恩德粉煤氣化工藝優(yōu)化操作總結(jié)王春梅/中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司[摘要]本文簡(jiǎn)要介紹了恩德粉煤氣化爐的優(yōu)化操作過程，對(duì)同類型粉煤氣化具有借鑒作用。[關(guān)健詞]恩德粉煤氣化;工藝優(yōu)化.中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司設(shè)計(jì)合成氨裝置生產(chǎn)能力為600 t/d, 氣化工段采用恩德粉煤氣化工藝,自2003年底開車以來氨產(chǎn)始終在530- 550t/d徘徊，壓縮機(jī)打氣量有限及煤氣中有效氣成分低是其主要原因,對(duì)此我車間從優(yōu)化恩德爐工藝操作方面入手進(jìn)行改造與攻關(guān),取得了可喜的效果,我公司從2007年大修開車后合成氨生產(chǎn)屢創(chuàng)新高，平均在580t/d左右，到目前為止最高日氨產(chǎn)達(dá)到625噸，去年年產(chǎn)合成氨18. 83萬噸。恩德系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。下面將恩德系統(tǒng)的運(yùn)行情況歸納如下。造氣系統(tǒng)兩臺(tái)恩德爐自2003年底開車到目前已連續(xù)運(yùn)行10年多，這期間圍繞恩德爐的穩(wěn)定運(yùn)行、增產(chǎn)降耗- - 直在不斷的進(jìn)行探討與摸索，其間在優(yōu)化工藝操作指標(biāo)方面取得了很大成效，主要從以下方面進(jìn)行I工藝指標(biāo)的調(diào)整，下面簡(jiǎn)要作以介紹。1、入爐蒸汽量的工藝優(yōu)化(2005. 9- 2006.7)1.1優(yōu)化的目的及原因根據(jù)沸騰爐氣化原理，氣化劑中富氧空氣與其中蒸汽比例與氣化反應(yīng)中吸收熱量各放熱量、生產(chǎn)過程中熱量損失，以及燃料性質(zhì)有關(guān)。蒸汽用量過多，利于C+2H20=CO2+2H2的反應(yīng)，生成氣中H2含量有所增加，氣體中CO2含量也相應(yīng)增加，而CO含量下降，總體C0+H含量下降，此外大量未分解蒸汽會(huì)帶出熱量，增加煤耗。蒸汽用量過少，經(jīng)濟(jì)上不合理，并易造成氣體質(zhì)量惡化及操作.上出現(xiàn)不穩(wěn)。在我廠恩德爐03年底開車投入運(yùn)行到2005年上半年，我們按照恩德公司提供的操作指標(biāo)操作，汽氣比(蒸汽(kg) /富氧空氣(Nm))控制在0.9左右，在當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的主要問題是煤氣中CO含量低，CO2 含量偏高，CO 含量在27-31%左右，CO2含量為22- -24%，由于CO含量偏低，造成凈化中變觸媒床層溫度經(jīng)常下滑, 另外煤氣中有效氣成分不高，各種消耗較高。針對(duì)上述問題，于2005年下半年根據(jù)我廠所用煤特點(diǎn)及實(shí)際運(yùn)行情況，決定對(duì)入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。1.2優(yōu)化步驟(1)煤質(zhì)分析:活性(950°C, >65%)、 灰熔點(diǎn)(T2>1250"C)、 粒度(0- -20mm,其中0-4mm<40%)、水分(全水20-25%)(2)蒸汽流量表、富氧空氣流量表、溫度表調(diào)校準(zhǔn)確。(3)富氧濃度、料位、操作溫度不變，逐漸降低入爐蒸汽比例，尋找最佳蒸汽比例。1.3調(diào)整優(yōu)化原則在工藝調(diào)整過程中，保證氣化劑量在臨界流化風(fēng)量之.上，保證恩德爐穩(wěn)定運(yùn)行不結(jié)焦為原則，根據(jù)有效氣和煤質(zhì)情況進(jìn)行汽氣比的調(diào)整。中國(guó)煤化工1. 4調(diào)優(yōu)情況MHCNMH G從2005年9月到2006年7月,入爐汽氣比逐漸由調(diào)整前的0.65調(diào)整到0.52,在調(diào)整過程中保證了恩德爐的穩(wěn)定運(yùn)行。