深入分析常压固定床富氧连续气化技术的存在问题.PDF

2013年第3期 ·论文部分 深入分析常压固定床富氧连续气化技术的存在问题、技术升级情况及发展前景 深入分析常压固定床富氧连续气化技术的存在问 题、技术升级情况及发展前景 田守国 江西昌昱实业有限公司 常压固定床富氧连续气化技术在化肥行业经过较为漫长的小范围应用，且在只有很多评说却缺少研 究攻关的条件下，一直没有发挥出应有水平。 笔者认为彻底否定常压固定床富氧连续气化技术还为时过早，富氧连续气化技术不存在原理性的错 误，而是同仁们没有发现所用技术装备存在的核心问题，因为缺乏改进和完善导致整套技术的升级改进 速度过慢，该技术在气化强度、煤气质量、热效率和单位能耗等方面仍具有一定的优化升级空间，气化 技术工作者应加大技术攻关力度，提高其技术水准，以进一步扩大应用范围。 1 常压固定床富氧连续气化技术的发展历程 (目前可分为三代) 1．1第一代 在第一代富氧连续气化技术的推广使用过程中，根本就没有开发和采用富氧连续气化专用的技术装 备，只是在已有的间歇气化炉上通入富氧空气由间歇循环制气改为单向连续制气就算是实现了 “富氧连 续气化”。因为使用的是间歇循环制气设备，所以生产运行中一直存在气汽比偏大、出气温度高、炉况稳 定性较差、灰渣残碳高和热效率较低的问题，工艺改变获得的效益只是单炉发气量相比间歇气化提高了 25％左右，因此给人们没有留下好的印象。 对于前期富氧连续气化技术运行综合效益不理想和推广速度 比较慢的原因应当科学理性的来加 以分 析。除了技术装备没有及时完善升级外，还有一个比较重要的原因是当初我国制氧技术发展进步比较慢， 且制氧技术单一，只有深冷制氧技术，加上部分关键设备依赖引进，制氧装置建设投资大，制氧成本高， 因此极大地降低了富氧连续气化生产的经济效益。随着 PSA和膜分离制氧技术相继推广应用，深冷制氧 技术也有了很大突破，技术装备早已实现全部国产化，制造成本减少，制氧装置建设投资大幅降低，且 自增压内循环技术和蒸汽驱动空压机技术应用后制氧成本进一步降低，每立方米氧气成本一般≤O．3元。 这为常压固定床富氧连续气化、’纯氧连续气化和固定床加压连续气化技术的推广应用增加了极大的推动 力。 1．2第二代 第二代富氧连续气化技术分为两步：第一步是针对出炉煤气温度难以控制和气化强度难以提高的问 题，推出了富氧阶段转换制气方法，增加下吹制气过程，相应降低了出炉煤气温度，减少了煤气炉的显 热损失，但对提高气化强度没有多少起色；第二步是开发配置了专用工艺流程，开发使用了余热阶梯回 收利用工艺流程 (单炉废锅回收高位余热，再并入双炉废锅回收低位余热)，进一步提高了其余热回收效 率。 总体来讲，第 1～2代富氧连续气化装置都是在间歇气化装置上采用富氧连续气化的，存在技术装备 条件满足不了单向连续制气工艺要求的严重错误，炉内没有相应的蓄热能力和火层伸展空间，因此限制 B-11 2013年第3期 -论文部分 深入分析常压固定床富氧连续气化技术的存在问题、技术升级情况及发展前景 了富氧连续气化炉的生产能力和综合效益。 表 1 第 1～2代富氧连续气化半水煤气成分与灰渣残碳 ％ 项 目 CO2 O2 CO N2 CH4 Ar C0+ 灰渣残碳 山西太化 (半焦) 13～160．2～0．430～3238～39 1O～12 1．0～1．5 0．1 68～71 ≤7．0 河南晋开 (小粒煤) 14～170．2～O．528～3037～38 10～13 0．9～1．4 0．1 65～68 ≤9．8 l湖南湘氮(煤棒) l5～170．2～0．429～3039～4010～121．0～1．60．1268～70 ≤10 以上举例的生产企业都采用了新型加氮技术，即造气恒定氧浓度和气氧比，保证气化温度、煤气成 分稳定，平衡氢氮比缺少的氮气从合成加入纯氮补充。该方法简单易行、科学合理，有利于稳定氢氮比， 同时减轻了净化、转化系统的负荷，合成加氮技术已经成为富氧连续气化和纯氧连续气化生产合成氨的 配套技术。 1．3第三代 第三代富氧连续气化技术可称为 “新型富氧连续气化技术”，该套技术在开发中彻底消除了制约生产 多年的根本问题，开发配