鲁奇加压气化炉煤锁气回收方案选择

2004年12月云南化工Dec.2004第31卷第6期Yunnan Chemical TechnologyVol.31,No.6鲁奇加压气化炉煤锁气回收方案选择范国宏,尚乃明(云南解化集团有限公司,云南开远661600)摘要:分析鲁奇纯氧加压气化炉在正常生产过程中对加煤时放空的煤锁气回收的必要性,并针对煤锁气回收难的问题,提出回收技改方案,通过两种技改方案的比较优选,最终实现将煤锁气回收返回合成氨生产系统,增加了合成氨产量,达到增产降耗、节约资源、改善环境的目的。关键词:鲁奇炉煤锁气;回收方案优选;增产降耗;改善环境中團分类号: TQO2文献标识码: B文章编号: 1004-275X(2004)06-0051-03前言压,待煤锁内压力充至与气化炉出口压力平衡时，云南解化集团有限公司是国内首家采用褐煤关闭冲压伐,打开煤锁下阀,实现向气化炉内加鲁奇纯氧加压气化制原料气生产合成氨的企业,煤,如此循环完成每一次加煤过程。加煤过程中原设计在鲁奇炉加煤制气过程中卸压煤锁气是采排至储气柜的气体称为煤锁气。取经洗涤后引入煤锁气储气柜,再供用户作燃料1.2煤锁气组分、气量气使用。由于该部分煤锁气未经过净化,气体中1.2.1煤锁气组分CO2含量较高,影响燃气使用效果,使该部分煤锁由于煤锁气用的是气化炉出口粗煤气,即在气长期放空,没有得到合理利用,造成了能源的浪高温和压力状况下,以纯氧、蒸汽为气化剂,利用费和污染环境。为使煤锁气得到有效回收利用，褐煤转化成的原料煤气,其气体组分如表1。笔者在此就煤锁气回收的必要性及回收的技术方从表1分析数据可以看出:煤锁气中除含有案问题提出分析探讨,与同行共同交流学习。33. 8%的CO2气体和少量H2S、O2等对合成氨无.用的气体外,其余H2、CO、CH,、N2都是合成氨有1鲁奇炉煤锁 气回收的必要性用的气体。1.1煤锁气产生的过程表1煤锁气组分分析数据鲁奇炉制气工艺是以碎煤为原料、以蒸汽和纯氧为气化剂在2. 35 MPa压力状况下进行煤的组分体积分数/%气化,为合成氨提供原料气，该气化采用的是加压H237.0连续气化工艺。加煤是在常压状态下进行,为间C14.9歇加煤(20 min左右加煤1次)。加煤通过气化炉CH413.0顶部称为煤锁的容器来进行控制。加煤前须将煤CO233.8锁内压力降至常压,即将气化炉与煤锁连接的煤H2S锁下阀关闭后,将煤锁内煤气排放至煤气冷却器00.1及分离器除去焦油、粉尘后送至煤锁气储气柜,然N20.2后打开煤锁与煤斗连接的煤锁上阀，使原料煤从煤斗溜槽进入煤锁,待煤锁装满后,关闭煤锁上阀,打开冲压伐,利用气化炉出口煤气向煤锁内冲1.2.2 煤锁气气量收稿日期:2004-10-28中国煤化工作者简介:范国宏(1962 ~ ) ,傣族，云南建水人,化工工艺助理工程师,现从,MYHCNMHG. 52.云南化工2004年第6期云南解化集团有限公司目前共有17台加压损失的优点，但是由于中压氮气压力只有2.1气化炉,其中02600mm气化炉14台,3000mmMPa,不能冲压至与气化炉出口压力平衡,满足不气化炉3台,由于气化炉大小的不同,所以配置的了加煤的要求,因此在用中压氮气冲压至与氮气煤锁规格也不同,两种加压气化炉煤锁规格尺寸系统压力平衡后,还需关死氮气冲压阀,再用气化如表2。炉出口煤气补充少量煤气,将煤锁压力充至与气化炉平衡,才能实现加煤。此方法不但操作繁锁，表2气化炉煤锁规格尺寸而且将煤锁气放空时也有少部分煤气损失,放空煤锁规格数量(台)气体仍会对环境造成一定污染,且由于采用中氮2000 mm,H=2800 mr2600 mm14气冲压,中压氦气系统与煤气系统连通,中压氮气S=S0 V =6m'主要是供液氮洗使用,如果压力波动,将会导致煤3 000 mm口000 mm,H =4350 mm3气串至液氮洗装置,致使煤气中的CO2、H20串人S=32 V=10.6 m'液氮洗装置,造成低温状况下冻结堵塞液氮洗冷箱。因此,分析认为不宜采用中压氮气替代煤气正常生产负荷情况下,一般需运行7台气化作煤锁冲压用气这-方案。炉(1台03000mm气化炉,6台2600mm气化方案2:将洗涤后的煤锁气先排至煤锁气储气柜炉)。3000mm气化炉每小时加煤3次,2600mm储存,然后采用压缩机将储存于气柜中压力仅有3气化炉每小时加煤2.5次。kPa的煤锁气加压至与气化炉出口煤气压力相等后,按操作压力23. 5 MPa、 操作温度190心，直接送至粗煤气系统回收利用。该方法煤锁气洗涤$3 000 mm气化炉运行一台,每小时加煤3次，系统煤锁气储气柜都是利用原有设备,仅投资65万o2600mm气化炉运行6台,每台气化炉每小时加元,新增1台气体压缩机。虽然要增加部分建设投煤2.5次,用气态方程计算每小时排放的标准煤资,但是回收的煤锁气成分、压力与煤气出口系统一锁气量为1188. 8(m' )/h。按气化炉正常情况下致,不会引起系统工艺波动,回收方案安全可靠。