魯奇加壓氣化爐煤鎖氣回收方案選擇

2004年12月云南化工Dec.2004第31卷第6期Yunnan Chemical TechnologyVol.31,No.6魯奇加壓氣化爐煤鎖氣回收方案選擇范國宏,尚乃明(云南解化集團有限公司,云南開(kāi)遠661600)摘要:分析魯奇純氧加壓氣化爐在正常生產(chǎn)過(guò)程中對加煤時(shí)放空的煤鎖氣回收的必要性,并針對煤鎖氣回收難的問(wèn)題,提出回收技改方案,通過(guò)兩種技改方案的比較優(yōu)選,最終實(shí)現將煤鎖氣回收返回合成氨生產(chǎn)系統,增加了合成氨產(chǎn)量,達到增產(chǎn)降耗、節約資源、改善環(huán)境的目的。關(guān)鍵詞:魯奇爐煤鎖氣;回收方案優(yōu)選;增產(chǎn)降耗;改善環(huán)境中團分類(lèi)號: TQO2文獻標識碼: B文章編號: 1004-275X(2004)06-0051-03前言壓,待煤鎖內壓力充至與氣化爐出口壓力平衡時(shí)，云南解化集團有限公司是國內首家采用褐煤關(guān)閉沖壓伐,打開(kāi)煤鎖下閥,實(shí)現向氣化爐內加魯奇純氧加壓氣化制原料氣生產(chǎn)合成氨的企業(yè),煤,如此循環(huán)完成每一次加煤過(guò)程。加煤過(guò)程中原設計在魯奇爐加煤制氣過(guò)程中卸壓煤鎖氣是采排至儲氣柜的氣體稱(chēng)為煤鎖氣。取經(jīng)洗滌后引入煤鎖氣儲氣柜,再供用戶(hù)作燃料1.2煤鎖氣組分、氣量氣使用。由于該部分煤鎖氣未經(jīng)過(guò)凈化,氣體中1.2.1煤鎖氣組分CO2含量較高,影響燃氣使用效果,使該部分煤鎖由于煤鎖氣用的是氣化爐出口粗煤氣,即在氣長(cháng)期放空,沒(méi)有得到合理利用,造成了能源的浪高溫和壓力狀況下,以純氧、蒸汽為氣化劑,利用費和污染環(huán)境。為使煤鎖氣得到有效回收利用，褐煤轉化成的原料煤氣,其氣體組分如表1。筆者在此就煤鎖氣回收的必要性及回收的技術(shù)方從表1分析數據可以看出:煤鎖氣中除含有案問(wèn)題提出分析探討,與同行共同交流學(xué)習。33. 8%的CO2氣體和少量H2S、O2等對合成氨無(wú).用的氣體外,其余H2、CO、CH,、N2都是合成氨有1魯奇爐煤鎖 氣回收的必要性用的氣體。1.1煤鎖氣產(chǎn)生的過(guò)程表1煤鎖氣組分分析數據魯奇爐制氣工藝是以碎煤為原料、以蒸汽和純氧為氣化劑在2. 35 MPa壓力狀況下進(jìn)行煤的組分體積分數/%氣化,為合成氨提供原料氣，該氣化采用的是加壓H237.0連續氣化工藝。加煤是在常壓狀態(tài)下進(jìn)行,為間C14.9歇加煤(20 min左右加煤1次)。加煤通過(guò)氣化爐CH413.0頂部稱(chēng)為煤鎖的容器來(lái)進(jìn)行控制。加煤前須將煤CO233.8鎖內壓力降至常壓,即將氣化爐與煤鎖連接的煤H2S鎖下閥關(guān)閉后,將煤鎖內煤氣排放至煤氣冷卻器00.1及分離器除去焦油、粉塵后送至煤鎖氣儲氣柜,然N20.2后打開(kāi)煤鎖與煤斗連接的煤鎖上閥，使原料煤從煤斗溜槽進(jìn)入煤鎖,待煤鎖裝滿(mǎn)后,關(guān)閉煤鎖上閥,打開(kāi)沖壓伐,利用氣化爐出口煤氣向煤鎖內沖1.2.2 煤鎖氣氣量收稿日期:2004-10-28中國煤化工作者簡(jiǎn)介:范國宏(1962 ~ ) ,傣族，云南建水人,化工工藝助理工程師,現從,MYHCNMHG. 52.云南化工2004年第6期云南解化集團有限公司目前共有17臺加壓損失的優(yōu)點(diǎn)，但是由于中壓氮氣壓力只有2.1氣化爐,其中02600mm氣化爐14臺,3000mmMPa,不能沖壓至與氣化爐出口壓力平衡,滿(mǎn)足不氣化爐3臺,由于氣化爐大小的不同,所以配置的了加煤的要求,因此在用中壓氮氣沖壓至與氮氣煤鎖規格也不同,兩種加壓氣化爐煤鎖規格尺寸系統壓力平衡后,還需關(guān)死氮氣沖壓閥,再用氣化如表2。爐出口煤氣補充少量煤氣,將煤鎖壓力充至與氣化爐平衡,才能實(shí)現加煤。