造氣入爐蒸汽量自調(diào)技術的應用

陶建成，謝小火

(河南晉開集團武陟綠宇化工有限公司，河南武陟 454950)

河南晉開集團武陟綠宇化工有限公司目前總氨能力有23萬t/a，共17臺間歇式固定床造氣爐。造氣生產(chǎn)的好壞，直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益，如何進一步優(yōu)化造氣生產(chǎn)，降低消耗，增進效益至關重要。經(jīng)過認真的考慮，決定用“造氣入爐蒸汽量自調(diào)技術”對現(xiàn)有的造氣裝置進行改造，達到節(jié)能減排的目的。

1 入爐蒸汽量自調(diào)系統(tǒng)原理

間歇式固定床造氣爐入爐蒸汽用量隨著造氣爐內(nèi)氣化層溫度的變化而變化，爐內(nèi)的氣化層溫度高，反應的速率高，蒸汽用量大;造氣爐的反應是吸熱反應，反應層的溫度隨著氣化反應的進行而下降，反應速率、造氣用量也相繼隨之降低。因此，在制氣初期階段需要大量蒸汽，隨后根據(jù)溫度的變化，逐步遞減蒸汽用量，既可節(jié)省蒸汽用量，也可縮小氣化層溫度的波動范圍，也提高了蒸汽分解率和水煤氣中的有效氣體成分。蒸汽量自調(diào)系統(tǒng)由油壓調(diào)節(jié)閥、控制站和操作站組成。

2 入爐蒸汽量調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行效果

首先，我們公司先定購四臺自調(diào)裝置對醇聯(lián)氨系統(tǒng)四臺造氣爐進行改造，9月8日安裝，9月15日全部安裝結(jié)束。9月19日投運并調(diào)試，9月25日即達到理想狀態(tài)。通過幾個月的使用，取得了明顯效果:①爐況穩(wěn)定，溫度波動幅度減小，且根據(jù)爐溫記錄對比，平均爐溫上漲15℃，有效地提高了單爐產(chǎn)氣量。②水煤氣有效成分變化明顯(特指全燒煤棒)，見表1。③在同等供氣的條件下，單耗明顯下降，9月19日投運蒸汽自調(diào)，10月份全月使用蒸汽自調(diào)，10月份比9月份噸醇耗煤棒降低了43 kg。④四臺使用蒸汽自調(diào)的爐，較未使用蒸汽自調(diào)的爐排出的渣，殘棒少且渣型均勻，成型狀態(tài)好。⑤在同等環(huán)境溫度下，氣柜入口煤氣溫度降低了3℃。⑥通過測試造氣蒸汽分解率，使用蒸汽自調(diào)的爐平均蒸汽分解率為44.85%，未使用的蒸氣自調(diào)的爐平均蒸汽分解率為41.99%。

表1 水煤氣成分變化 %

通過造氣蒸汽用量公式計算:

式中:Q1:制氣時蒸汽用量，kg/t醇;V:水煤氣消耗定額，NM3/t醇;φ(H2):水煤氣中H2含量，%;Q:制氣過程平均蒸汽分解率，%。

由上式可知，造氣工段的蒸汽用量與半水煤氣消耗成正比，與蒸汽分解率成反比。假如水煤氣消耗定額2 800 Nm3/t醇，水煤氣中H2為57.5%時，蒸汽分解率為44.85%時;

蒸汽分解率為41.9%時:

也就是說每生產(chǎn)1 t醇，蒸汽分解率高時，就少耗203.09 kg蒸汽?，F(xiàn)在平均每天按270 t產(chǎn)量計算，七臺爐運行，其中的四臺爐日產(chǎn)醇154.29 t，節(jié)約蒸汽31 t，如一年生產(chǎn)按330天計算，則四臺爐年可節(jié)約蒸汽:10 335.88 t。如每噸蒸汽按130元計算，一年就可節(jié)約資金134.4萬元。

同時提高蒸汽分解率，相應降低了水煤氣中的水蒸汽含量，也減輕了洗氣塔的負荷，并降低了造氣污水的生成量，更減輕了污水處理的負荷。

3 推廣應用

基于以上四臺造氣爐的使用情況，我們又訂購了5臺自調(diào)裝置，對醇聯(lián)氨系統(tǒng)的9臺造氣爐全部進行改造。同時計劃對合成氨系統(tǒng)的7臺造氣爐也進行改造。

4 小結(jié)

造氣入爐蒸汽量自調(diào)技術的應用，彌補了多年來固定床層造氣爐上、下吹入爐蒸汽量用蒸汽手輪控制的弊端，使上吹或下吹，入爐蒸汽流量大小隨著造氣爐內(nèi)溫度由高到低逐漸變化，爐溫高時，蒸汽流量先大后小，既保證了有效的氣化反應效率，節(jié)約蒸汽，同時也降低了熱量損失，防止了氣化層溫度的大幅波動，也提高了蒸汽分解率，為企業(yè)節(jié)能降耗，發(fā)揮了重要作用。