中煤龍化化工公司氣化爐技術(shù)改造及未來發(fā)展趨勢

唐金柱 甄廣利（中煤龍化化工公司 黑龍江 哈爾濱 154854）

一、煤氣化技術(shù)的發(fā)展前景

煤氣化作為煤化工的基礎(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈中的龍頭裝置，從投資、可靠性和技術(shù)難度看，對整個產(chǎn)業(yè)鏈影響很大［1］。目前中國的煤氣化技術(shù)市場，多種技術(shù)各領(lǐng)風(fēng)騷，競爭激烈。巨大的技術(shù)市場需求為自主技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用創(chuàng)造了良好的政策、資金、人才、資源環(huán)境，為煤氣化技術(shù)的多元化、快速發(fā)展創(chuàng)造了較好的條件。國外引進(jìn)技術(shù)憑借其技術(shù)、資金等方面的優(yōu)勢，大力擴(kuò)大市場份額；國產(chǎn)技術(shù)大多是產(chǎn)、學(xué)、研合作的產(chǎn)物，有良好的研究、試驗條件和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，又具有投資低、技術(shù)轉(zhuǎn)讓費低的特點［2-5］。煤氣化爐的發(fā)展則是目前煤氣化基礎(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的的核心，很多地區(qū)的生產(chǎn)能力與技術(shù)水平受制于其使用的老式氣化爐，因為企業(yè)加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，其中核心就是促進(jìn)氣化爐改進(jìn)。

二、中煤龍化化工公司簡介

中煤龍化化工公司是國家大一型企業(yè),采用先進(jìn)的Pkm氣化爐加壓氣化技術(shù)和設(shè)備,利用依蘭煤礦長焰煤生產(chǎn)城市煤氣,供哈爾濱市工業(yè),商業(yè),居民等用戶,同時采用前蘇聯(lián)I C I甲醇合成技術(shù),聯(lián)產(chǎn)甲醇.目前甲醇是目前發(fā)展較快的大宗化工產(chǎn)品，紀(jì)烯烴和芳烴之后排名第三的基本有機(jī)化工原料，世界年產(chǎn)量約3000萬噸，國內(nèi)年產(chǎn)量約300萬噸。

三、煤氣化技術(shù)的發(fā)展歷程

國外煤氣化技術(shù)從1780年就開始發(fā)展，其主要目的為生產(chǎn)燃料氣，移動床氣化是最早發(fā)展的煤氣化技術(shù)，將空氣，水蒸氣作為氣化劑，原料為塊狀煤，渣體固態(tài)排放，生產(chǎn)發(fā)生爐煤氣。1880年德國設(shè)計了世界上第一臺常壓移動床空氣間歇氣化爐，1913年被美國氣體公司改革成 UG I爐。UG I爐是以焦炭為原料，用間歇氣化制水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰(zhàn)后，為了滿足合成原料氣的需要，1926年，第一代流化床 Win k l e r氣化爐實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。1939年移動床加壓氣化魯奇爐實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。1952年第一代氣流床氣化 K－ T爐實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用［6］。

魯奇氣化法是中國最早引進(jìn)和實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)。1974年，中國云南解放軍化肥廠以當(dāng)?shù)刎毭簽樵喜捎敏斊鏍t制合成氨原料氣，氣化爐直徑 2。72m、壓力約2.2 MP。1987年，山西化肥廠以褐煤為原料1000 t/a合成氨裝置引進(jìn) 4臺直徑為 3.8m 的 MA R K－I V型魯奇爐，操作壓力為 3.1 Mpa，氣化能力約1650噸/日。

四、針對魯奇爐的技術(shù)改造

中煤龍化化工公司結(jié)合自身生產(chǎn)特點，對傳統(tǒng)的魯奇工藝進(jìn)行了大膽的改進(jìn)，取消了早期魯奇爐的內(nèi)襯磚.燃料直接與水夾套內(nèi)壁相接觸，避免了在較高溫度下襯磚壁掛渣現(xiàn)象，造成煤層下移困難等異?，F(xiàn)象，另一方面，取消襯磚后，爐膛截面可以增大5%～10%左右，生產(chǎn)能力相應(yīng)提高。2005年為擴(kuò)大氣化爐生產(chǎn)負(fù)荷，經(jīng)過論證調(diào)研，氣化爐布煤方式由鐘罩式外布煤改成直筒式內(nèi)布煤后，扒掉爐內(nèi)保溫磚層，減少爐內(nèi)煤焦掛壁，增加爐內(nèi)橫截面積，提高生產(chǎn)負(fù)荷。扒掉耐火磚后，夾套高壓冷卻水消耗增加，冷卻能力不足。我廠通過技術(shù)改革加粗給水管路，高壓供水以增加流速，同時保證循環(huán)供水，確保生產(chǎn)能力大幅提高，增加水壓后，各氣化爐夾套水充足供應(yīng)，保證有足夠的冷卻能力通過汽化帶走汽化爐因取消保溫層后多余的能量。

二是合理降低氣化爐生產(chǎn)汽氧比，提升反應(yīng)溫度以便減少粗煤氣中水分夾帶量，同時由于反應(yīng)溫度上升，氣化能力氣化反應(yīng)速度加快，增加水蒸氣的分解率此處改進(jìn)不但節(jié)約了蒸汽消耗，而且減少了煤氣水的產(chǎn)量，減少了含酚廢水焦油排放量，實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化，積極相應(yīng)國家的節(jié)能減排戰(zhàn)略。

各種煤種的汽氧比變動范圍一般為：褐煤約為6-8煙煤為5-7無煙煤為4.5-6。最初按照設(shè)計，試燒我公司原料煤4000噸，試燒后得出最佳氣氧比為5:1，通過技術(shù)更新在將氣化爐內(nèi)保溫磚層扒掉后，我廠通過查找資料和多次試驗確定在氧負(fù)荷3000nm3/h時，自產(chǎn)蒸汽量已達(dá)到5.3 t/h隨著氣化爐負(fù)荷的增加自產(chǎn)蒸汽量還有增加，做出了技術(shù)改造和調(diào)整，在保證氣化爐燃燒層最高溫度低于灰熔點不結(jié)渣的情況下，盡可能維持較低的汽氧比。汽氧比由原來設(shè)計的5.0～5.2降到現(xiàn)在的4.5～4.7左右，改變 F F 006報警點為H14.3、H24.0（原設(shè)計為：H14.8、H24.5），減少蒸汽消耗和煤氣水的產(chǎn)量，降低了酚水焦油排放量，減輕了回收工段處理酚水焦油的壓力，做到了節(jié)能減排。目前國內(nèi)使用類似我公司氣化爐為魯奇加壓固態(tài)排渣氣化爐，。汽氧比均在5：1以上?；覙映驶疑?，殘?zhí)剂吭?%以上。我公司降氣氧比后，灰樣曾黃色，灰中殘?zhí)济黠@減少。殘?zhí)剂看蠹s在5%左右，能耗顯著下降。

總結(jié)

由此看以看出，煤氣化工藝技術(shù)革新任重道遠(yuǎn)，積極發(fā)展煤氣化技術(shù)，實現(xiàn)我們科技技術(shù)轉(zhuǎn)型，大力實現(xiàn)節(jié)能減排，保護(hù)我們賴以生存的家園，是我們每一個化工人畢生需要完成的事情。