工业型煤气化技术在合成氨工业中的应用.pdf

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1、工业型煤气化技术在合成氨工业中的应用伍海波(南京国昌化工工程设计有限公司，江苏南京210061)摘要：型煤技术作为煤炭加工领域的洁净煤技术之一，将其应用于煤头合成氨企业作为原料气的来源，有助于解决因块煤不足带来的合成氨企业成本增加以及减少粉煤资源的浪费和减轻燃煤烟气排放带来的大气污染问题。本文主要分析了工业型煤气化技术在合成氨工业中的具体应用。关键词：工业型煤气化技术；合成氨工业；具体应用1我国合成氨发展的现状二十世纪中叶，我国只有两家合成氨工厂，分布在大连及南京。当时，在上海也有一个小型合成氨的车间，其主要原料是水电解法制氢，其每年的生产能力综合为4

2、6kt氨。20世纪中叶之后，我国合成氨的产量呈现快速增长的态势。固定床气化技术即在这一时期开始发展，合成氨国产化时小3000吨合成氨厂的国内特有的小土炉发展而来的固定床造气炉，最初是人工搬考克切换气体流向，后改水压自动机，现在改为微机自动操作，是中国特有的造气方法，当然现在已不允许建设了，在向固定床富氧制气方向改造。最近几年，我国逐渐加大了对化肥工业的重视程度，由此我国的合成氨工业的到了迅速发展，同时逐渐形成了一种特有的合成氨生产格局，即大中型合成氨工厂并存、以天然气、石油、煤为原料并存的大体格局。我国现有能源结构为：石油资源贫乏、煤资源富裕，同时结合

3、我国目前资源的价格及投资情况，可以发现，我国合成氨工业今后的发展方向仍然是以煤为主要原料的。合成氨生产中原料煤占合成氨企业生产成本的l／3左右，把粉煤加工成型煤作为生产半水煤气的原料，可降低合成氨企业的生产成本，提高企业的竞争力。因此型煤气化技术的研究不仅对于企业经济状况而且对于整个社会的长远发展都有深远的影响。1．1型煤技术型煤是一种清洁、高效能的新型燃料，是以适当的工艺和设备等经过配制、混合等加工工艺，将粉煤加工成具有一定形状、尺寸及理化性能(热稳定性、防水性等)的块状燃料。按照用途型煤可分为民用型煤、工业型煤，其中工业型煤占比例比较大。利用廉价易

4、得的粉煤生产优质的气化型煤，具有很高的社会效益，为此国家把型煤产业列为节能、环保的重点扶持产业。2型煤煤气化技术制气方式首先是间歇气化方法。在气化过程中，原料煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，两者逆流接触，与气体上升的速度相比，相对于气体上升速度而言，原料煤的下降速度相对较慢，所以将其称之为固定床气化方法。固定床中的煤炭和气化剂是逆流接触，这一特点使固定床所产生的煤气的终温小于其他炉型，相比于其他炉型，其热效率较高。间歇气化制气流程为：进行吹风反应将炉温提高到一定温度，然后停止送风，送入水蒸气进行制气反应。吹风和制气反应交替进行，炉内温度也是

5、先升高后降低，所得的半水煤气质量也呈现周期性波动。通常将一个生产工艺循环分成吹风阶段、一次上吹制气阶段、下吹制气阶段、二次上吹制气阶段、空气吹净阶段等5个阶段来完成。其次是富氧空气连续气化法由于空气中氧气含量过低是不能实现连续制取合格半水煤气的根本原因，所以采用富氧空气代替空气作为气化剂就可以实现连续制气。型煤固定床富氧连续气化工艺流程大致如下：用粉煤加工制作的型煤，从煤气发生炉顶部料仓以三到五分钟的时间间隔由自动加料机间歇加入气化炉内，富氧空气和水蒸气自下而上通过煤层，型煤则完成干燥、干馏、气化还原、氧化燃烧和灰渣冷却等变化。煤气从气化炉顶排出后，经

6、降温除尘、余热回收等工序，最终得到合格的半水煤气。3型煤制气工艺条件型煤制气过程中的工艺条件包括温度、吹风速率、水蒸气用量、燃料层高度等方面，由于型煤在理化特性上的优势更适用于采用无烟块煤作燃料时的“三高一短”的工艺条件，即：高炉温、高风速、高炭层、短循环。其中需要注意的是富氧制气不存在短循环的问题。除此之外，型煤制气过程中对工艺条件要求一般包括以下几个方而，但最优工艺条件的确定需生产企业进行长期的造气生产实践来探索。高温有利于制气，高炉温时，气化反应速率快，水蒸气分解率高，但高炉温会造成热损失增加。实际生产中高炉温应控制在保证炉内不结疤的前提下低于燃

7、料灰熔点t2点温度下操作。由于型煤强度较低，在高炉温操作时，易出现蜂窝状理想疤，应采用低灰渣层操作，另破渣条应比块煤炉要长113左右，采用锥状破渣条，炉篦采用七层六边型高破渣能力炉篦，防止渣层上篷，是操作的关键。型煤气化比块煤气化生产的原料气中二氧化碳的体积分数要高百分之四到百分之六，煤气中二氧化碳含量可达为百分之十到百分之十四。要把二氧化碳体积分数降低以提高有效气体的含量就必须提高燃料层中还原层的厚度，因此就需要把煤气发生炉炉体加高，燃料层进一步加厚。4结语我国具有丰富的煤炭资源，是理想的型煤技术研究发展条件，因此要逐渐加强对型煤技术的研究。本文以合

8、成氨的发展现状为依据，探讨了型煤技术以及其在合成氨工业中的具体应用，以供参考。参考文献：【1】