恩德粉煤氣化工藝優(yōu)化操作總結

恩德粉煤氣化工藝優(yōu)化操作總結王春梅/中化吉林長(cháng)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(guò)程，對同類(lèi)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(cháng)山化工有限公司設計合成氨裝置生產(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(kāi)車(chē)以來(lái)氨產(chǎn)始終在530- 550t/d徘徊，壓縮機打氣量有限及煤氣中有效氣成分低是其主要原因,對此我車(chē)間從優(yōu)化恩德?tīng)t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(kāi)車(chē)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)達到625噸，去年年產(chǎn)合成氨18. 83萬(wàn)噸。恩德系統處于穩定運行狀態(tài)。下面將恩德系統的運行情況歸納如下。造氣系統兩臺恩德?tīng)t自2003年底開(kāi)車(chē)到目前已連續運行10年多，這期間圍繞恩德?tīng)t的穩定運行、增產(chǎn)降耗- - 直在不斷的進(jìn)行探討與摸索，其間在優(yōu)化工藝操作指標方面取得了很大成效，主要從以下方面進(jìn)行I工藝指標的調整，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中吸收熱量各放熱量、生產(chǎn)過(guò)程中熱量損失，以及燃料性質(zhì)有關(guān)。蒸汽用量過(guò)多，利于C+2H20=CO2+2H2的反應，生成氣中H2含量有所增加，氣體中CO2含量也相應增加，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(guò)少，經(jīng)濟上不合理，并易造成氣體質(zhì)量惡化及操作.上出現不穩。在我廠(chǎng)恩德?tīng)t03年底開(kāi)車(chē)投入運行到2005年上半年，我們按照恩德公司提供的操作指標操作，汽氣比(蒸汽(kg) /富氧空氣(Nm))控制在0.9左右，在當時(shí)出現的主要問(wèn)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。針對上述問(wèn)題，于2005年下半年根據我廠(chǎng)所用煤特點(diǎn)及實(shí)際運行情況，決定對入爐蒸汽量進(jìn)行調整，以達到經(jīng)濟運行的目的。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、溫度表調校準確。(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調整優(yōu)化原則在工藝調整過(guò)程中，保證氣化劑量在臨界流化風(fēng)量之.上，保證恩德?tīng)t穩定運行不結焦為原則，根據有效氣和煤質(zhì)情況進(jìn)行汽氣比的調整。中國煤化工1. 4調優(yōu)情況MHCNMH G從2005年9月到2006年7月,入爐汽氣比逐漸由調整前的0.65調整到0.52,在調整過(guò)程中保證了恩德?tīng)t的穩定運行。適當的汽氣比，有效氣明顯增加，噸氨氧耗、煤耗、蒸汽消耗都有明顯下降，過(guò)低的汽氣比不利于爐況的穩定運行，爐內開(kāi)始結塊;氣體成分變差，有效氣不增加，CH4 含量增加;煤耗明顯增加。根據我廠(chǎng)“入爐煤實(shí)際情況及運行經(jīng)驗，整體汽氣比保持在0. 5-0.55是較為適宜的，調優(yōu)數據如表一-所示。表- -分析項目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物含量。此次工藝調整對富氧濃度,爐中部操作溫度進(jìn)行調整與優(yōu)化。2.2調優(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。(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%運行5小時(shí)，汽氣比隨富氧濃度增加做適當增加。(3)富氧濃度提到95%，將恩德?tīng)t中部溫度由990°C提到1015'C， 每提高10C運行5小時(shí)。2.3調整優(yōu)化原則為了保證提濃操作的成功，避免以往歷次提濃過(guò)程中出現的運行時(shí)間不長(cháng)，爐內結疤嚴重的問(wèn)題，此次提溫規定，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?xún)?，在調整優(yōu)化過(guò)程中保證爐內不結疤，二次風(fēng)噴嘴不掛渣，通過(guò)入爐蒸汽量進(jìn)行調節。2.4調優(yōu)情況調優(yōu)工作從7月12日開(kāi)始到7月15 日為止。在調整優(yōu)化過(guò)程中恩德?tīng)t保證了穩定運行并取得了滿(mǎn)意效果，從8月開(kāi)始按調優(yōu)后指標進(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，兩臺爐已連續運轉最高120天。中國煤化工MYHCNMH G .表二巧目設計指標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灰渣殘碳(%)<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、加強入爐煤管理，優(yōu)化干燥系統工藝(2008 年)3.1工藝優(yōu)化的原因和目的根據目前的情況，現在煤種(海拉爾)比較單一， 煤中含水達28 -33%,熱值13- 15MJ/Kg,灰熔點(diǎn)在1170-1200°C。氣化爐在溫度、汽比、富氧濃度方面調節的空間已很有限了。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(kāi)好煤干燥系統3.2調優(yōu)步驟(1)貯備經(jīng)干燥系統干燥后的煤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調整優(yōu)化原則為了保證干煤的試燒成功，避免煤內結疤，通過(guò)入爐蒸汽量進(jìn)行調節。3. 4調優(yōu)情況2008年9月13日二班9:30分開(kāi)始.上干煤, 15:00開(kāi)始計消耗至22:00結束。在調整優(yōu)化過(guò)程中恩德?tīng)t保證了穩定運行并取得了滿(mǎn)意效果。有效氣成分提高、氧耗、煤耗降低。但由于干燥系統設計原因，兩套干燥不能同時(shí)運行，不能保證煤的烘干量，目前還達不到試燒時(shí)的效果，還有待干燥系統的進(jìn)一步優(yōu)化。 調優(yōu)數據如表三、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、其它工藝操作指標的優(yōu)化4.1爐內料層高度優(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(guò)幾年來(lái)逐漸摸索出來(lái)的生產(chǎn)經(jīng)驗，高料位操作可以增加原料在爐內的停留時(shí)間，保證原料的充分反應，使得煤耗及灰渣殘碳下降，現在灰渣殘碳的分析值已由04年的10%下降到目前的2-4%左右。4.2爐內操作溫度的優(yōu)化提高爐內的反應溫度對于加快氣化反應速度，增加有效氣體成分，降低煤氣中有機物含量都有益處,通過(guò)摸索，我們在操作.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?tīng)t的穩定運行，目前中部溫度990-1010C之間，達到恩德公司所給的操作指標，煤氣中苯含量分析值由原1500ppm左右下降到700- -800ppm左右?？傊?，我公司為提高煤氣中有效氣成份，降低各項消耗指標，經(jīng)過(guò)10年多的優(yōu)化操作，恩德?tīng)t實(shí)現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?tīng)t的長(cháng)周期穩定運行。中國煤化工YHCNMH G