富氧连续气化技术在应用中存在的问题探讨.doc

富氧连续气化技术在应用屮存在的问题探讨 李永恒 （全国氮肥技改咨询部 上海200062） 摘 要 笔者从上世纪70年代就关注富氧连续气化的进展，笔者也曾多次参加富氧气 化的考察、论证、设计和编写规程。近年内乂再次掀起富氧气化热。为此，笔者将多次调 查有关富氧气化利弊情况，介绍于后供人家参考。 关键词固定层煤气炉富氧空气连续气化间歇气化气化强度煤耗炉算 0前 言、 我国在煤气化领域中，气化方法有多种形式，有成功的经验，也有失败的教训。从上世纪 60年代开始富氧气化技术在我国周定层煤气炉上开始成功的应用，在50多年屮，多次出现 人起人落，给一些不明真象的企业造成重人的经济损失。近年内有关富氧连续气化技术， 某些设计单位和该技术的开发单位，对该技术宣传报导的文章也较多，其文章的内容真实 性值得研究和商榷，因为有些文章在介绍时，扩人其屮的利，对应用屮的弊而是蔽而不谈。 在近年内各种技术交流会上，许多代表向笔者咨询有关富氧气化技术。为了让更多的朋友 了解富氧连续气化成败真实情况，我将所知道的情况整理后介绍如下。 1富氧气化原理与丁?艺特点 在固定层煤气炉内，当富氧空气与煤炭然烧时产生放热反应的同时，蒸汽与灼热的煤炭产 生吸热反应，两反应基本达到平衡时，气化过程便会连续平稳的进行。为了符合半水煤气 成份的要求，一般将富氧空气中的02含量控制在47%?52%。富氧空气、蒸汽、煤炭的 化学反应式如下： C + 02 = CO2 + 40808KJ ① 2C + 02 = 2C0 + 246. 4KJ ② C + 02 = 2C0 - 165.7KJ ③ C + 1120 = CO + 112 -118KJ ④ C + 2B20 = C02+ 2H2 -75.2KJ ⑤ 最终生成气体达到半水煤气反应平衡 富氧空气与煤炭在氧化层内发生放热反应如式 ①和式 ②，以获得足够的热量供应还原 层以反应式③、④、⑤进行，提高燃料层高度将有利于反应式③、④的发生，对降低半 水煤气中的C02有好处。 实现富氧连续气化后，由于取消了空气吹风阶段，减少了因吹风燃烧炭的损失，气体带 出物减少和炉渣含炭量的降低等原因，使炭的利用率得到提高，煤耗有所降低。另外，由 于气体空速低，可以应用小粒煤和型煤进行气化。 由于该技术是连续气化，炉温相对比较稳定，蒸汽分解率比空气间歇式气化要高。另外, 因为高温煤气全部进入废锅，余热冋收效果好（原屮氮厂人直径煤气炉的流程下吹煤气的 显热耒冋收），因副产蒸汽量增加，氨系统可以实现蒸汽自给（这是理论推算）。 该技术选用ZL型白动加煤机，可以恒定炭层高度，有利于富氧气化。再选用不停炉下 灰装置，可以达到连续气化的要求。另外，减少了许多自动阀门，简化了工艺流程，降低 了系统故障率，减少了设备维修费用。 富氧连续气化工艺流程如下： 空气 煤炭 I I 氧气?富氧空气混合器?鼓风机f蒸汽混合器?气化炉一除尘器?废锅?洗涤塔?气柜 2氧气來源 1企业内部有多余的氧气 有的企业内部其他工序屮有多余的氧气，此方案最好，既经济乂实川。直接将氧 气引入原固定层煤气炉应用。 2.2新建制氧系统 日前实用性最广的两种制氧方法，一种是传统的深冷空分制氧，另一种是变压吸 附制氧。变压吸附制氧原理：利用分子筛來吸附空气中的氮，在加压下吸附量大，减压下 吸附量小的原理，径反复压力变化，把空气屮的氮选择吸附、再生，实现氧气提纯。变压 吸附制氧的技术核心是选用常压吸附，还是真空解吸的低能耗多塔工艺流程〔VPSA）。 变压吸附制氧与深冷空分法制氧对比情况见表1 表1 两种制氧装置性能比较 性能指标 300 m3/h. 02 1000m3 / h. 02 1500m3 /h. 02 3500m3 /h. 02 工 艺 VPSA 深冷 VPSA 深冷 VPSA 深冷 VPSA 深冷 02 浓度（％） 93 99.6 93 99.6 93 99.6 93 99.6 电耗（KWh/m3） 0. 43 0. 79 0. 42 0.7 0.41 0. 65 0.4 0.6 水耗（t/h ） 10 40 50 150 75 300 120 450 启动时间〔h） 1 12 1 36 1 36 1 36 连续运行时间（h） 8000 4000 8000 7500 8000 8000 8000 8000 占地面积（m2） 120 300 220 2000 250 2400 400 2700 综合投资（万元） 360 600 830 1390 1100 1850 2000 2600 3曾经运用过富氧连续气化技术单位有： 1 60年代初太原化肥厂在①3600mm炉上用过； 3. 2 60年代长春第一汽车制造厂在3A-13型发生炉上用过； 3.3 60年代吉林化肥厂在（T）3000mm炉上用过；