此方法不但操作繁鎖，表2氣化爐煤鎖規格尺寸而且將煤鎖氣放空時(shí)也有少部分煤氣損失,放空煤鎖規格數量(臺)氣體仍會(huì )對環(huán)境造成一定污染,且由于采用中氮2000 mm,H=2800 mr2600 mm14氣沖壓,中壓氦氣系統與煤氣系統連通,中壓氮氣S=S0 V =6m'主要是供液氮洗使用,如果壓力波動(dòng),將會(huì )導致煤3 000 mm口000 mm,H =4350 mm3氣串至液氮洗裝置,致使煤氣中的CO2、H20串人S=32 V=10.6 m'液氮洗裝置,造成低溫狀況下凍結堵塞液氮洗冷箱。因此,分析認為不宜采用中壓氮氣替代煤氣正常生產(chǎn)負荷情況下,一般需運行7臺氣化作煤鎖沖壓用氣這-方案。爐(1臺03000mm氣化爐,6臺2600mm氣化方案2:將洗滌后的煤鎖氣先排至煤鎖氣儲氣柜爐)。3000mm氣化爐每小時(shí)加煤3次,2600mm儲存,然后采用壓縮機將儲存于氣柜中壓力僅有3氣化爐每小時(shí)加煤2.5次。kPa的煤鎖氣加壓至與氣化爐出口煤氣壓力相等后,按操作壓力23. 5 MPa、 操作溫度190心，直接送至粗煤氣系統回收利用。該方法煤鎖氣洗滌$3 000 mm氣化爐運行一臺,每小時(shí)加煤3次，系統煤鎖氣儲氣柜都是利用原有設備,僅投資65萬(wàn)o2600mm氣化爐運行6臺,每臺氣化爐每小時(shí)加元,新增1臺氣體壓縮機。雖然要增加部分建設投煤2.5次,用氣態(tài)方程計算每小時(shí)排放的標準煤資,但是回收的煤鎖氣成分、壓力與煤氣出口系統一鎖氣量為1188. 8(m' )/h。按氣化爐正常情況下致,不會(huì )引起系統工藝波動(dòng),回收方案安全可靠。因年運行8000 h計,每年排放的煤鎖氣量9 510此,通過(guò)分析認為采用此方案來(lái)回收煤鎖氣是合適km'。的?；厥展に嚵鞒桃?jiàn)圖1。酯水來(lái)鹵煤化上煤鎖氣回收的必要性中輸水來(lái)152由于煤鎖氣來(lái)源于氣化爐出口的粗煤氣,此輸水四煤化工、部分氣體是消耗了原料褐煤、氧氣、蒸汽、電等能的水四煤化二，耗制造出來(lái)的粗煤氣,將其經(jīng)過(guò)凈化以后就能成為對合成氨有用的氣體。該部分煤鎖氣正常負荷情況下每小時(shí)排放1188. 8 m3 ,每年排放高達9510km’,此部分煤鎖氣放空不但使企業(yè)制造成本.上娛鋪氣儲氣板升,對資源也是一種浪費,而且對環(huán)境也造成一定壓縮機的污染。從節能降耗、降低生產(chǎn)成本、節約資源、改善環(huán)境的角度出發(fā),很有必要將此部分煤鎖氣圈1煤鎖氣回收工藝流程圖加以回收利用。3回收裝置主要設備及輔助設備選型方案的提出和方案的選擇回收裝置主要設備為煤氣壓縮機,由于壓縮機吸2.1方 案的提出人壓力只有3 kPa ,必須將壓力提高至大于粗煤氣系針對魯奇爐煤鎖氣的回收利用問(wèn)題,提出以統壓中國煤化工送至煤氣系統進(jìn)行回下回收方案進(jìn)行比較。收利毛,該方案中選擇1臺方案1:擬采用褐煤制氨生產(chǎn)系統的中壓氮氣臥式0HCNMH(2式壓縮機為回收裝置代替煤氣作為煤鎖充壓氣體。,此方案雖然具有建加壓輸送氣體,其輔助設備有電動(dòng)機冷卻器,分離器設投入不大,放空氣主要為氮氣,可減少有用氣體等?；厥昭b置選用設備情況見(jiàn)表3。2004年第6期范國宏等:魯奇加壓氣化爐煤鎖氣回收方案選擇，53●回收裝置投運后的效果從以上分析計算可以看出,回收裝置投運以后,每年從放空煤鎖氣中為企業(yè)挽回的經(jīng)濟損失該回收裝置建成投產(chǎn)后，裝置運行穩定,實(shí)現是十分可觀(guān)的，回收裝置的投資在很短時(shí)間內就了煤鎖氣的合理回收利用,并取得了-定的經(jīng)濟可以收回，,因此其經(jīng)濟效益是顯著(zhù)的。效益和社會(huì )效益。