化肥工業(yè)第40卷第2期富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)總結(jié)楊曉勤,古永紅(湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公司湖北宜昌443000摘要簡(jiǎn)要介紹了富氧連續(xù)氣化技術(shù)的特點(diǎn)、工藝流程、主要設(shè)備以及富氧氣化爐的操作要點(diǎn),并提出了設(shè)計(jì)中需要注意的事項(xiàng)。富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)結(jié)罘表明:富氧氣化爐的哋氨煤耗在1.4t左右,產(chǎn)氣量比間歇?dú)饣癄t提高50%以上,廢熱鍋爐和夾套所產(chǎn)蒸汽基本能自給。關(guān)鍵詞富氧氣化炭層控制上行煤氣溫度試驗(yàn)Sum-Up of Experiments on Continuous Gasification with Oxygen-Enriched AirYang Xiaoqin, Gu YoHubei Yihua Group Co, Ltd. Hubei Yichang 443000)Abstract A brief introduction is given to the continuous gasification technology with oxygenenriched air, its special features, technological process, main pieces of equipment and main points inthe operation of the gasification with oxygen-enriched air, and points for attention are mentioned in itsdesign. The experimental results indicate that the gasifier consumes about 1. 4 t of coal per ton ofammonia,its gas production is over 50% higher than that of the batch coal gasifier, and the steamfrom the waste heat boiler and the jacket is basically self-sufficientKeywords gasification with oxygen-enriched air carbon layer control upgoing gas temperature1富氧連續(xù)氣化技術(shù)特點(diǎn)越高,對(duì)純氧的消耗量也越高。由于需要消耗氧氣,因此富氧連續(xù)氣化技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵在于能否富氧連續(xù)氣化和間歇?dú)饣夹g(shù)均屬于常壓固獲得穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的富氧源。湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任定層氣化,前者是以純氧、富氧空氣和水蒸氣為氣公司通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)采用富氧連續(xù)氣化技術(shù)的河南平化劑同時(shí)從爐底進(jìn)入,所產(chǎn)煤氣由爐頂引出;后者頂山、安徽淮化,福建三明3家化肥企業(yè)的考察:富是以空氣和水蒸氣為氣化劑,由空氣吹風(fēng)和水蒸氧連續(xù)氣化所需的氧濃度一般在55%~60%(體氣上、下吹交替制取半水煤氣。積分?jǐn)?shù));對(duì)于φ2740,φ3000和φ3300mm煤與間歇?dú)饣夹g(shù)相比,富氧連續(xù)氣化技術(shù)具氣爐,富氧空氣流量在200-4000m3/h;這有如下特點(diǎn):工藝流程及生產(chǎn)操作大為簡(jiǎn)化,安全3家企業(yè)全部采用深冷法制氧,河南平頂山的制性也得以提高;由于沒(méi)有吹風(fēng)階段的大流量空氣氧能力是6500m3/h,安徽淮化利用與德士古水通過(guò)床層,炭層中的氣體流速大幅降低,因而可以煤漿氣化裝置配套的2800m3/h空分裝置所產(chǎn)使用粒度較小的原料煤,灰渣含碳量也較間歇?dú)獾牟糠盅鯕?福建三明是利用附近鋼鐵企業(yè)的氧化技術(shù)的低,氣化反應(yīng)區(qū)溫度穩(wěn)定,氣化強(qiáng)度可比氣(5300m3/h)。