適當(dāng)?shù)钠麣獗?，有效氣明顯增加，噸氨氧耗、煤耗、蒸汽消耗都有明顯下降，過低的汽氣比不利于爐況的穩(wěn)定運(yùn)行，爐內(nèi)開始結(jié)塊;氣體成分變差，有效氣不增加，CH4 含量增加;煤耗明顯增加。根據(jù)我廠“入爐煤實(shí)際情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整體汽氣比保持在0. 5-0.55是較為適宜的，調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)如表一-所示。表- -分析項(xiàng)目2004.22005. 42006. 6入爐煤全水%19224入爐煤低位發(fā)熱量(MJ/kg)16. 9915. 9816.715. 9一次風(fēng)汽氣比%0.950. 8020.4210. 329二次風(fēng)汽氣比%1.21. 0020. 960.6富氧濃度% .7(7678C0+H2 %67. 2370. 8571.4971.3CH。%1.972.42.61.2.78噸氨煤耗(t)2.822.942. 752.79噸氨氧耗(Nm3)780800749766噸氨蒸汽消耗(kg)988834438342備注爐況正常二次風(fēng)噴嘴有掛渣現(xiàn)象2、入爐富氧濃度、二次風(fēng)溫度的工藝優(yōu)化(2007. 7)2. 1工藝優(yōu)化的目的理論與實(shí)踐表明，提高入爐氣化劑中氧氣濃度可以增加煤氣中有效氣成分，提高操作溫度可以降低煤氣中有機(jī)物含量。此次工藝調(diào)整對(duì)富氧濃度,爐中部操作溫度進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。2.2調(diào)優(yōu)步驟(1)煤質(zhì)分析，保證入爐煤全水含量<25%，其它指示在操作允許范圍內(nèi)。(2)氣化爐溫度、料位及一、二次風(fēng)比例保持不變(二次風(fēng)比例占20%)，將富氧濃度由80%提至95%，每提高5%運(yùn)行5小時(shí)，汽氣比隨富氧濃度增加做適當(dāng)增加。(3)富氧濃度提到95%，將恩德爐中部溫度由990°C提到1015'C， 每提高10C運(yùn)行5小時(shí)。2.3調(diào)整優(yōu)化原則為了保證提濃操作的成功，避免以往歷次提濃過程中出現(xiàn)的運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，爐內(nèi)結(jié)疤嚴(yán)重的問題，此次提溫規(guī)定，一次風(fēng)氣化劑中富氧空氣量>9000 Nm/h,控制爐下溫度在975°C以內(nèi)，在調(diào)整優(yōu)化過程中保證爐內(nèi)不結(jié)疤，二次風(fēng)噴嘴不掛渣，通過入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.4調(diào)優(yōu)情況調(diào)優(yōu)工作從7月12日開始到7月15 日為止。在調(diào)整優(yōu)化過程中恩德爐保證了穩(wěn)定運(yùn)行并取得了滿意效果，從8月開始按調(diào)優(yōu)后指標(biāo)進(jìn)行操作，富氧濃度按90- 95%操作，接近純氧，有效氣成分提高2%左右，兩臺(tái)爐已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)最高120天。中國(guó)煤化工MYHCNMH G .表二巧目設(shè)計(jì)指標(biāo)2004-2 -292007-4-42007-10-102007-10-21富氧濃度(%)55- -687(80)0)5氣氣比10.80.40. 4操作指標(biāo)入爐蒸汽(t/h)<1310. 46. 26.56.8中部爐溫("C)1000- 10509709901010料層高度(kpa)13-1618CO+H268-7167.172.174.175.5氣體成分(%)CH,1.2-1.41. 972.82.792. 8N28-119.924.962. 872.5灰渣殘?zhí)?%)<1010.12541000Nm2 (CO+煤耗(t)0.78-0. 