小氮肥企业水平该怎样改进?本文值此作一些思考。1 小中氮肥企业造气工艺技术比较1.1 造气流程   小氮肥企业造气流程可用一个“短”字概括,与中氮比,没有燃烧室,洗气箱。吹风是从煤气炉出来后,经除尘器除尘后入吹风气回收总管或直接放空;上吹气经除尘器除尘

3、后经废锅回收热量后入煤气部管。流程短,吹风时阻力少,有利于提高吹风效率,废锅设有蒸汽过热段,夹锅、废锅蒸汽在过热以后入炉比饱和蒸汽制气效果好。1.2 煤气炉本体   中氮肥企业煤气炉直径一般为Φ3000~Φ3600mm,以Φ3000mm煤气炉为例,从灰盘至上气道口下沿高度只有3.8m。而小氮肥企业煤气炉直径一般为Φ2400~Φ2600mm,高度较Φ3000mm煤气炉高1m以上。煤气炉高度较高,有利于碳层高度的提高,从而提高气化层厚度,提高蒸汽分解率,提高气体中有效气体成分。现小氮肥企业煤气炉碳层高度一般控制在风帽上2.8m以上,

4、而中氮肥企业碳层高度一般只控制在风帽上1.9m左右,再往上提碳层,煤气炉易挂壁。1.3 炉箅及炉下结构   中氮肥企业一般采用扇形炉箅或均布型炉箅,比较强调外环区布风量大,由四块组成的大直径均布型炉箅下层渐开线较长,下渣块度相差较大,炉箅与炉膛壁间隙最宽处为250mm,最窄处为100mm,炉箅座较矮,炉下短节一般只有350mm,灰渣在灰门外堆渣角比较大,出灰口高度选择较低,一般为220~280mm稍大的渣堆难以排出,造成下层堵塞。   小氮肥企业煤气炉一般采用均布型炉箅,层与层之间流道宽,通风面积大,由于煤气炉直径小,炉箅下层渐

5、开线短,下渣埠度均匀,炉箅座较高,炉下短节一般有400mm以上,储灰量大,灰盘相对较大,灰渣有灰门外堆渣角度比较小,出灰口高度较高,一般为280mm以上,排渣较畅,灰犁一般为箱形结构不易变形损坏。1.4 造气操作工艺   小氮肥企业造气工艺最主要的特点是上部温度低、碳层高、吹风时间短。下部温度一般控制在250~300℃,有的甚至在400℃以上,这样的温度通常是通过拉大下吹与上次时间差的高碳层操作实现的。碳层高度一般控制在风帽上2.8m以上,碳层高对吹风是不利,吹风气中可燃气体高,因此一般都设有吹风气集中回收。提高碳层对制气是相当

6、有利的,可提高蒸汽分解率,减少未分解蒸汽带出热量而降低煤耗,可提高气体中有效气体成分,多使用氮空气而提高煤气炉发气量,氮空气的加入又可减少吹风时间表从而提高产气量。在时间表的分配上,小氮肥企业吹风时间不到总循环时间的20%,下吹时间表占总循环的45%以上,把火层控制在煤气炉的中下部,能形成较好的渣块。灰渣层除起保护炉箅作用外,另一个重要的作用就是均匀布风。较好的渣块保证了有效的通风面积,从而提高吹风率减少吹风时间表。   中氮肥企业煤气炉炉上温度控制较高炉条温度相对较低,一般来说,炉上温度在450℃以上,炉下温度在300℃以下,

7、碳层相对较低。时间分配上,中氮肥企业煤气炉吹风时间一般占总循环时间表的22%以上,有的厂甚至占25%以上,要想达到小氮肥企业煤气炉的状况真还有一定的困难。   可以说,小氮肥企业煤气炉发气量高、消耗低的主要原因是工艺和设备上形成了一个合理的体系,这个合理的体系形成有其特定的历史和背景。2 小氮肥企业“造气体系”形成的历史和背景   “小氮肥”是计划经济时代的产物,小氮肥企业之所以称“小氮”,就是其原设计合成氨规模小,一般在25kt/a以下,其隶属关系是地市一级,而中氮肥企业规模一般在25kt/a以上,隶属于省一级,正因为其规模小

8、级别低,吃不上计划皇娘山西白煤,一般采用热稳定性较差的本地劣质块煤或气化型煤如煤棒、煤球等作为造气原料,煤气炉直径一般设计为Φ2240mm或Φ2400mm,采用热稳定性差的煤制气,炉上温度不宜高,因此小氮造气流程不设燃烧室,不使用二次风,吹风气直接放空,炉上温度

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