由于富氧連續(xù)氣化對(duì)氧氣的濃間歇?dú)饣岣?0%以上;不存在間歇?dú)饣に囍卸纫蟛桓?因此可考慮采用變壓吸附制氧閥門(mén)頻繁切換的問(wèn)題,從而大大延長(zhǎng)有效制氣時(shí)間,使氣化強(qiáng)度及單爐氣化能力大幅提高;可充分2富氧氣“中國(guó)煤化主要設(shè)備利用原有的常壓固定層氣化爐,投資增加不大。2.1富氧CNMHG般氧氣純度越高,氣化強(qiáng)度越大,氣化效率湖北宜化雙環(huán)公司富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)裝置是2013年4月楊曉勤等:富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)總結(jié)在原間歇?dú)饣癄t的基礎(chǔ)上改造而成。氣溫度將迅速升高。汽氧比失調(diào)時(shí),也易引起上來(lái)自空分裝置的4.0MPa純氧減壓至25kPa行溫度波動(dòng),此時(shí)應(yīng)根據(jù)煤氣成分分析結(jié)果進(jìn)行后進(jìn)入純氧緩沖罐,然后進(jìn)入富氧緩沖罐,與來(lái)自調(diào)節(jié)。上行煤氣溫度超標(biāo)時(shí),若煤氣中有效氣含羅茨風(fēng)機(jī)的25kPa空氣混合,富氧空氣中含氧體量高、二氧化碳含量低,說(shuō)明氧過(guò)量,需要增加蒸積分?jǐn)?shù)控制在5%~60%。富氧空氣經(jīng)管道進(jìn)汽用量;若有效氣含量低、二氧化碳含量高,說(shuō)明入氣化劑混合罐,與來(lái)自蒸汽緩沖罐的蒸汽混合蒸汽過(guò)量,需減少蒸汽用量或增加氧用量。在實(shí)后由爐底進(jìn)入氣化爐,所產(chǎn)半水煤氣由爐頂引出,際操作過(guò)程中,也可以通過(guò)調(diào)節(jié)加煤量來(lái)控制上然后依次經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器廢熱鍋爐后進(jìn)入煤氣行煤氣溫度,但必須優(yōu)先保證炭層高度?？偣?。此后在進(jìn)行以新疆塊煤為原料的富氧連續(xù)(3)經(jīng)多次試驗(yàn),富氧連續(xù)氣化所產(chǎn)煤氣中氣化試驗(yàn)時(shí),在廢熱鍋爐后增設(shè)了噴淋式單爐洗的有效氣體積分?jǐn)?shù)最佳范圍為62%~68%。當(dāng)氣塔。有效氣體積分?jǐn)?shù)低于62%時(shí),說(shuō)明爐內(nèi)氣化層溫2.2富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)裝置主要設(shè)備度較低,蒸汽用量也會(huì)偏高,經(jīng)濟(jì)性較差;當(dāng)有效(1)富氧氣化爐是由常壓間歇?dú)饣癄t改造而氣體積分?jǐn)?shù)超過(guò)68%時(shí),爐內(nèi)溫度過(guò)高極易引成,富氧空氣與蒸汽混合后并入爐底三又管經(jīng)鼓起結(jié)疤,炭層高時(shí)也容易引起掛壁。風(fēng)箱進(jìn)入爐內(nèi)。因上行煤氣溫度高,一旦有紅炭落入灰倉(cāng),接觸富氧空氣后極易劇烈燃燒,能快速4富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)結(jié)果將灰倉(cāng)燒紅,因此氣化爐爐頂、上行管道爐底灰湖北宜化雙環(huán)公司分別對(duì)貴州煤煤棒、山西倉(cāng)、鼓風(fēng)箱均要求涂抹耐高溫澆注料煤煤棒、寧夏煤煤棒、內(nèi)蒙古機(jī)焦塊、內(nèi)蒙古焦粉(2)湖北宜化雙環(huán)公司富氧連續(xù)氣化試驗(yàn)裝煤球等進(jìn)行了富氧連續(xù)氣化試驗(yàn),并與間歇式煤氣置利用與She粉煤氣化裝置配套的空分裝置多發(fā)生爐進(jìn)行了對(duì)比。其中,貴州煤煤棒分析結(jié)果、余的純氧新建富氧氣化爐時(shí)需配套相應(yīng)的制氧試驗(yàn)控制參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分別見(jiàn)表1和表2裝置。表1貴州煤煤棒分析結(jié)果%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(3)富氧連續(xù)氣化需設(shè)置廢熱鍋爐,以回收灰分揮發(fā)分固定碳硫灰熔點(diǎn)T2/℃高溫煤氣的顯熱。