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(tuán)有限公司,云南開遠(yuǎn)661600)摘要:分析魯奇純氧加壓氣化爐在正常生產(chǎn)過程中對加煤時(shí)放空的煤鎖氣回收的必要性,并針對煤鎖氣回收難的問題,提出回收技改方案,通過兩種技改方案的比較優(yōu)選,最終實(shí)現(xiàn)將煤鎖氣回收返回合成氨生產(chǎn)系統(tǒng),增加了合成氨產(chǎn)量,達(dá)到增產(chǎn)降耗、節(jié)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(tuán)分類號: TQO2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B文章編號: 1004-275X(2004)06-0051-03前言壓,待煤鎖內(nèi)壓力充至與氣化爐出口壓力平衡時(shí)，云南解化集團(tuán)有限公司是國內(nèi)首家采用褐煤關(guān)閉沖壓伐,打開煤鎖下閥,實(shí)現(xiàn)向氣化爐內(nèi)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)完成每一次加煤過程。加煤過程中原設(shè)計(jì)在魯奇爐加煤制氣過程中卸壓煤鎖氣是采排至儲氣柜的氣體稱為煤鎖氣。取經(jīng)洗滌后引入煤鎖氣儲氣柜,再供用戶作燃料1.2煤鎖氣組分、氣量氣使用。由于該部分煤鎖氣未經(jīng)過凈化,氣體中1.2.1煤鎖氣組分CO2含量較高,影響燃?xì)馐褂眯Ч?使該部分煤鎖由于煤鎖氣用的是氣化爐出口粗煤氣,即在氣長期放空,沒有得到合理利用,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(fèi)和污染環(huán)境。為使煤鎖氣得到有效回收利用，褐煤轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)可以看出:煤鎖氣中除含有案問題提出分析探討,與同行共同交流學(xué)習(xí)。33. 8%的CO2氣體和少量H2S、O2等對合成氨無.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)生的過程表1煤鎖氣組分分析數(shù)據(jù)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?jǐn)?shù)/%氣化,為合成氨提供原料氣，該氣化采用的是加壓H237.0連續(xù)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)。加煤通過氣化爐CH413.0頂部稱為煤鎖的容器來進(jìn)行控制。加煤前須將煤CO233.8鎖內(nèi)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(nèi)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,待煤鎖裝滿后,關(guān)閉煤鎖上閥,打開沖壓伐,利用氣化爐出口煤氣向煤鎖內(nèi)沖1.2.2 煤鎖氣氣量收稿日期:2004-10-28中國煤化工作者簡介:范國宏(1962 ~ ) ,傣族，云南建水人,化工工藝助理工程師,現(xiàn)從,MYHCNMHG. 52.云南化工2004年第6期云南解化集團(tuán)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?dú)鈮毫χ挥?.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?dú)鉀_壓至與氮?dú)饷烘i規(guī)格也不同,兩種加壓氣化爐煤鎖規(guī)格尺寸系統(tǒng)壓力平衡后,還需關(guān)死氮?dú)鉀_壓閥,再用氣化如表2。爐出口煤氣補(bǔ)充少量煤氣,將煤鎖壓力充至與氣化爐平衡,才能實(shí)現(xiàn)加煤。此方法不但操作繁鎖，表2氣化爐煤鎖規(guī)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(guī)格數(shù)量(臺)氣體仍會對環(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(tǒng)與煤氣系統(tǒng)連通,中壓氮?dú)釹=S0 V =6m'主要是供液氮洗使用,如果壓力波動(dòng),將會導(dǎo)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(jié)堵塞液氮洗冷箱。因此,分析認(rèn)為不宜采用中壓氮?dú)馓娲簹庹Ｉa(chǎn)負(fù)荷情況下,一般需運(yùn)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(jī)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(tǒng)回收利用。該方法煤鎖氣洗滌$3 000 mm氣化爐運(yùn)行一臺,每小時(shí)加煤3次，系統(tǒng)煤鎖氣儲氣柜都是利用原有設(shè)備,僅投資65萬o2600mm氣化爐運(yùn)行6臺,每臺氣化爐每小時(shí)加元,新增1臺氣體壓縮機(jī)。雖然要增加部分建設(shè)投煤2.5次,用氣態(tài)方程計(jì)算每小時(shí)排放的標(biāo)準(zhǔn)煤資,但是回收的煤鎖氣成分、壓力與煤氣出口系統(tǒng)一鎖氣量為1188. 8(m' )/h。按氣化爐正常情況下致,不會引起系統(tǒng)工藝波動(dòng),回收方案安全可靠。因年運(yùn)行8000 h計(jì),每年排放的煤鎖氣量9 510此,通過分析認(rèn)為采用此方案來回收煤鎖氣是合適km'。的?；厥展に嚵鞒桃妶D1。酯水來鹵煤化上煤鎖氣回收的必要性中輸水來152由于煤鎖氣來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，耗制造出來的粗煤氣,將其經(jīng)過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(fù)荷情況下每小時(shí)排放1188. 