4.2杜會(huì )效益表3煤鎖氣回收裝置設備- 欄表該回收裝置投運以后,每年可將原來(lái)放空的9設備名稱(chēng)型號規格尺寸設備質(zhì)數量510 km'煤鎖氣全部回收利用,按每1 km'粗煤氣量/kg /臺實(shí)際消耗褐煤0.981、氧氣116 m' 、蒸汽1.4t計,壓縮機C-20/28 型4 100 x1610 x984( mm)5200 1每年可減少褐煤消耗9320t,氧氣1103 km' 、蒸汽電動(dòng)機YKK4006-86000 V.220kW 2 90013314 l,有效地節約了資源,并消除了放空氣體對級冷卻器s500x2868 A=29m2 1257 1環(huán)境造成的污染,因此,煤鎖氣回收以后也帶來(lái)較二級冷卻器g500x2794 A=29m2 1220 1好的環(huán)保、社會(huì )效益。-級分離器g800x2484 V=1.0m2 487二級分離器s600x1964 V=0.4m2 325結束語(yǔ)三級分離器:500x1528 V=0.2m2 332回收裝置自2003年7月投運至今已運行- -年4.1經(jīng)濟效益多的時(shí)間,裝置運行穩定。實(shí)踐證明將煤鎖氣通以每小時(shí)回收煤鎖氣1188. 8 m' ,煤制氨系統過(guò)洗滌后先送入儲氣柜儲存,再采用壓縮機加壓年運行8000 h,每年回收煤鎖氣量:至與氣化爐出口壓力平衡后,返回粗煤氣系統回1 188.8 x8000 =9 510 400(m'),按每噸合成收利用的方案是切實(shí)可行的。該技術(shù)方案投資氨正常消耗3050 m' 粗煤氣計,每年回收放空煤少、見(jiàn)效快,實(shí)施以后,不僅使企業(yè)取得較顯著(zhù)的鎖氣可增產(chǎn)合成氨:節能降耗、增收節支的效果,而且有效地節約了資9 510 400 +3050 =3 118(噸)源和改善了環(huán)境。符合國家當前倡導的低消耗、按每噸合成氨1650元計,每年可為企業(yè)增加低排放、高效益,實(shí)現資源的高效利用,走循環(huán)經(jīng)收人:濟發(fā)展模式的要求。1 650 x3118 =515(萬(wàn)元)●征訂啟事●《純堿工業(yè)》2005年征訂啟事訂閱辦法:《純堿工業(yè)》是經(jīng)國家新聞出版署批準出版1、請詳細填寫(xiě)訂閱單和投寄用地址卡。訂閱的科技刊物,為國內外公開(kāi)發(fā)行。本刊的報導范單第一聯(lián)訂戶(hù)留作報銷(xiāo)憑證(若需正式發(fā)票請來(lái)圍在原來(lái)報導純堿工業(yè)生產(chǎn)、科研、設計、管理基函說(shuō)明) ,第二聯(lián)與投寄地址卡-并寄回編輯部。礎上增加純堿、氯化銨、小蘇打等上下游產(chǎn)品;與2、訂費可由銀行匯至:開(kāi)戶(hù)行交通銀行大連制堿有關(guān)的各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域;新產(chǎn)品、新技術(shù)等諸方面分行星海分理處。的內容。本刊的主要欄目有:科學(xué)實(shí)驗、專(zhuān)論與綜單位:大連化工研究設計院。述、技術(shù)進(jìn)展、技術(shù)討論、經(jīng)驗交流、新產(chǎn)品、新技帳號:00049003596。也可 郵匯。術(shù)等?？晒┘儔A及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的科技人員、管理人3.、編輯部地址:大連市高新技術(shù)園區黃浦路員、技術(shù)工人及大中專(zhuān)院校師生參閱。201號《純堿工業(yè)》創(chuàng )刊于1963年。全年出版6“中國煤化1)84676094期,每期48頁(yè),訂費共計60.00元年(含郵費)。本刊自辦發(fā)行,凡需續訂、新訂的訂戶(hù)均憑訂閱辦CHCNMHG理訂閱手續(新訂戶(hù)函索訂閱單或來(lái)人到編輯部E-mail:dly@ mail. dlptt. ln. cn面索亦可)。從即日起開(kāi)始訂閱,欲訂從速。