因年运行8000 h计,每年排放的煤锁气量9 510此,通过分析认为采用此方案来回收煤锁气是合适km'。的。回收工艺流程见图1。酯水来卤煤化上煤锁气回收的必要性中输水来152由于煤锁气来源于气化炉出口的粗煤气,此输水四煤化工、部分气体是消耗了原料褐煤、氧气、蒸汽、电等能的水四煤化二，耗制造出来的粗煤气,将其经过净化以后就能成为对合成氨有用的气体。该部分煤锁气正常负荷情况下每小时排放1188. 8 m3 ,每年排放高达9510km’,此部分煤锁气放空不但使企业制造成本.上娱铺气储气板升,对资源也是一种浪费,而且对环境也造成一定压缩机的污染。从节能降耗、降低生产成本、节约资源、改善环境的角度出发,很有必要将此部分煤锁气圈1煤锁气回收工艺流程图加以回收利用。3回收装置主要设备及辅助设备选型方案的提出和方案的选择回收装置主要设备为煤气压缩机,由于压缩机吸2.1方 案的提出人压力只有3 kPa ,必须将压力提高至大于粗煤气系针对鲁奇炉煤锁气的回收利用问题,提出以统压中国煤化工送至煤气系统进行回下回收方案进行比较。收利毛,该方案中选择1台方案1:拟采用褐煤制氨生产系统的中压氮气卧式0HCNMH(2式压缩机为回收装置代替煤气作为煤锁充压气体。,此方案虽然具有建加压输送气体,其辅助设备有电动机冷却器,分离器设投入不大,放空气主要为氮气,可减少有用气体等。回收装置选用设备情况见表3。2004年第6期范国宏等:鲁奇加压气化炉煤锁气回收方案选择，53●回收装置投运后的效果从以上分析计算可以看出,回收装置投运以后,每年从放空煤锁气中为企业挽回的经济损失该回收装置建成投产后，装置运行稳定,实现是十分可观的，回收装置的投资在很短时间内就了煤锁气的合理回收利用,并取得了-定的经济可以收回，,因此其经济效益是显著的。效益和社会效益。4.2杜会效益表3煤锁气回收装置设备- 栏表该回收装置投运以后,每年可将原来放空的9设备名称型号规格尺寸设备质数量510 km'煤锁气全部回收利用,按每1 km'粗煤气量/kg /台实际消耗褐煤0.981、氧气116 m' 、蒸汽1.4t计,压缩机C-20/28 型4 100 x1610 x984( mm)5200 1每年可减少褐煤消耗9320t,氧气1103 km' 、蒸汽电动机YKK4006-86000 V.220kW 2 90013314 l,有效地节约了资源,并消除了放空气体对级冷却器s500x2868 A=29m2 1257 1环境造成的污染,因此,煤锁气回收以后也带来较二级冷却器g500x2794 A=29m2 1220 1好的环保、社会效益。-级分离器g800x2484 V=1.0m2 487二级分离器s600x1964 V=0.4m2 325结束语三级分离器:500x1528 V=0.2m2 332回收装置自2003年7月投运至今已运行- -年4.1经济效益多的时间,装置运行稳定。实践证明将煤锁气通以每小时回收煤锁气1188. 8 m' ,煤制氨系统过洗涤后先送入储气柜储存,再采用压缩机加压年运行8000 h,每年回收煤锁气量:至与气化炉出口压力平衡后,返回粗煤气系统回1 188.8 x8000 =9 510 400(m'),按每吨合成收利用的方案是切实可行的。该技术方案投资氨正常消耗3050 m' 粗煤气计,每年回收放空煤少、见效快,实施以后,不仅使企业取得较显著的锁气可增产合成氨:节能降耗、增收节支的效果,而且有效地节约了资9 510 400 +3050 =3 118(吨)源和改善了环境。符合国家当前倡导的低消耗、按每吨合成氨1650元计,每年可为企业增加低排放、高效益,实现资源的高效利用,走循环经收人:济发展模式的要求。1 650 x3118 =515(万元)●征订启事●《纯碱工业》2005年征订启事订阅办法:《纯碱工业》是经国家新闻出版署批准出版1、请详细填写订阅单和投寄用地址卡。订阅的科技刊物,为国内外公开发行。本刊的报导范单第一联订户留作报销凭证(若需正式发票请来围在原来报导纯碱工业生产、科研、设计、管理基函说明) ,第二联与投寄地址卡-并寄回编辑部。础上增加纯碱、氯化铵、小苏打等上下游产品;与2、订费可由银行汇至:开户行交通银行大连制碱有关的各专业领域;新产品、新技术等诸方面分行星海分理处。的内容。本刊的主要栏目有:科学实验、专论与综单位:大连化工研究设计院。述、技术进展、技术讨论、经验交流、新产品、新技帐号:00049003596。也可 邮汇。术等。可供纯碱及相关专业的科技人员、管理人3.、编辑部地址:大连市高新技术园区黄浦路员、技术工人及大中专院校师生参阅。201号《纯碱工业》创刊于1963年。全年出版6“中国煤化1)84676094期,每期48页,订费共计60.00元年(含邮费)。本刊自办发行,凡需续订、新订的订户均凭订阅办CHCNMHG理订阅手续(新订户函索订阅单或来人到编辑部E-mail:dly@ mail. dlptt. ln. cn面索亦可)。从即日起开始订阅,欲订从速。