40000m_3_h恩德粉煤气化工艺技术改进_包福军.docxVIP

第6期中氮肥No.62014年11月M-SizedNitrogenousFertilizerProgressNov．201440000m3/h恩德粉煤气化工艺技术改进包福军1，毕清林2(1． 中电投电力工程有限公司，上海 200233;2．内蒙古宏裕科技股份有限公司，内蒙古呼伦贝尔 162650)［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004－9932(2014)06－0036－02 恩德粉煤气化技术［1］是基于气流床的一种常压气化工艺，上世纪90年代引入我国煤化工领域，因其技术成熟、投资低、建设周期短、煤种适应范围广、气化强度大、操作简单等优点，近些年来在一些中小型合成氨、甲醇、乙二醇及二甲醚生产装置中都有着广泛的应用。国内生产规模在40000m3/h的恩德炉大约有15台(套)，以下对40000m3/h恩德粉气化技术在近些年应用过程中所做的技术改造作一总结，供同行参考借鉴。1 氧气预热器的应用增加氧气预热器是近几年来新建恩德炉比较常见的技术改造之一。氧气预热器通常采用列管式换热器，氧气走管程，蒸汽或其他热介质走壳程，一般采用0.5MPa饱和蒸汽或其他厂区余热同氧气换热，换热后氧气的温度通常不高于80℃。氧气经过预热后，可以有效降低氧气与蒸汽混合后造成的水蒸气冷凝，从而提高入炉气化剂的温度，降低蒸汽消耗和煤耗，使有效气的产率有所提高。2 纯氧气化替代富氧气化实践证明，纯氧气化和富氧气化对恩德粉煤气化工艺都是适用的。黑龙江黑化集团有限公司和吉林长山化肥集团有限公司是较早采用恩德粉煤气化工艺生产合成氨的厂家，因空分能力不足，两厂最初都采用富氧气化工艺，其煤气中有效气含量一直偏低，一般在65%～68.4%［2－3］;而纯氧气化则可大幅提高煤气中有效气的含量，最高达到73.2%以上。采用纯氧气化工艺，一方面煤炭利用率大幅提高，另一方面氮气含量的［收稿日期］2014-02-19［作者简介］包福军(1972—)，男，工程师。降低有效增加了气化炉的实际运行负荷，经济效益明显。后继采用恩德粉煤气化工艺的厂家(通辽金梅、东能化工等) 均采用了纯氧气化工艺，其煤气中有效气含量均有大幅度提高。表1为不同厂家纯氧气化和富氧气化的煤气组分对比。表1 不同厂家纯氧气化和富氧气化的煤气组分对比氧气纯度煤气中各组分体积分数/%/%H2COCO2H2SN2CH4O2黑化60～6331.828.823.00.214.42.40.499.636.534.623.90.20.93.50.4东能化工99.942.330.923.60.20.12.80.13 增加第二废热锅炉在恩德粉煤气化工艺中，出省煤器后的煤气温度约为550℃，为了有效利用煤气的低品位潜热，一些厂家增设了第二废热锅炉。第二废热锅炉采用立式热管式换热器，可根据需要生产1.3MPa、183℃饱和蒸汽，蒸汽产量8.5t/h，蒸汽由汽包送至省煤器过热后进系统蒸汽管网。煤气经第二废热锅炉进一步回收热量后，温度降至220℃以下，再进入低温旋风除尘器。4 采用甲醇点火烘炉装置甲醇点火烘炉装置为专利技术，由南京万和测控有限公司研制，率先在东能化工200kt/a甲醇装置2台40000m3/h恩德炉上使用。该装置采用插入式电子点火装置，为移动式，体积小、操作简便、使用安全，只需要将燃料管线配到炉前即可，可以采用甲醇、杂醇或柴油为燃料。因为使用甲醇或杂醇燃料燃烧后的火焰中心温度大于900℃，所以完全能满足恩德炉砌筑后烘炉和开车正常启动的技术要求，而且甲醇和杂醇与柴油相比价格低廉，凝固点更低，尤其适合北方冬 第6期 包福军等:40000m3/h恩德粉煤气化工艺技术改进 ·37· 季使用［4］。而对甲醇生产企业来说，可以使用难于处理的杂醇来替代柴油燃料，有效降低开车成本，经济效益显著。用甲醇或杂醇替代柴油，年可节约烘炉燃料成本6.5万～15万元。5 下灰方式的改进恩德粉煤气化过程中不可避免地会产生飞灰夹带，在恩德公司的设计中，均采用文丘里除尘加水洗除尘的方式，使各个分离器分离下来的飞灰随洗涤水进入水处理系统，这直接导致洗涤水中的氨酚及固体悬浮物含量增高，增加了水处理的难度。据估算，40000m3/h恩德炉煤气中夹带的灰量为7.5t/h左右，灰中含碳32%～38%，热值为2100～2400kJ/kg，而煤气经高温旋风分离器、废热锅炉、省煤器、低温旋风分离器后，约80%的飞灰被分离。干法下灰则是采用气力输送的方式，以氮气为输送介质，把高温旋风分离器、废热锅炉、省煤器、低温旋风分离器分离下来的高温干灰经冷灰机冷却降温并回收热量后，送至贮灰器贮存，达到一定料位后自动送到仓泵中，再用氮气将飞灰流化输送至灰仓贮存。采用冷灰机冷却及气力输送的方式可实现自动干法下灰，一方面可以实现飞灰的自动收集和替代部分动力煤进行掺烧，另