固定床造气炉技术改造及新型煤气化技术在我公司应用

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1、固定床造气炉技术改造及新型煤气化技术在我公司的应用王中刚秦喜科山西丰喜肥业（集团）股份有限公司临猗分公司摘要：在目前我国天然气、油、无烟煤价格较高的情况下，合成氨原料路线改造势在必行。丰喜集团临猗公司在优化固定床造气工艺的同时，积极探索、实践新型煤气化技术，特别是加压循环流化床气化技术的建设实施将有力提升我国煤气化技术水平，对实现合成氨原料煤本地化具有重大意义。1.氮肥企业原料煤本地化势在必行我国有丰富的煤炭资源，煤炭是我国的主要能源之一。在煤炭利用技术中，煤气化是煤炭能源转化的基础技术，也是煤化工发展中最重要、最关键的工艺过程之一。国内中小氮肥企业提供了氮肥供应总量的7

2、5％以上，对于氮肥行业，尤其中、小氮肥厂来说，煤气化技术对其生存和发展关系尤为密切。目前全国80%的中小化肥企业采用固定床气化炉制气，原料是山西晋城、阳城的无烟块煤和焦炭，不仅效率低、污染大，而且煤炭运输困难，价格很高。采用Shell、Texaco等先进的气化技术是扩大原料煤种、降低环境污染的重要方法，但是这些煤气化的专利技术基本都掌握在国外大公司的手中，引进这些技术必须支付昂贵的专利费。这不但需要大量的外汇，而且给企业造成了巨大的经济负担。如何根据我国国情解决中小氮肥企业煤气化技术的规模升级，实现原料煤本地化已迫在眉睫。2.固定床造气炉现状及改造情况山西丰喜集团创立于1

3、998年6月，是一个集化肥、化工、化工机械制造于一体的国家大型一类企业，是山西省最大的氮肥生产企业之一。临猗分公司是丰喜集团的核心企业，经过多年的发展，目前已形成年产合成氨40万吨、尿素60万吨、甲醇15万吨、复混肥5万吨、液体CO20.5万吨、编织袋1000万套的装置规模。临猗分公司现有三个合成氨厂，总共25台固定床间歇式气化炉，其中φ2600系列18台，φ2400系列7台。造气原料以阳城、阳泉无烟块煤和粒度煤为主，年消耗无烟煤50余万吨，其中含沫量（<8mm）约20%，每年约10万吨，因粒度太小而无法在固定床气化炉上使用，目前外售。近几年来，我厂投入大量资金进行技术改

4、造，先后完成了皮带机输煤、自动加焦、寻优微机、DCS寻优系统、造气炉扩径等改造，对降低消耗、改善操作环境起到了重要作用。2003年来，我公司规范煤炭采购渠道，对入炉煤精挑细选，严格贯彻“精料、连运、降耗”六字方针，白煤消耗呈不断下降趋势。2005年临猗公司生产合成氨41万余吨，白煤单耗为1238kg/tNH3。2.1寻优微机改造固定床造气炉的稳定性是决定煤耗高低的根本，但决定炉况稳定性的外界因素多而不稳，炉内的燃烧及气化状况极其复杂，单纯依靠传统的程序控制达不到满意的效果，往往是操作工靠经验来维持或处理非正常炉况。如何通过现代化的仪控手段和模糊控制理论实现炉况的自调节、自

5、适应是造气人多年的梦想。从1999年始，我公司经考察决定使用湖南仪峰优化控制技术有限公司开发的造气寻优微机。2001年在12万t/a合成氨造气系统上首先使用了LYJ4型DCS控制系统，随后二三分厂也利用大修改造机会实现了产品升级换代。该系统不仅实现了普通DCS具有的数据显示、存储、查询等功能，其独特之处是嵌入了一个炉况专家在线问诊软件（炉况寻优控制专家系统），可在各企业造气生产不稳定的或工艺调试期，通过人机对话，在线指导和辅助造气的工艺调试，大大减少生产的波动期和工艺调试周期。一分厂共9台φ2650炉，自2001年11月份建成投产以来，无论是烧焦炭、小籽煤还是中大块，单炉

6、发气量都超过9000Nm3/h（测试数据为10037Nm3/h），单炉日产合成氨超过60吨，年产合成氨能力超过两万吨。在系统未配置氢回收装置情况下，烧三级焦（水分20％左右）吨氨实物耗1550Kg左右，烧小籽（固定炭68-70％，煤矸石含量10％左右）吨氨实物耗1250Kg左右，烧中大块煤，吨氨实物煤耗达1100Kg左右，炉况能做到长周期稳定。2005年一分厂共生产合成氨17.1万吨，白煤消耗1190Kg/tNH3。多年来的实践证明，长沙仪峰的开发思路是正确的，产品性能越来越稳定、越完善，它不仅仅给操作和管理人员带来了方便，更重要的是为我公司的节能降耗工作做出了贡献。2.

7、2联合过热器流程改造我公司二、三分厂造气分别始建于1992年、1996年，造气炉全部采用一炉一器（废锅）一塔（洗气塔）工艺，制气系统阻力大，下行煤气显热不回收，一方面入炉蒸汽品质低，经常带水，造成炉况波动较大，直接影响正常供气，另一方面下行煤气直接进入洗气塔，由于循环水量有限，空塔喷淋，造成洗气塔出口温度居高不下，特别是夏季高温季节影响更甚，直接影响后工段罗茨风机及合成压缩机的打气量，使产量得不到提高。另外，随着装置生产能力的逐步扩大，原有蒸汽系统容量偏低的弊病逐渐显现，也直接影响造气炉的稳定运行。为进一步稳定工艺，公司决定对