我厂固定床造气与德士古制气的技术应用与比较.doc

婴堡兰叁!童墅墨!!堑些堇查丝竺奎鎏叁笙塞叁 一——三一 我厂固定床造气与德士古制气的技术应用与比较 吴萍 (兖矿鲁南化肥厂山东滕州277527) 我厂是年生产合成氨22万t的中型氮肥厂，具有两套合成氨生产系统，其中合成氨分厂利用固定床间 歇式制气生产合成氨，甲酵分厂利用德士古水煤浆加压气化制气生产合成氪。体文通过对两套系统的工艺 流程选择、制气工序的主要特点、煤种选择、综合能耗、制造成本、环境保护六个方面进行比较·来说明 在中国发展德士古技术的必要性和可行性，以及利用德士古技术改造利用无烟煤生产合成氨厂的可行性。) l 工艺流程选择 利用固定层间歇式制气生产合成氨的系统为合成氨分厂，是鲁南化肥厂的前身，筹建于1967年，1972 年投产。原设计能力为年产6万t合成氮、11万t尿素，经多年的改造，现已形成年产12万t合成氨、14．5 万t尿素的生产能力。该厂以无烟煤为原料，采用固定层间歇式制气。净化工段采用三触媒全低温变抉、 栲胶脱硫、复合热钾碱洗法脱碳、甲烷化脱除微量的CO和c02。高压氨合成(3 1．4 MPa)、水溶液全循 环法生产尿素。 利用德士古技术生产合成氨的系统是甲醇分厂，该厂于1993年3月份投产，原设计能力为年产8万 t合成氨、13万t尿素，现实际年生产能力为10万t合成氨、17万t尿素。该厂以烟煤为原料。配有 KDON．10000／8500空分装置一套，采用德士古水煤浆加压气化(压力为3．0 MPa)制气，全低温耐硫变换， NHD(聚乙二醇二甲醚)脱硫、脱碳，甲烷化脱除微量的CO和CO，，高压氨合成，水溶液全循环法生 产尿素。 1．1两种流程相比较，其主要区别有： (1)原料煤不同：前者是无烟块煤，后者是普通烟煤。 (2)制气方式不同：前者为固定床间歇式制气，后者为德士古水煤浆加压气化制气。 (3)净化方式不同：前者为三触媒全低温变换、栲胶脱硫、复合热钾碱洗脱碳，后者为全低温耐硫 变换，IqHD脱硫、脱碳。 (4)气体压缩方式不同：前者是由常压压缩至2．25MPa送净化。精制气再由1．7MPa加压至31．4MPa 送合成，后者精制气本身就是1．9 MPa，直接加压至31．4 MPa送合成。 1．2硒种流程的相同点主要有： (1)微量的CO和c02脱除都选用甲烷化。 (2)氮合成都是高压合成。 (3)尿素都采用的是水溶液全循环法。 2 制气工序的主要特点 间歇式固定床气化的主要工艺特点是：间歇加料、间歇制气、常压气化，气化温度较低．在800—900 ℃，操作简便，易于掌握，投资少，见效快。但与粉煤气化相比存在很大缺陷： (I)由于在吹风阶段需要大量空气，吹风末期燃料层湿度又较高，须采用焦炭或块状无烟煤为原料， 成本高． (2)由于吹风末期燃料层温度高，使吹风中带走热量多，且由于燃料层温度波动太，不可能使燃料 层温度处于热效率的最高点上，因而气化效率较低。 (3)由于大约四分之一的时间用于吹风和切换阀门上，因而有效制气时间相应减少，同时，由于制 气阶段后期燃料层温度下降，蒸汽分解率低，制气能力难以提高。 (4)由于需要经常切换阀门，构件易损坏，维修频繁。 (5)由于全过程要求较高炉温，吹风时间长，且均要放空，能耗高，空气污染大。 (6)由于低温热源产生多，热损失大，污水排放量大。 (7)自动化水平低。  4 2005年学会年会暨氮肥行业技术经验交流会论文集 德士古粉煤气化与间歇式固定床制气从工艺特点上比，具有以下优点： (I)原料适应性强：能处理烟煤和无烟煤粘结性和非粘结的广泛煤种。 (2)碳转化率高：通常约98％。 (3)压力范围宽：在3．0～8．5 MPa不等，高压下操作，可消除或减少下一步加工工艺的压缩功e (4)有效气体成份高：通常CO+H280％，非常适于制氨、甲醇、醋酸等产品。H2／cO有较宽幅度 的可调性。 (5)负荷适应性强：可在设计能力的50％,-．100％负荷下操作，且能在较快时间内把负荷加上去，高 低负荷比大，加量快。 (6)自动化水平高：调节、监测、安全系统均采用DES计算机控制。 (7)维修方便：气化炉内没有运动部件，其操作性能好。可靠程度高．目前国内单炉连续运行周期 已达100天20小时(我厂创造)，一般80天左右。 3 煤种的选择 间歇式固定床制气，为了获得高的气化质量和气化强度，它要求燃料粒度均匀、反应活性好、灰份 和挥发份含量小，机械强度大，热稳定性强。因此必须利用焦炭或无烟煤为原料。而且基本利用晋东南 无烟块煤，远距离运输，使成本升高，限制了发展。 德士古水煤浆气化，对原料适应性广，可利用含有大量粉煤和表面水分的煤作原料，除褐煤和泥煤 不宣使用外，其它粘结性和非粘结性煤及石油焦均可使用，解决了以焦炭和无烟煤为原料生产合成氮的 单一途径。 4综合能耗 利用德士古水煤浆加压