有效氣體的回收對造氣崗位的意義

李德朗

（湖北新洋豐肥業(yè)合成氨廠，湖北荊門 448000）

有效氣體的回收對造氣崗位的意義

李德朗

（湖北新洋豐肥業(yè)合成氨廠，湖北荊門 448000）

介紹氣量波動、緊張時，工藝方面的補救措施，包括調(diào)整變壓吸附、提氫崗位指標(biāo)，改變氣柜高度、循環(huán)氫的控制等手段。

造氣；氣量；后工序；指標(biāo)

國內(nèi)化肥企業(yè)中，普遍存在這樣一種實際情況：造氣工段的產(chǎn)氣量永遠徘徊在剛剛夠用或稍有欠缺的邊緣．因企業(yè)為了控制生產(chǎn)成本降低單耗，或多或少摻燒了部分本地煤或者劣質(zhì)煤等。若造氣工段再遇到處理跑冒滴漏，就會覺得“差一口氣”。另外近年來很多企業(yè)技改后燒型煤，導(dǎo)致氣量進一步下降，稍有波動很容易造成后工段減量生產(chǎn)。因此壓力永遠伴隨著造氣人。筆者經(jīng)過多年觀察和實踐發(fā)現(xiàn)，很多時候，通過調(diào)節(jié)后工段工藝，很大程度上可以緩解造氣的氣量波動，有時甚至可以避免后工段減量。筆者以所在企業(yè)為例，針對氣量緊張時后工段的工藝調(diào)節(jié)作以下淺述，供同行參考。

1 抓好一切可回收氣體的管理

1.1 提高變吸回收崗位產(chǎn)品氣產(chǎn)量

變壓吸附崗位的主要任務(wù)是回收脫碳液再生過程中，閃蒸氣夾帶的大部分有效氣體氫和氮。正常操作情況下，變吸的控制比較寬松，產(chǎn)品氣中的二氧化碳指標(biāo)在3%～15%，操作彈性較大。我廠閃蒸氣量大于系統(tǒng)處理能力，進入系統(tǒng)的閃蒸氣要通過調(diào)節(jié)入系統(tǒng)前放空量來保證產(chǎn)品氣指標(biāo)的合格。而在此并未設(shè)置自動調(diào)節(jié)閥，因此給操作調(diào)節(jié)帶來一定難度。氣量波動頻繁的情況下需要勤觀察，勤調(diào)節(jié)。為了指標(biāo)合格，操作人員就要來回跑，因此需要操作人員具備一定的耐心。

很多時候因為操作人員的惰性，在產(chǎn)品氣CO2偏低的情況下，崗位人員采取調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)時間，延長吸附時間來控制指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)。可就是這樣一個輕易的動作，會導(dǎo)致變吸崗位的氣體回收能力降低。若系統(tǒng)處理閃蒸氣能力夠大，此項影響可以忽略。

以產(chǎn)氨120 kt的合成氨七塔回收工藝為例，實際情況下一個循環(huán)周期產(chǎn)氣量約350 m3，我們只以逆放60 s和65 s做個對比，60 s情況下的一個班次（8 h），系統(tǒng)運行34．28個循環(huán)周期，回收產(chǎn)品氣量11 998 m3；而65 s的循環(huán)時間下，系統(tǒng)運行31．64個循環(huán)周期，回收的產(chǎn)品氣量約為11 074 m3。

由此可以看出在一個班次8 h內(nèi)，運行60 s循環(huán)時間的產(chǎn)氣量相對65 s要多回收產(chǎn)品氣924 m3。另外變吸產(chǎn)品氣中氫氣的百分比要明顯高于半水煤氣中氫氣的比例，因此造氣工段還要適當(dāng)多加氮來平衡N2／H2，由此可以緩解后工段的用氣壓力。這就是每次開車前期，造氣崗位氣量不足，卻還要提高變換氫操作，一方面是受爐溫低發(fā)氣量低的影響，另一方面就是跟部分輔助崗位沒投運有關(guān)。

由此看來，盡可能多地回收有效氣體，意義深遠，效益明顯。一個班次可節(jié)約的氣量在1 000 m3，這樣一天下來，節(jié)約的用煤成本能達到千元以上。很多企業(yè)忽視精細化的調(diào)節(jié)，其實造氣崗位節(jié)能潛力大。另外變吸應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)閃蒸氣的氣量大小選型，盡可能避免有富余氣直接排入大氣，造成浪費。

1.2 提氫崗位對造氣的影響

幾乎所有的化肥企業(yè)合成放空氣的處理都設(shè)置有提氫膜分離回收崗位。本工段的產(chǎn)品氣送壓縮工段，尾氣送潛熱燃燒爐。因產(chǎn)品氣直接通過壓縮機送后工段，造氣崗位不能從變換氫的趨勢變化來預(yù)見性調(diào)節(jié)循環(huán)氫比，因此提氫的操作盡可能要穩(wěn)定，提氫的調(diào)節(jié)也需要及時和造氣工段聯(lián)系，以便于操作上的及時調(diào)節(jié)，保證合成循環(huán)氫比的穩(wěn)定。

在提氫的控制上，筆者認為以合成甲烷的指標(biāo)變化為依據(jù)較合適。如放空量較大，在安全的前提下，將提氫系統(tǒng)操作壓力控制在本崗位設(shè)計壓力的上限，利用較高的系統(tǒng)壓力回收到更多的氫氣。隨氫氣回收量的增加，造氣工段就可以根據(jù)循環(huán)氫的變化來多加N2，提高產(chǎn)氣量。一般情況下，如合成工段的甲烷下降，則視情況關(guān)小提氫工段尾氣閥門開啟度來調(diào)節(jié)，將甲烷控制在規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)，也是完全可行的。這一觀點是筆者多年來一直提倡的，效果也比較明顯。提氫壓力在7．0 MPa和9．0 MPa運行時，產(chǎn)品氣量相差300～500 m3／h。在關(guān)小尾氣閥門開啟度的同時，送往潛熱燃燒爐的放空氣流速減緩，尾氣中H2的含量可見下降。