8 m3 ,每年排放高達(dá)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(fèi),而且對環(huán)境也造成一定壓縮機(jī)的污染。從節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、節(jié)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(shè)備及輔助設(shè)備選型方案的提出和方案的選擇回收裝置主要設(shè)備為煤氣壓縮機(jī),由于壓縮機(jī)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題,提出以統(tǒng)壓中國煤化工送至煤氣系統(tǒng)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(tǒng)的中壓氮?dú)馀P式0HCNMH(2式壓縮機(jī)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(shè)備有電動(dòng)機(jī)冷卻器,分離器設(shè)投入不大,放空氣主要為氮?dú)?可減少有用氣體等?；厥昭b置選用設(shè)備情況見表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(yùn)后的效果從以上分析計(jì)算可以看出,回收裝置投運(yùn)以后,每年從放空煤鎖氣中為企業(yè)挽回的經(jīng)濟(jì)損失該回收裝置建成投產(chǎn)后，裝置運(yùn)行穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)是十分可觀的，回收裝置的投資在很短時(shí)間內(nèi)就了煤鎖氣的合理回收利用,并取得了-定的經(jīng)濟(jì)可以收回，,因此其經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。效益和社會效益。4.2杜會效益表3煤鎖氣回收裝置設(shè)備- 欄表該回收裝置投運(yùn)以后,每年可將原來放空的9設(shè)備名稱型號規(guī)格尺寸設(shè)備質(zhì)數(shù)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(jì),壓縮機(jī)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(jī)YKK4006-86000 V.220kW 2 90013314 l,有效地節(jié)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較二級冷卻器g500x2794 A=29m2 1220 1好的環(huán)保、社會效益。-級分離器g800x2484 V=1.0m2 487二級分離器s600x1964 V=0.4m2 325結(jié)束語三級分離器:500x1528 V=0.2m2 332回收裝置自2003年7月投運(yùn)至今已運(yùn)行- -年4.1經(jīng)濟(jì)效益多的時(shí)間,裝置運(yùn)行穩(wěn)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(tǒng)過洗滌后先送入儲氣柜儲存,再采用壓縮機(jī)加壓年運(yùn)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(tǒng)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(jì),每年回收放空煤少、見效快,實(shí)施以后,不僅使企業(yè)取得較顯著的鎖氣可增產(chǎn)合成氨:節(jié)能降耗、增收節(jié)支的效果,而且有效地節(jié)約了資9 510 400 +3050 =3 118(噸)源和改善了環(huán)境。符合國家當(dāng)前倡導(dǎo)的低消耗、按每噸合成氨1650元計(jì),每年可為企業(yè)增加低排放、高效益,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用,走循環(huán)經(jīng)收人:濟(jì)發(fā)展模式的要求。1 650 x3118 =515(萬元)●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(zhǔn)出版1、請?jiān)敿?xì)填寫訂閱單和投寄用地址卡。訂閱的科技刊物,為國內(nèi)外公開發(fā)行。本刊的報(bào)導(dǎo)范單第一聯(lián)訂戶留作報(bào)銷憑證(若需正式發(fā)票請來圍在原來報(bào)導(dǎo)純堿工業(yè)生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)、管理基函說明) ,第二聯(lián)與投寄地址卡-并寄回編輯部。礎(chǔ)上增加純堿、氯化銨、小蘇打等上下游產(chǎn)品;與2、訂費(fèi)可由銀行匯至:開戶行交通銀行大連制堿有關(guān)的各專業(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(nèi)容。本刊的主要欄目有:科學(xué)實(shí)驗(yàn)、專論與綜單位:大連化工研究設(shè)計(jì)院。述、技術(shù)進(jìn)展、技術(shù)討論、經(jīng)驗(yàn)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(qū)黃浦路員、技術(shù)工人及大中專院校師生參閱。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,訂費(fèi)共計(jì)60.00元年(含郵費(fèi))。本刊自辦發(fā)行,凡需續(xù)訂、新訂的訂戶均憑訂閱辦CHCNMHG理訂閱手續(xù)(新訂戶函索訂閱單或來人到編輯部E-mail:dly@ mail. dlptt. ln. cn面索亦可)。從即日起開始訂閱,欲訂從速。