湖北宜化雙環(huán)公司富氧連續(xù)氣6.025.0化試驗(yàn)裝置新增廢熱鍋爐的蒸發(fā)面積和過(guò)熱面積表2貴州煤煤棒試驗(yàn)控制參數(shù)、試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分別為400m2和20m2,出廢熱鍋爐半水煤氣溫富氧連度180~220℃。項(xiàng)目間歇?dú)饣m(xù)氣化3富氧氣化爐操作要點(diǎn)富氧空氣流量/(m3h-1,標(biāo)態(tài))2500~3000富氧空氣含氧體積分?jǐn)?shù)/%富氧氣化爐操作的要點(diǎn)是穩(wěn)定炭層高度和控單爐蒸汽用量/(t·h-14.13制上行煤氣溫度。灰渣殘?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)/%10.01)由于富氧連續(xù)氣化入爐氣化劑中的氧濃煤氣中含(CO+H2)體積分?jǐn)?shù)%65.264.0度高,極易出現(xiàn)結(jié)疤或掛壁現(xiàn)象,因此必須嚴(yán)格控出口煤氣中含N2體積分?jǐn)?shù)/%15.8制氧流量及炭層高度。炭層高度主要通過(guò)加煤量出口煤氣中含CO2體積分?jǐn)?shù)/%和下灰量來(lái)調(diào)節(jié),調(diào)整合適的加煤時(shí)間和爐條機(jī)日耗煤量/t轉(zhuǎn)速,既要注意爐底灰倉(cāng)溫度及下灰灰渣狀況,防廢熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量/(th1)單爐產(chǎn)氣量/(m3h1,標(biāo)態(tài))8544止氣化層下降過(guò)快或上移,還應(yīng)根據(jù)所用原料煤?jiǎn)螤t產(chǎn)氣量可供產(chǎn)氨/(t·h-1)的灰熔點(diǎn),合理制定指標(biāo),以控制適宜的炭層高噸氨煤耗/t度,提高發(fā)氣量。噸氨蒸汽耗/1(2)引起上行煤氣溫度超標(biāo)的因素主要有氧噸氨總氧耗/(中國(guó)煤化工負(fù)荷變化、汽氧比、氣化層上移等。當(dāng)富氧氣化爐噸氨耗空分裝CNMHG氧負(fù)荷增大時(shí),若蒸汽用量沒(méi)有相應(yīng)增加,上行煤噸氨廢熱鍋爐產(chǎn)v;44化肥工業(yè)第40卷第2期試驗(yàn)結(jié)果表明:富氧氣化爐的噸氨煤耗在考慮上行煤氣管道及旋風(fēng)除塵器的設(shè)備材質(zhì),最t左右;采用同種原料煤時(shí),富氧氣化爐的產(chǎn)好能耐700℃高溫;爐頂應(yīng)采用耐火磚+隔熱氣量比間歇?dú)饣癄t提高50%以上;穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),層+保溫層的處理。廢熱鍋爐和夾套所產(chǎn)蒸汽基本能自給。(2)設(shè)計(jì)富氧氣化爐時(shí),最好能在現(xiàn)有間歇?dú)?設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)化爐的基礎(chǔ)上增大高徑比,同時(shí)增加夾套高度,從而增高氣化層厚度、加大發(fā)氣量,并有效降低半水(1)富氧連續(xù)氣化時(shí),上行煤氣溫度高,試驗(yàn)煤氣中CO2含量。氣化新疆塊煤時(shí),因其活性好、過(guò)程中曾多次出現(xiàn)旋風(fēng)除塵器和造氣爐大蓋焊縫炭層高度控制得較低,無(wú)法降低煤氣中CO2含量。漏氣著火。因此,在設(shè)計(jì)富氧氣化爐時(shí),需要特別(收稿日期2011-12405)必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必必(上接第25頁(yè))符合。工藝技術(shù)成熟,肥效較為顯著;產(chǎn)品養(yǎng)分釋放速率控失氮肥的肥效檢驗(yàn)方法采用水中溶出率比樹(shù)脂、硫磺等包膜型尿素相對(duì)要快,適合于大田法。由于水是一均相體系,而土壤是由固、液、氣作物;在土壤中能均衡營(yíng)養(yǎng),做到大田作物前期三相組成的非均一體系,土體內(nèi)強(qiáng)烈的物理、化中期后期不缺肥;遇水自組裝成絮狀海綿體,可學(xué)物理化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程必然影響肥料中養(yǎng)分疏松土壤,增強(qiáng)土壤保水性能,改善土壤結(jié)構(gòu);肥的釋放和釋放的養(yǎng)分在土體內(nèi)的各種轉(zhuǎn)化過(guò)程,料利用率提高11%~22%,作物產(chǎn)量平均提高在種植作物的情況下,還受植物根系吸收養(yǎng)分的10%,同時(shí)可提高作物品質(zhì)。影響。