遇到提氫減膜的情況，則要先開啟尾氣閥，防止系統(tǒng)超壓，造成安全事故。同時提氫在高操作壓力環(huán)境下，要加強水洗泵的運行管理，防止雨天皮帶打滑，也要防止上水不夠，造成提H2聯(lián)鎖跳停。

2 工藝指標(biāo)的控制

2.1 氣柜高度的控制

氣柜在正常生產(chǎn)中的高度都大于容積的1／2，細心的操作工會發(fā)現(xiàn)，氣柜控制得高，氣量會好一些。的確，氣柜處于較高時，系統(tǒng)阻力增加，這樣縮小了造氣爐內(nèi)的壓力差，氣化劑流速減緩。隨著爐內(nèi)熱損的減少，造氣爐的氣化效率提高，有效氣體會隨之增加，這樣能緩解造氣工段的壓力。因此在氣量欠缺的情況下，后工段為了一時的滿量生產(chǎn)，將氣柜低指標(biāo)操作，實際是一種氣量透支，不可取。另外氣柜低指標(biāo)運行，對造氣氣質(zhì)也有一定影響。

如企業(yè)經(jīng)過增爐擴產(chǎn)還未對造氣煤氣總管進行相應(yīng)改造的，可根據(jù)實際情況控制此指標(biāo)。有的企業(yè)入爐蒸汽壓力設(shè)置較高才能穩(wěn)定爐況，很多時候就和系統(tǒng)阻力因素相關(guān)。

2.2 循環(huán)氫的控制

氣量保證的情況下，根據(jù)合成催化劑的活性來制定合理的指標(biāo)，有利于催化劑的使用周期延長。減量的情況，合成循環(huán)氫要按指標(biāo)的高限來控制，有利于造氣的生產(chǎn)。行業(yè)內(nèi)部也有不認同筆者觀點的，認為低氫比操作可以多加N2。但是筆者認為，低氫比操作是一種短期行為，當(dāng)操作上的平衡被打破，合成循環(huán)氫的降低會造成放空氣提氫崗位的回收能力減弱，最終影響造氣工段N2的回收量，降低產(chǎn)氣量。而相對高氫比的操作有利于合成爐溫的控制，最大的優(yōu)勢在于氫回收崗位的能力會增強，會給造氣的生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件．所以有時候合成氫一降下來，造氣崗位就要相應(yīng)減氮操作就是這個道理。

3 其他方面

3.1 加強對水封的管理和改造

傳統(tǒng)工藝的合成氨裝置，很多在造氣、氣柜和脫硫工段都設(shè)有洗滌塔。在這些洗滌塔的出水口基本也都采用液封的形式，方便安全。同時若因設(shè)計缺陷，會造成大量有效氣體隨污水逸出，出現(xiàn)浪費。這些看似不起眼的地方，不少企業(yè)未給予重視。

筆者親歷過兩家企業(yè)關(guān)于造氣和脫硫水封的改造。因為封液高度不夠，向外翻涌的污水夾帶大量煤氣泡，造成浪費。其實水封跑氣的話，很容易觀察到，改造起來也不困難。如改造成功，會看到情況得到很大改善，往外的水流會變平緩，無明顯大氣泡產(chǎn)生。如晉煤某企業(yè)，洗滌塔出口基本看不到氣泡逸出，杜絕浪費也就是降低了單耗。就脫硫工段而言，初略估算一下，浪費大的企業(yè)，每天跑掉的煤氣量，折液氨不會少于1 t。一個月下來增加的效益也相當(dāng)可觀。

3.2 勤于管理，杜絕跑、冒、滴、漏

設(shè)備是生產(chǎn)力的重要組成部分和基本要素，管好用好設(shè)備，提高設(shè)備管理水平對企業(yè)的發(fā)展有著重要意義。因此加強設(shè)備基礎(chǔ)管理，認真落實、健全設(shè)備管理制度和落實好設(shè)備巡查保養(yǎng)制度，是企業(yè)良性發(fā)展和經(jīng)濟低耗的保證。設(shè)備管理部門要理清思路，有計劃地處理生產(chǎn)中的跑冒滴漏。杜絕小漏拖成大洞，步入惡性循環(huán)的怪圈，從而讓生產(chǎn)進入被動狀態(tài)。

當(dāng)前化肥市場形勢依然嚴峻，所以合成氨企業(yè)要精細化管理，節(jié)能降成本體現(xiàn)在方方面面。氮肥行業(yè)要適應(yīng)市場，必須狠抓設(shè)備的技術(shù)改造。技改方案要穩(wěn)，項目落實要快，只有這樣才可能生存和發(fā)展，才能步入良性化發(fā)展的軌道。

Importance of Effective Gas Recovery in Fixed Bed Gasification Unit

LI De-lang
（Ammonia Branch of hubei Xinyangfeng Fertilizer Co．，Ltd．，Jingmen Hubei 448000，China）

Describe countermeasures in the operation situations of syngas production fluctuation and low yield，which include adjusting process parameters of PSA and H2purification，altering gas cabinet height and H2circulation control，etc．

gasification；syngas production；subsequent process；parameter

TQ113．26

B

1003-6490（2014）01-0034-02

2013-09-10

李德朗（1975－），男，湖北荊門人，長期從事固定層煤氣發(fā)生爐的運行管理，現(xiàn)在湖北新洋豐肥業(yè)有限公司合成氨廠生產(chǎn)科工作。