871. 2021.1831. 0841. 081耗空分純氧(Nm3)292305301316325H2)氣消耗蒸汽消耗(kg)465-5002602082322423、加強(qiáng)入爐煤管理，優(yōu)化干燥系統(tǒng)工藝(2008 年)3.1工藝優(yōu)化的原因和目的根據(jù)目前的情況，現(xiàn)在煤種(海拉爾)比較單一， 煤中含水達(dá)28 -33%,熱值13- 15MJ/Kg,灰熔點(diǎn)在1170-1200°C。氣化爐在溫度、汽比、富氧濃度方面調(diào)節(jié)的空間已很有限了。若想提高有效氣，降低消耗，最好的辦法就是降低入爐煤的水分，開好煤干燥系統(tǒng)3.2調(diào)優(yōu)步驟(1)貯備經(jīng)干燥系統(tǒng)干燥后的煤1200噸(2)在保證氣化爐溫度、富氧濃度不變的情況下進(jìn)行; .3.3調(diào)整優(yōu)化原則為了保證干煤的試燒成功，避免煤內(nèi)結(jié)疤，通過入爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。3. 4調(diào)優(yōu)情況2008年9月13日二班9:30分開始.上干煤, 15:00開始計(jì)消耗至22:00結(jié)束。在調(diào)整優(yōu)化過程中恩德爐保證了穩(wěn)定運(yùn)行并取得了滿意效果。有效氣成分提高、氧耗、煤耗降低。但由于干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因，兩套干燥不能同時(shí)運(yùn)行，不能保證煤的烘干量，目前還達(dá)不到試燒時(shí)的效果，還有待干燥系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化。 調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)如表三、四所示。表三、原料煤分析水份(%)|灰分(%)| 揮發(fā)份(%)| 熱值|硫(%)日期(MJ/kg)9月1128. 5714. 8943.2.16.140.23日9月1323. 1514.1243.2717.550. 25中國(guó)煤化工fYHCNMH G表四、煤氣成化分析和消耗C0+H2|噸氨耗|噸氨耗日期CO2 (%)| CO (%)H2 (%)CH, (%)(%)氧(M°)| 煤(t)9月11E21. 0635. 0637.992. 4873.05| 798. 59| 2. 4509月1319.4537. 1837. 972. 2875.15| 770. 05| 2. 4024、其它工藝操作指標(biāo)的優(yōu)化4.1爐內(nèi)料層高度優(yōu)化在保證充分流化的前提下，采取高料位操作是我們通過幾年來逐漸摸索出來的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，高料位操作可以增加原料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證原料的充分反應(yīng)，使得煤耗及灰渣殘?zhí)枷陆?，現(xiàn)在灰渣殘?zhí)嫉姆治鲋狄延?4年的10%下降到目前的2-4%左右。4.2爐內(nèi)操作溫度的優(yōu)化提高爐內(nèi)的反應(yīng)溫度對(duì)于加快氣化反應(yīng)速度，增加有效氣體成分，降低煤氣中有機(jī)物含量都有益處,通過摸索，我們?cè)诓僮?上采取控制爐下操作溫度，盡量提高中部操作溫度的辦法，保證了恩德爐的穩(wěn)定運(yùn)行，目前中部溫度990-1010C之間，達(dá)到恩德公司所給的操作指標(biāo)，煤氣中苯含量分析值由原1500ppm左右下降到700- -800ppm左右。總之，我公司為提高煤氣中有效氣成份，降低各項(xiàng)消耗指標(biāo)，經(jīng)過10年多的優(yōu)化操作，恩德爐實(shí)現(xiàn)了由富氧氣化到近于純氧氣化的跨躍，使得有效氣成分大幅提高，并且保證恩德爐的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。中國(guó)煤化工YHCNMH G