固定床造氣爐技術改造及新型煤氣化技術在我公司的應用

1、1固定床造氣爐技術改造及新型煤氣化技術在我公司的應用固定床造氣爐技術改造及新型煤氣化技術在我公司的應用王中剛秦喜科山西豐喜肥業(yè)（集團）股份有限公司臨猗分公司摘要：摘要：在目前我國天然氣、油、無煙煤價格較高的情況下，合成氨原料路線改造勢在必行。豐喜集團臨猗公司在優(yōu)化固定床造氣工藝的同時，積極探索、實踐新型煤氣化技術，特別是加壓循環(huán)流化床氣化技術的建設實施將有力提升我國煤氣化技術水平，對實現(xiàn)合成氨原料煤本地化具有重大意義。1.1.氮肥企業(yè)原

2、料煤本地化勢在必行氮肥企業(yè)原料煤本地化勢在必行我國有豐富的煤炭資源，煤炭是我國的主要能源之一。在煤炭利用技術中，煤氣化是煤炭能源轉化的基礎技術，也是煤化工發(fā)展中最重要、最關鍵的工藝過程之一。國內中小氮肥企業(yè)提供了氮肥供應總量的75％以上，對于氮肥行業(yè)，尤其中、小氮肥廠來說，煤氣化技術對其生存和發(fā)展關系尤為密切。目前全國80%的中小化肥企業(yè)采用固定床氣化爐制氣，原料是山西晉城、陽城的無煙塊煤和焦炭，不僅效率低、污染大，而且煤炭運輸困難，價

3、格很高。采用Shell、Texaco等先進的氣化技術是擴大原料煤種、降低環(huán)境污染的重要方法，但是這些煤氣化的專利技術基本都掌握在國外大公司的手中，引進這些技術必須支付昂貴的專利費。這不但需要大量的外匯，而且給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟負擔。如何根據(jù)我國國情解決中小氮肥企業(yè)煤氣化技術的規(guī)模升級，實現(xiàn)原料煤本地化已迫在眉睫。2.2.固定床造氣爐現(xiàn)狀及改造情況固定床造氣爐現(xiàn)狀及改造情況山西豐喜集團創(chuàng)立于1998年6月，是一個集化肥、化工、化工機械制

4、造于一體的國家大型一類企業(yè)，是山西省最大的氮肥生產企業(yè)之一。臨猗分公司是豐喜集團的核心企業(yè)，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已形成年產合成氨40萬噸、尿素60萬噸、甲醇15萬噸、復混肥5萬噸、液體CO20.5萬噸、編織袋1000萬套的裝置規(guī)模。臨猗分公司現(xiàn)有三個合成氨廠，總共25臺固定床間歇式氣化爐，其中φ2600系列18臺，φ2400系列7臺。造氣原料以陽城、陽泉無煙塊煤和粒度煤為主，年消耗無煙煤50余萬噸，其中含沫量（8mm）約20%，每年約1

5、0萬噸，因粒度太小而無法在固定床氣化爐上使用，目前外售。近幾年來，我廠投入大量資金進行技術改造，先后完成了皮帶機輸煤、自動加焦、尋優(yōu)微機、DCS尋優(yōu)系統(tǒng)、造氣爐擴徑等改造，對降低消耗、改善操作環(huán)境起到了重要作用。2003年來，我公司規(guī)范煤炭采購渠道，對入爐煤精挑細選，嚴格貫徹“精料、連運、降耗”六字方針，白煤消耗呈不斷下降趨勢。2005年臨猗公司生產合成氨41萬余噸，白煤單耗為1238kgtNH3。2.12.1尋優(yōu)微機改造尋優(yōu)微機改造固

6、定床造氣爐的穩(wěn)定性是決定煤耗高低的根本，但決定爐況穩(wěn)定性的外界因素多而不穩(wěn)，爐內的燃燒及氣化狀況極其復雜，單純依靠傳統(tǒng)的程序控制達不到滿意的效果，往往是操作工靠經(jīng)驗來維持或處理非正常爐況。如何通過現(xiàn)代化的儀控手段和模糊控制理論實現(xiàn)爐況的自調節(jié)、自適應是造氣人多年的夢想。從1999年始，我公司經(jīng)考察決定使用湖南儀峰優(yōu)化控制技術有限公司開發(fā)的造氣尋優(yōu)微機。2001年在12萬ta合成氨造氣系統(tǒng)上首先使用了LYJ型DCS控制系統(tǒng)，隨后二三分廠也