因此,以水中溶出率法來(lái)評(píng)價(jià)控失氮肥釋鑒于目前尚無(wú)控失氮肥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)放特性和肥效期通常與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量及其指標(biāo),維護(hù)生產(chǎn)者、經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的合法權(quán)益,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況,參照安4努力方向徽省地方標(biāo)準(zhǔn)《控失性肥料》,制訂了《控失氮肥》為了降低控失氮肥生產(chǎn)成本和解決各類(lèi)大田企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其主要質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表1作物所需氮素的縱向平衡問(wèn)題,今后從以下幾個(gè)表1控失氮肥主要質(zhì)量指標(biāo)方面進(jìn)行研究與應(yīng)用:①促進(jìn)控失技術(shù)的開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目I型Ⅱ型Ⅲ型應(yīng)用,研發(fā)新的控失材料,以制造成本更低、效果總氮(N,以干基計(jì))%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≥20.0≥30.0≥40.0更好、無(wú)毒無(wú)害、易降解的環(huán)保型緩釋材料;②優(yōu)縮二脲/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1.5≤1.5≤1.5化養(yǎng)分釋放或控流失模式,解決各類(lèi)作物所需氮酰胺態(tài)氮/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)16.022.036.0素的縱向平衡問(wèn)題;③完善控失氮肥釋放行為特銨態(tài)氮/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))征的快速檢測(cè)方法并規(guī)范質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以促進(jìn)和保Cl/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤7.0≤20.0≤7.0水分/%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤1.5≤1.5≤1.5證工業(yè)化產(chǎn)品的質(zhì)量控制,便于各相關(guān)方對(duì)產(chǎn)品粒度(2.00-4.75mm)/%(質(zhì)質(zhì)量的監(jiān)督控制。量分?jǐn)?shù))養(yǎng)分控失率/%參考文獻(xiàn)[1]陳同斌曾希柏胡清秀中國(guó)化肥利用率的區(qū)域分異[門(mén)注:1)I型、Ⅱ型和Ⅲ型產(chǎn)品是由熔融尿素加一定量化肥養(yǎng)分控地理學(xué)報(bào),2002(5):531538失劑及氯化銨或硫酸銨制成2]吳躍進(jìn)楊惠成余增亮.“控失化肥”示范應(yīng)用效果及機(jī)理2)Q含量為型式檢驗(yàn)項(xiàng)目,Ⅲ型產(chǎn)品應(yīng)在包裝袋上標(biāo)明“含氯研究綜述[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2007(24):2224.3)水分含量為出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目;[3]余立祥,卞坡,吳躍進(jìn),等.化肥“控失”對(duì)作物氮素農(nóng)學(xué)利4)養(yǎng)分控失率為型式檢驗(yàn)項(xiàng)目用率的影響[J.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2007(24):2526水溶解試驗(yàn):取10g試樣于250mL燒杯中,[4]王桂芩,馬友華,江云,等.凹凸棒土在土壤改良和新型肥料加100mL水,在15~20℃下靜置2h,若仍保持開(kāi)發(fā)上的中國(guó)煤化工778絮狀顆粒,攪拌后呈黏稠狀的絮狀海綿體,即為CNMHG2013-01-10)