7、利用大修改造機會實現(xiàn)了產品升級換代。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了普通DCS具有的數(shù)據(jù)顯示、存儲、查詢等功能，3洗氣塔出口煤氣溫度由改造前的55℃降至降至40℃左右。各爐夾套自產蒸汽與聯(lián)合過熱器軟水加熱段所產蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器過熱后，溫度由改造前的130℃增加至190℃左右，帶水現(xiàn)象基本杜絕。此次改造后，單爐發(fā)氣量提高了8001000Nm3h，平均產氣量達到8000Nm3h，供氣狀況明顯改善，達到了節(jié)能降耗的目的。以下是2004年投運后部分月份的白煤單

8、耗：年月份7月8月9月10月11月白煤單耗(KgtNH3)127712631240123812252005年三分廠生產合成氨15.7萬噸平均煤耗1243KgtNH3。3.3.新型煤氣化技術的應用新型煤氣化技術的應用多年來，我公司一直跟蹤最新煤氣化技術的發(fā)展及應用情況。結合當?shù)刭Y源狀況和本廠實際，制定了“多種氣化技術并舉，實現(xiàn)原料煤本地化”的發(fā)展規(guī)劃。2003年4月，我公司引進江蘇理工大學王同章教授的專利技術—間歇式流化床粉煤氣化爐技術，

9、邁出了使用新型煤氣化技術的第一步。該氣化爐以28mm的粉煤為原料，以空氣和水蒸汽為氣化劑，通過吹風、制氣兩個階段交替運行進行制氣，年可消化無煙沫煤3萬噸，增產合成氨1.5萬噸。后因塊末煤的差價縮小等原因暫緩建設。2004年7月，我公司向國家發(fā)改委申報了“合成氨原料路線改造項目”，使用國內自主開發(fā)的加壓流化床粉煤氣化技術生產合成氨，在國內首批獲得了國債專項資金支持。3.13.1氣化壓力的確定氣化壓力的確定我國自行開發(fā)的灰熔聚流化床氣化工業(yè)

10、示范裝置2002年成功示范后，多家企業(yè)相繼使用該技術進行了改造。實踐證明該技術具有煤種適應性強、氣體成分較好、碳轉化率較高、裝置經(jīng)濟性較好等特點，但常壓裝置存在生產強度低、能力規(guī)模小、相對投資高、壓縮功耗大等不利因素，對現(xiàn)階段我國氮肥企業(yè)眾多的0.8MPa變換而言，對1.0MPa氣化爐進行工業(yè)化示范更具推廣意義。1.0Mpa粉煤氣化不僅原料煤的來源范圍寬，單爐生產能力大，而且可去掉羅茨機，降低氮氫氣壓縮機負荷，電能消耗降低40％，節(jié)能降

11、耗顯著。僅節(jié)電一項，就比常壓裝置節(jié)電2／3。在當前我國“煤電油運”日趨緊張的形勢下在高能耗的氮肥企業(yè)實施該項目具有很大的現(xiàn)實意義。3.23.2加壓循環(huán)流化床粉煤氣化技術水平及開發(fā)現(xiàn)狀加壓循環(huán)流化床粉煤氣化技術水平及開發(fā)現(xiàn)狀陜西秦能天脊科技有限公司通過自主開發(fā)，借鑒國內外加壓氣化裝置的成功經(jīng)驗，目前已就加壓（1.0Mpa）氣化工藝中的加煤、排渣、高溫除塵、深度除塵等關鍵工業(yè)化技術取得較為理想的解決方案。1.0Mpa氣化工藝設計包已于200

12、4年5月28日在西安通過了專家論證。該成果的最大特點是技術水平高、投資成本低，投資僅為引進購買國外同類煤氣化技術的50％，且設備完全國產化。論證會專家組對1.0MPa加壓氣化爐的鑒定意見認為：該工藝設計包是根據(jù)國內外煤氣化技術發(fā)展現(xiàn)狀，結合中國國情而開發(fā)的具有國際先進水平、可與國外先進煤氣化技術相競爭的新一代煤氣化技術。3.33.3加壓工業(yè)示范裝置的關鍵技術加壓工業(yè)示范裝置的關鍵技術為適應06mm不均勻煤粒的連續(xù)加料要求，本裝置采用鎖斗